Учебное пособие 1526
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Воронежский государственный технический университет
Е. М. Калабанов
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Учебное пособие
Часть 1
Воронеж 2000
УДК 355.417.4
Калабанов Е. М. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие Воронеж: Изд – во ВГТУ, 2000 Ч.1. 177 с.
Изложены физические и математические основы анализа влияния окружающей среды на человека и биосферу, влияния человека на окружающую среду, а также способы и методы защиты человека от негативных факторов окружающей среды на человека и технику.
Издание предназначено для студентов изучающих курс «БЖД», в
частности «Экологию», «Охрану труда», «Защиту населения и территорий в чрезвычайных ситуациях».
Учебное пособие подготовлено на магнитном носителе в текстовом редакторе Microsoft Word и содержится в файле Go1.doc , объѐм 1.707 Мбайт.
Табл. 3, Ил. 7. Библиогр.: 14 назв.
Научный редактор д – р техн наук В. С. Лагунов Рецензенты: Воронежский институт МВД РФ
(д – р техн. наук А. А. Головко);
канд. техн. наук А. И. Климов
Издаѐтся по решению редакционно – издательского совета Воронежского государственного университета.
Калабанов Е. М.,2000
Оформление. Издательство Воронежского государственного технического университета. 2000
2
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина «Безопасность жизнедеятельности» (БЖД) занимается вопросами безопасности взаимодействия человека со средой обитания
(производственная, бытовая, городская, природная) и вопросами защиты человека от негативных (поражающих) факторов (ПФ) чрезвычайных ситуаций
(ЧС) природного, антропогенного и техногенного характера. Она состоит из трех разделов: экология, безопасность производства, гражданская защита.
Экология занимается вопросами взаимодействия человека и биосферы со средой обитания. Безопасность производства включает охрану труда и технику безопасности. Гражданская защита предназначена для защиты населения и народного хозяйства в военное время и от ЧС мирного времени.
Согласно теории многоцелевых, многоуровневых иерархических систем БЖД можно представить в виде страт или уровней описания (рис.1).
На первом уровне (страте) расположены составляющие БЖД: экология,
безопасность производства, гражданская защита. На втором уровне — задачи составляющих БЖД: защита человека и биосферы; охрана труда и техника безопасности; защита населения, устойчивость экономики и ведение спасательных и других неотложных работ (СиДНР). На третьем уровне — поражающие факторы: энергетические, химические, биологические,
информационные. На четвертом уровне — составляющие ПФ по источникам их возникновения: механические и излучения; отравляющие вещества (0В) и
сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ) или аварийно химические опасные вещества (АХОВ); возбудители болезней; недостаток, избыток информации и ложная информация. На пятом уровне — конкретные поражающие факторы составляющих: вибрации, шум, ударная волна и наводнения; тепловое, ионизирующее, электромагнитное излучения и электрический ток; обще ядовитые, кожно-нарывные, удушающие,
раздражающие, нервно-паралитические и психогенные 0В; раздражающие,
прижигающие, удушающие, обще ядовитые и наркотические СДЯВ
3
(АХОВ);чума, туляремия, сибирская язва и др.
Горизонтальные стрелки на рис.1 обозначают взаимосвязь на уровнях описания. Вертикальные — воздействия на более низкие уровни и реакции нижележащего уровня. Качество работы всей системы обеспечивается обратной связью, т.е. реакциями на вмешательство, информация о которых направляется снизу вверх.
Для каждой страты (уровня) характерны свои математические модели исследований. На самом нижнем уровне используются физические и химические, а также информационные соотношения. Его можно назвать
Рис.1 - Уровни безопасности жизнедеятельности.
4
уровнем физических и химических процессов. На этом уровне определяются такие величины, как: уровни шума и вибраций, избыточное давление во фронте ударной волны для механических ПФ; интенсивность излучения для источников излучений; токсидоза для ОВ и предельно допустимая концентрация для СДЯВ (АХОВ); тяжесть заболеваний от биологических веществ; количество и качество информации для информационных ПФ.
На четвертом уровне определяются обобщенные по типам величины ПФ.
