1.1 Характерные состояния системы «Человек – среда обитания»
1.1.1 Система «человек — среда обитания» и основы взаимодействия в ней
1.1.2 Предмет и задачи дисциплины БЖД
1.1.3 Основные понятия БЖД
1.1.1. Система «человек — среда обитания» и основы взаимодействия в ней
Человек существует в процессе жизнедеятельности, состоящем из его непрерывного взаимодействия со средой обитания в целях удовлетворения своих потребностей. Понятие «жизнедеятельность» шире понятия «деятельность», поскольку включает в рассмотрение не только трудовой процесс человека, но и условия его отдыха, быта и миграции в окружающей среде.
Человек всегда осуществляет деятельность в определенной среде. Среда состоит из множества элементов, которые обладают определенными свойствами, воздействующими на человека. В свою очередь и человек представляет сложноорганизованный объект. Таким образом, деятельность можно определить как системный процесс взаимодействия человека с окружающей средой.
Деятельность носит системный характер. Под системой понимается совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и образующих некую целостность. К элементам системы относятся как материальные тела, так и всевозможные связи, свойства, знания, качества, отношения, информация. Во всех системах, связанных с деятельностью, человек является обязательным элементом по определению. Система обладает качествами, которых нет у образующих ее элементов. Это свойство систем называется эмерджентностъю.
Под системным подходом понимается рассмотрение целого как объективно существующей иерархии организованных и взаимодействующих систем. Системы, в которых определенные функции выполняет человек, называются эргатическими (от греч. ergon — работа; деятельность как специфическое свойство, присущее только человеку). Примеры таких систем:
«человек - окружающая среда»,
«человек - машина»,
«человек - рабочее место»,
«человек - производственная среда» и т. п.
В эргатических системах человеку принадлежит приоритетное, центральное место. Известный психолог Б. Ф. Ломов назвал это принципом антропоцентризма.
Непрерывное взаимодействие человека с окружающей его средой свидетельствует о том, что человек и среда обитания образуют постоянно действующую систему «человек – среда обитания» и именно в процессе этого взаимодействия человек реализует свои физиологические и социальные потребности. В современном мире для человека характерны два полярных вида среды обитания: природная (биосфера) и техносферная (производственная, селитебная и бытовая).
Биосфера Земли всегда являлась и является защитным экраном от космического воздействия, под которым зародилась жизнь и сформировался человек. Но она обладала и сейчас обладает рядом естественных факторов, негативно влияющих на человека (высокая и низкая температура воздуха, атмосферные осадки и т. п.). Поэтому для защиты от неблагоприятных воздействий биосферы и достижения ряда иных целей человек был вынужден создать техносферу (термин ввел в 1920 – е гг. акад. А.Е. Ферсман). Техносфера – регион биосферы в прошлом преобразованный людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств с целью наилучшего соответствия своим материальным и социальным потребностям. Естественная природная среда обитания самодостаточна и может существовать и развиваться без участия человека, а все иные среды обитания, созданные человеком, самостоятельно развиваться не могут и без участия человека обречены на старение и разрушение. На всех этапах своего развития человек и общество непрерывно воздействовали на среду обитания. И если на протяжении многих веков это воздействие на биосферу было незначительным, то, начиная с середины XIX века преобразующая роль человека в развитии среды обитания стала существенно возрастать. В XX веке на Земле возникли зоны повышенного антропогенного и техногенного влияния на природную среду, что привело к частичной, а в ряде случаев и к полной ее региональной деградации. Этим изменениям во многом способствовали следующие эволюционные процессы:
– рост численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация;
– рост потребления и концентрации энергетических ресурсов;
– интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства;
– массовое использование средств транспорта;
– рост затрат на военные цели и ряд других процессов.
Взаимодействие человека со средой обитания основано на передаче между элементами системы потоков масс веществ и их соединений, энергий всех видов и информации. Для техносферы характерны потоки всех видов сырья и энергии, многообразие потоков продукции. Техносфера обладает способностью спонтанно создавать значительные потоки масс и энергий, например, при взрывах и пожарах, при разрушении строительных конструкций, авариях на транспорте и т. п. Все потоки вещества и энергии можно объединить в следующие группы:
1. Потоки в естественной среде: солнечное излучение, излучение звезд и планет; космические лучи, пыль, астероиды; электрическое и магнитная поля Земли; круговороты веществ в биосфере в экосистемах, в биогеоценозах; связанные с атмосферными, гидросферными и литосферными явлениями, в том числе и со стихийными и др.
2. Потоки в техносфере: сырья, энергии; продукции отраслей экономики; отходы экономики; информационные; транспортные; световые (искусственное освещение); при техногенных авариях и др.
3. Потоки в социальной среде: информационные (обучение, государственное управление, международное сотрудничество и т. п.); людские (демографический взрыв, урбанизация населения); наркотических средств, алкоголя и др.
4. Потоки, потребляемые и выделяемые человеком в процессе жизнедеятельности: кислорода, воды, пищи и иных веществ (алкоголь, табак, наркотики и т. п.); энергии (механической, тепловой, солнечной и др.); информации; отходов процесса жизнедеятельности и др.
Воздействие любого потока на человека в каждой точке земного пространства определяют его параметры − интенсивность (I) и длительность экспозиции (τ).
|
Е = (х, y, z) = f (I, τ), |
(1.1.1) |
где Е − фактор воздействия в точке пространства с координатами х, у, z.
Интенсивность потоков определяют по следующим формулам.
