Лекция № 3 Антропогенные и социальные опасности 3.1. Антропогенные опасности Антропогенные опасности — угрозы, источником которых является сам человек (неправильные действия, психофизиологические аномалии и др.). Антропогенные опасности, в основном, связаны с преобразующей деятельностью человека. Источниками антропогенных опасностей являются сами люди, а также технические средства, здания, сооружения – все, что создано человеком (элементы техносферы). Ущерб от антропогенных опасностей тем выше, чем больше плотность и энергетический уровень используемых техногенных средств (технических систем). Причины производственных аварий и травм, связанных с человеческим фактором, объединяются в трех основных направлениях (рис. 3.1). Рис.3.1. Антропогенные причины несчастных случаев Степень опасности в процессе труда зависит от характера производственной деятельности. Автоматизация производства, устраняя физический труд, заменяет его высокой нервно-психической нагрузкой на человека. В связи с повышенной нагрузкой на психическую деятельность у людей могут возникать острые затяжные и хронические нервно-психические расстройства. Многолетний опыт показывает, что при каждой аварии и несчастном случае прослеживают ошибки человека, способствующие трагическим последствиям. Антропогенные опасности во многом определяются наличием отходов, неизбежно возникающих при любом виде деятельности человека в соответствии с законом о неустранимости отходов (или) побочных воздействий производств: «В любом хозяйственном цикле образуются отходы и побочные эффекты, они не устранимы и могут быть переведены из одной физико-химической формы в другую или перемещены в пространстве». Отходы сопровождают работу промышленного и сельскохозяйственного производств, средств транспорта, использование различных видов топлива при получении энергии, жизнь животных и людей и т.п. Они поступают в окружающую среду в виде выбросов в атмосферу, сбросов в водоемы, производственного и бытового мусора, потоков механической, тепловой и электромагнитной энергии и т.п. Количественные и качественные показатели отходов, а также регламент обращения с ними определяют уровни и зоны возникающих при этом опасностей Ошибки, допускаемые человеком, реализуются при проектировании и производстве технических систем, при их обслуживании (ремонт, монтаж, контроль), при неправильном выполнении обслуживаемым персоналом (операторами) процедур управления, при неправильной организации рабочего места оператора, при высокой психологической нагрузке на операторов технических систем, их недостаточной подготовленности и натренированности к выполнению поставленных задач. Статистика свидетельствует, что неблагоприятные психологические качества человека все чаще становятся причиной несчастных случаев, достигая на отдельных производствах 40% от общего комплекса причин. Человеческий фактор все чаще становится определяющим при возникновении аварий в технических системах. Анализ данных по принудительной гибели людей свидетельствует, что человеческий фактор во многом влияет на возникновение негативных событий и в быту. Нарастает роль антропогенных опасностей и в социальной среде. По объектам защиты, реально существующие в настоящее время, системы безопасности распадаются на следующие виды: Систему личной и коллективной безопасности человека в процессе его жизнедеятельности; Систему охраны природной среды; Систему государственной безопасности; Систему глобальной безопасности. Историческим приоритетом обладают системы обеспечения безопасности человека, который на всех этапах своего развития постоянно стремился к обеспечению комфорта и личной безопасности. В настоящее время эти задачи решаются в системе "безопасность жизнедеятельности" человека в техносфере. Многие системы безопасности взаимосвязаны между собой как по негативным воздействиям, так и по средствам достижения безопасности. Обеспечение безопасности жизнедеятельности человека в техносфере почти всегда неразрывно связано с решением задач по охране природной среды (снижение выбросов и сбросов и т.п.). Рост техногенного и антропогенного негативного влияния на среду обитания не всегда ограничивается нарастанием только опасностей прямого действия, например ростом концентрации токсичных примесей в атмосфере. При определѐнных условиях возможно появление вторичных негативных воздействий, возникающих на региональном или глобальном уровне и оказывающих негативное влияние на регионы биосферы и значительные группы людей. К ним относятся процессы образования кислотных дождей, смога, "парниковый эффект", разрушение озонового слоя Земли, накопление токсичных и канцерогенных веществ в организме животных, рыб, в пищевых продуктах. Объективные потребности человека и общества в защите от опасностей, возникшие с появлением человека, в настоящее время достигли наивысшего уровня. Особое значение они имеют для России, где наблюдается высокая смертность населения от внешних причин (травматизм, алкоголизм, региональная заболеваемость и т.