На третьем уровне определяются обобщенные величины ПФ энергетической, химической, биологической и информационной природы.
На втором уровне определяются составляющие риска при воздействии различных ПФ с учетом мер по защите населения и народного хозяйства. Под риском можно понимать вероятность гибели людей и материальный ущерб от воздействия различных ПФ.
Наконец, на первом уровне определяется общий риск от воздействия ПФ с учетом экологии, безопасности производства и гражданской защиты.
Учебник разработан в соответствии с произведенной схемой и включает четыре раздела:
1.Человек и среда обитания.
2.Безопасность и экологичность технических систем.
3.Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях.
4.Управление безопасностью жизнедеятельности.
При написании учебника использована программа подготовки студентов высших учебных заведений по безопасности жизнедеятельности. Учебник предназначен прежде всего для студентов и преподавателей технических ВУЗов, а также может использоваться специалистами единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС.
5
1.ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ
1.1.Основы физиологии труда и комфортные условия жизнедеятельности
1.1.1.Классификация основных форм деятельности человека
Общепризнанной является физиологическая классификация трудовой деятельности, в соответствии с которой различаются формы труда, требующие значительной мышечной активности; механизированные формы труда,
связанные с полуавтоматическим и автоматическим производством; групповые формы труда (конвейеры); формы труда, связанные с дистанционным управлением; формы интеллектуального труда.
Формы труда, требующие значительной мышечной активности характеризуются в первую очередь повышенными энергетическими затратами от 17-25 МДж и выше в сутки.
Особенностью групповых форм труда (конвейер) является дробление процесса на операции, заданный ритм, строгая последовательность выполнения операций, автоматическая подача деталей к каждому рабочему месту с помощью движущейся ленты конвейера.
При механизированных формах труда энергетические затраты рабочих находятся в пределах 12,5-17 МДж в сутки.
При полуавтоматическом производстве человек выключается из процесса непосредственной обработки предмета труда, который целиком выполняет механизм. Физиологической особенностью автоматизированных форм труда является готовность работника к действию и связанная с ней быстрота реакции по устранению возникающих неполадок.
При формах труда, связанных с управлением производственными процессами и механизмами, человек включен в систему управления, как необходимое оперативное звено. С физиологической точки зрения различаются две основные формы управления: частые активные действия человека и редкие.
Интеллектуальный труд характеризуется, как правило, необходимостью
6
переработки большого объема разнородной информации и мобилизацией памяти, внимания, частотой стрессовых ситуаций. Мышечные нагрузки незначительны, суточные энергозатраты составляют 10-11,7 МДж. Для данного вида труда характерна гипокинезия, т.е. значительное снижение двигательной активности человека, одно из условий формирования сердечно-сосудистой патологии у лиц умственного труда.
Тяжесть и напряженность труда.
Тяжесть труда - интегральное понятие, выражающее степень функционального напряжения организма при трудовом процессе.
Функциональное напряжение может быть энергетическим, зависящим от мощности работы, при физическом труде и эмоциональным - при умственном труде, когда имеет место информационная перегрузка.
Нагрузка на организм при труде, требующем преимущественно мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения,
квалифицируется как физическая тяжесть труда.
Эмоциональная нагрузка на организм при труде, требующем преимущественно интенсивной работы мозга по получению и переработке информации, определяется как нервная напряженность труда.
Существует несколько классификаций тяжести и напряженности труда,
каждая из которых имеет свое название.
Наиболее распространенной в гигиене труда является классификация, в
соответствии с которой труд по степени мышечной и нервной нагрузки подразделяется на 4 категории по так называемым эргономическим критериям.
Существует таблицы оценки труда. При использовании указанных в таблице критериев окончательная оценка должна определяться по одному обязательному и двум дополнительным критериям. К числу обязательных критериев по тяжести труда относятся: мощность работы и величина статического усилия, а по напряженности: внимание, плотность сигналов,
эмоциональное напряжение. Остальные критерии относятся к дополнительньм.
В настоящее время для оценки гигиенической эффективности
7
проводимых оздоровительных рекомендаций разработана новая классификация условий труда по степени вредности, опасности, тяжести и напряженности. В
этой классификации условия труда делятся на 3 класса:
1 )оптимальные;
2)допустимые;
3)вредные и опасные.