Для потоков вещества
|
Iв = G/(F*τ), г/(м2 * с). |
(1.1.2) |
Для потоков энергии
|
Iэ = Q/(F*τ), Дж/(м2 * с) или Вт/м2. |
(1.1.3) |
Для потоков информации
|
Iи = И/τ, бит/с. |
(1.1.4) |
В этих формулах: G – масса вещества, г; F – площадь поперечного сечения потока, Q – количество энергии в потоке, Дж; И – количество информации в двоичных знаках.
Потоки энергии и информации воздействуют на человека непосредственно, поэтому их влияние оценивают величинами Iэ и Iи, а потоки веществ практически всегда воздействуют на человека через изменение концентрации этих веществ в жизненном пространстве. В этом случае допустимое количество i-го вещества Gi, которое можно ввести в объем помещения из условия отсутствия в нем недопустимого загрязнения i-м веществом, определяют по формуле
|
Gi≤(ПДКi – Cфi)*V |
(1.1.5) |
где ПДКi – предельно допустимая концентрация i-го вещества в помещении;
Сфi – фоновое (начальное) загрязнение помещения i-м веществом.
Реализованные в среде обитания человека опасности неизбежно сопровождаются потерей здоровья и гибелью людей.В качестве показателей негативного влияния опасностей, в той или иной мере отражающих уровень опасности среды обитания страны или региона, используют:
младенческую смертность (число смертей детей в возрасте до одного года из 1000 новорожденных) от внешних причин ;
детскую смертность, определяемую как численность умерших в возрасте до 15 лет от внешних причин;
смертность населения в трудоспособном возрасте от внешних причин;
сокращение продолжительности жизни людей;
продолжительность жизни людей пенсионного возраста.
Для оценки этих потерь на объектах экономики, в условиях города, региона или в быту используют следующие абсолютные показатели, численность:
Nс погибших от внешних факторов за год;
Nтрпострадавших от воздействия травмирующих факторов за год;
Nзполучивших региональные или профессиональные заболевания от воздействия вредных факторов.
Для оценки травматизма в производственных условиях, кроме абсолютных показателей, используют относительные показатели частоты и тяжести травматизма. Показатель частоты травматизма Кч определяет число несчастных случаев, приходящихся на 1000 работающих за определенный период
|
|
(1.1.6) |
,где Nо−среднесписочное число работающих.
Показатель тяжести травматизма Кт характеризует среднюю длительность нетрудоспособности, приходящуюся на один несчастный случай
|
|
(1.1.7) |
,где D − суммарное число дней нетрудоспособности по всем несчастным случаям.
Показатель травматизма со смертельным исходом Кс.и определяет число несчастных случаев из расчета на 1000 работающих за определенный период времени (обычно в год)
|
|
(1.1.8) |
,где Nс и − численность пострадавших со смертельным исходом.
Показатели Кч, Кт и Кс.и обычно используют в Госкомстате РФ для представления сведений о производственном травматизме.
Для оценки уровня нетрудоспособности вводят показатель нетрудоспособности
|
|
(1.1.9) |
Нетрудно видеть, что Кн = КЧ * Кт.
Эти показатели в различных отраслях промышленности принимают (при отсутствии статистических данных)
Общее состояние экономики страны, общественных отношений, уровня социальной защиты, качества среды обитания и ряда других факторов находят свое интегральное отражение в таких показателях продолжительности жизни людей в стране, как ожидаемая продолжительность жизни (ОПЖ) людей.
Изменяя потоки в среде обитания, можно получить ряд характерных ситуаций взаимодействия в системе «человек − среда обитания»:
-комфортное;
-допустимое;
-опасное;
-чрезвычайно опасное.
Комфортные и допустимые потоки не оказывают негативного влияния на здоровье человека, а опасные и чрезвычайно опасные – угрожают человеку потерей здоровья или летальным исходом. Человеку эти потоки необходимы для удовлетворения своих потребностей в пище, воде, воздухе, солнечной энергии, информации об окружающей среде и для выделения в жизненное пространство потоков механической и интеллектуальной энергии, потоков масс в виде отходов биологического процесса, потоков тепловой энергии и др.
В начале ХХ в. зоолог В. Шелфорд сформулировал закон толерантности: «Лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости (предел толерантности) организма к заданному фактору». Зона оптимума с точкой комфорта (точка максимума жизненного потенциала) и зоны допустимых значений фактора воздействия являются областью нормальной жизнедеятельности, а зоны с большими отклонениями фактора от оптимума называются зонами угнетения.
При анализе процесса действия опасностей в системе «человек − техносфера» следует учитывать аксиому об одновременном воздействии опасностей и наличие совокупного воздействия опасностей на объект защиты. Аксиома об одновременном воздействии опасностей звучит следующим образом: «Потоки вещества, энергии и информации, генерируемые их источниками, не обладают избирательностью по отношению к объектам защиты и одновременно воздействуют на человека, природную среду и техносферу, находящиеся в зоне их влияния».Отсюда следует, что, например, вибрация любого здания одновременно воздействует на людей, строительные материалы, конструкции и на находящиеся в нем коммуникации и устройства. При оценке воздействия опасностей на объект защиты необходимо учитывать также, что любой объект воспринимает одновременно все потоки вещества, энергии и информации, поступающие в зону его пребывания в соответствии с аксиомой о совокупном воздействии опасностей: «На любой объект защиты одновременно воздействуют все потоки, поступающие извне в зону его пребывания».