п.); высокий уровень его урбанизации; значительная изношенность технических средств и оборудования в отраслях экономики и, как следствие, высокая аварийность; низкое качество атмосферного воздуха и других компонентов среды обитания в крупных городах и промышленных регионах; нарастающее негативное влияние на здоровье людей других антропогенных и техногенных опасностей. Достигнуты успехи отечественных ученных в области нормирования воздействия опасностей на человека, как в производственной среде, так и в условиях населенных мест. Общее направление научной и практической деятельности в области БЖД соответствует программе действий "Повестка дня на 21 век" (Материалы Всемирного форума в Рио-де-Жанейро, 1992 г.), заложившей основы дальнейшего развития Мира. В программе указано, что единственный способ обеспечить безопасное будущее - это комплексно решить проблемы развития экономики, сохранения окружающей среды и здоровья людей. Основу решений должно составить устойчивое развитие всех процессов, всемирная экономика ресурсов, безопасные и экологические технологии, просвещение и подготовка кадров в области безопасного взаимодействия с окружающей средой. Особое внимание в программе предлагается уделить подготовке будущих руководителей всех сфер деятельности. При проведении теоретических исследований и реализации, защитных мер в области БЖД следует опираться на аксиоматику, сформировавшуюся к настоящему моменту в этой области знаний: Для каждого вида деятельности существуют комфортные условия, способствующие достижению ее максимальной эффективности. Важнейшую роль в деле сохранения здоровья населения в ближайшем будущем будет играть информация об опасностях среды обитания. Такая информация должна содержать значения и прогноз показателей негативности среды обитания, как в производственных помещениях, так и в регионах техносферы. Наличие информации об опасностях среды обитания позволит населению рационально выбирать места деятельности и проживания, успешно пользоваться методами и средствами защиты от опасностей. Воздействие опасностей в условиях производства, города, жилища обычно проходит длительно, поэтому необходим постоянный контроль за параметрами состояния среды обитания по вредным факторам. Его реализуют системы мониторинга. Мониторинг - слежение за состоянием среды обитания и предупреждение о создающихся негативных ситуациях. Информационная стратегия государства по укреплению здоровья и профилактика болезней населения должна включать: - регулярную информацию населения об опасностях среды обитания, в т.ч. о токсичных выбросах и сбросах, выделяемых объектами экономики в окружающую среду; - регулярную информацию работающих о негативных факторах производства и их влияния на здоровье; - информацию о состоянии здоровья населения региона и профессиональных заболеваниях; - информацию о методах и средствах защиты от опасностей; - информацию об ответственности руководителей предприятий за безопасное состояние среды обитания. 3.2. Виды взаимосвязей человека-оператора с технической системой Взаимосвязь человека с технической системой может быть описана через информационную модель, которая объединяет сенсорное и сенсомоторное поля. К сенсорному (чувствительному) полю информационной модели относят комплекс сигналов, которые воспринимаются человеком непосредственно от системы (шум, вибрация, ЭМП и т.д.) из ряда сигнальных показаний приборов, индикаторов и т.п. К сенсомоторному полю относят комплекс сигналов от органов управления — рычагов, ручек, кнопок и т.д. Совместимость человека и технической системы бывает пяти видов. 1. Биофизическая совместимость человека и системы. Она состоит в достижении разумного компромисса между физиологическим состоянием и работоспособностью человека, с одной стороны, и различными факторами, характеризующими систему с учетом объема, качества выполняемых им задач и продолжительности работы — с другой. Здесь должны быть обоснованы и выбраны номинальные и предельные значения отдельных воздействий на организм человека с целью обеспечения минимальной опасности и максимально возможной производительности. 2. Энергетическая совместимость. Она предусматривает создание органов управления системы и подбор оператора для системы таким образом, чтобы они гармонировали в отношении затрачиваемой мощности, скорости, точности, оптимальной загрузки конечностей оператора. 3. Пространственно-антропометрическая совместимость человека и системы. Она состоит в учете антропометрических характеристик и некоторых физиологических особенностей человека при создании рабочего места. 4. Технико-эстетическая совместимость. Она состоит в творческой и эстетической удовлетворенности человека от процесса труда как совокупности физических и интеллектуальных усилий с элементами творческой направленности. 5. Информационная совместимость. Она должна соответствовать возможностям человека по приему и переработке потока закодированной информации и эффективному положению управляющих воздействий в системе. 