Статические и динамические усилия.
Статическая работа - процесс сокращения мышц, необходимый для поддержания тела или его частей в пространстве.
Статическая работа более утомительна, чем динамическая, поскольку напряжение мышц длится непрерывно без пауз, не допуская отдыха.
В зависимости от характера деятельности мускулатуры статическая работа может быть разделена на два вида:
1.Работа по удержанию орудий и предметов труда в процессе выполнения человеком производственных операций.
2.Работа, направленная на поддержание позы.
При длительном поддержании статического напряжения утомление мышц, сочетаясь с недостаточным кровоснабжением, может привести к развитию заболеваний мышечной и периферической нервной системы.
Динамическая работа - процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также самого тела человека или его частей в пространстве.
Динамическая работа подразделяется на общую, региональную и локальную.
Общая мышечная работа выполняется более, чем двумя третями массы скелетной мускулатуры, в том числе ног и туловища.
Региональная работа выполняется преимущественно мускулатурой плечевого пояса и верхних конечностей.
Локальная - с участием менее одной трети скелетных мышц.
8
Умственный труд объединяет работы, связанные с приемом и переработкой информации, требующие преимущественно напряжения сенсорного аппарата, внимания, памяти, а также активизации процессов мышления, эмоциональной сферы.
Формы умственного труда подразделяются на операторский,
управленческий, творческий труд, труд медицинских работников,
преподавателей, учащихся и студентов.
Первичные функциональные изменения в организме человека при умственном труде наступают прежде всего в динамике изменений высшей нервной деятельности.
При интенсивной интеллектуальной деятельности потребность мозга в энергии повышается, составляя 15-20% от общего обмена в организме, в то время как вес мозга составляет лишь 2% от массы тела. При этом потребление кислорода оказывается в 5-6 раз большим, чем расходует скелетная мышца такого же веса при максимальной нагрузке.
Динамический стереотип - устойчивая, слаженная система рефлексов,
которая образуется в результате многократного повторения условных раздражении в определенной последовательности и через определенные промежутки времени - усвоении ритма. В трудовой деятельности динамический стереотип вырабатывается в ходе обучения рабочего производственным операциям.
Источником энергии для сокращения мышцы является реакция расщепления АТФ на аденозиндифосфорную кислоту (АДФ) и фосфорную кислоту. Достаточное количество АТФ в мышце создается за счет непрерывного ресинтеза этого соединения.
При умственной работе и достаточном снабжении кислородом мышца может покрывать свои энергозатраты за счет аэробного окисления продуктов распада белков, углеводов и жиров.
Повышение функционального состояния мышц достигается путем определенной тренировки.
9
Энергетические затраты человека при различных видах
деятельности.
Основные затраты энергии зависят от интенсивности мышечной работы.
Для лиц умственного труда суточные энергозатраты составляют 10,5-11,7МДж,
для работников механизированного труда и сферы обслуживания — 11,3-12,5
МДж, для работников, выполняющих работу средней тяжести — 12,5-15,5
МДж, для работников, выполняющих тяжелую физическую работу— 16,3-18
МДж.
Расход энергии зависит также от информационной насыщенности труда,
степени эмоционального напряжения и других условий труда (температура,
влажность, движение воздуха и др.).
Кислородный запрос - количество потребляемого кислорода сверх уровня покоя на протяжении работы и ближайшего восстановительного периода. Часть общего кислородного запроса, потребляемого после работы составляет кислородный долг.
Затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы. При рабочей позе сидя затраты превышают на 5-10% уровень основного обмена, стоя — на
10-25%, при вынужденной неудобной позе — на 40-50%.
Повышение обмена веществ и расхода энергии при работе приводят к повышению теплообразования. При тяжелой физической работе температура тела может повышаться на 1-1,5°С.
Уровень энергозатрат может служить критерием тяжести выполняемой работы, однако, он в большей мере отражает величину физической нагрузки.
Для оценки степени эмоционального напряжения наиболее точными являются методы оценки показателей основных вегетативных функций (пульс, дыхание,
АД и др.).
10