3.4. Восприятие внешних воздействий и ошибочные реакции человека Реакция человека на любое внешнее воздействие (раздражение) и превращение ее в защитное действие хорошо прослеживаются на схеме рефлекторной дуги (рис. 4.1). Согласно этой схеме энергия раздражителя поступает на рецепторы человека и далее по нервным волокнам в виде нервных импульсов передается в центральную нервную систему. В коре головного мозга (высшем органе ЦНС) информация анализируется и по нервным волокнам передается к исполнительным органам человека для компенсации внешнего воздействия. Результат компенсационного действия передается по обратной связи на рецептор. Датчиками системы восприятия внешних воздействий являются структурные нервные образования, называемые рецепторами. Они представляют собой окончания чувствительных нервных волокон, способные возбуждаться при действии раздражителя. Часть из них воспринимают изменения в окружающей среде, а часть — во внутренней среде организма. Согласно классификации рецепторов по характеру ощущений различают зрительные, слуховые, обонятельные, ося зательные рецепторы, рецепторы боли и положения тела в пространстве. При длительном воздействии раздражителя происходит адаптация рецептора, и его чувствительность снижается. Однако, когда действие раздражителя прекращается, чувствительность рецепции растет снова. Для адаптации рецепторов нет одного общего закона. Различают быстро адаптирующиеся (например, барорецепторы) и медленно адаптирующиеся (фоторецепторы) рецепторы. Полученная рецепторами информация, закодированная в нервных импульсах, передается по нервным путям в центральные отделы и используется для координирующей работы исполнительных органов. Иногда поступающая информация непосредственно переключается на исполнительные органы. Такой принцип переработки информации заложен в основу многих безусловных рефлексов (врожденных, наследственно передающихся). Например, сокращение мышц конечностей, раздражаемых электрическим током, теплотой или химическими веществами, вызывает реакцию удаления конечности от раздражителя. При длительном воздействии раздражителя на основе приобретенного опыта формируются условные рефлексы. Человек обладает рядом специализированных периферийных образований — органами чувств, обеспечивающими восприятие действующих на организм внешних раздражите лей (из окружающей среды). К ним относятся органы слуха, зрения, обоняния, вкуса, осязания. Не следует смешивать понятия «орган чувств» и «рецептор», например, глаз — орган зрения, а сетчатка — фоторецептор, один из компонентов органа зрения. Помимо сетчатки в состав органа зрения входят преломляющие среды глаза, различные его оболочки, мышечный аппарат. Понятие «орган чувств» в значительной мере условно, так как сам по себе он не может обеспечить ощущение. Для возникновения субъективного ощущения необходимо, чтобы возбуждение возникло на рецепторах и поступило в центральную нервную систему. С помощью анализаторов человек получает обширную информацию от окружающем мире. Количество информации принято измерять в двоичных знаках — битах. В табл. 4.1 приведены максимальные скорости передачи информации, принимаемой человеком с помощью различных органов чувств и их рецепторов для передачи к коре больших полушарий мозга. Нервная система человека подразделяется на центральную нервную систему, включающую головной и спинной мозг, и периферическую, которую составляют нервные волокна и узлы, лежащие вне ЦНС. Нервная система функционирует по принципу рефлекса. Рефлексом называют любую ответную реакцию организма на раздражение из окружающей или внутренней среды, осуществляющуюся с участием ЦНС. Защитные функции организма, преимущественно двигательные, реализуются через мозг и его память. И только тогда, когда там не найдено адекватной программы реакции на сигнал, подключается сознание, прежде всего проявляя стереотипность мышления. Человек обладает долговременной и оперативной памятью. Объем долговременной памяти составляет 1021 бит, а кратковременная память малую емкость 50 бит. Поскольку воспоминание, т.е. обращение в долговременную и кратковременную память, зависит от большого числа внешних факторов, то результат его носит во многом случайный характер. Хранение представлений в памяти тоже может видоизменяться вследствие стирания отдельных элементов информации или возникновения новых элементов, отсутствующих в оригинале. Процесс сознательного поиска решения является очень медленным и для обычной жизни малопригодным. В экстремальных быстроразвивающихся ситуациях вероятность того, что человек найдет нужное решение в процессе мышления, очень мала. Основной путь подготовки человека к действиям в конкретных защитных ситуациях состоит в постоянном обучении и тренировке с целью перевода действий на уровень стереотипов. Стереотип — это устойчиво сформировавшаяся в прежнем осознанном опыте рефлекторная дуга, выводимая в пограничную зону «сознание — подсознание». Чем чаще идут одинаковые импульсы, тем прочнее становится система их передачи от рецептора к исполнительному органу. При этом вероятность определения двигательной реакции на определенное раздражение нарастает. Однако эта вероятность никогда не сможет достичь единицы в силу существования опасности искажения сигнала в проводящей системе. Следовательно, процесс принятия решения является многовариантным, в том числе и содержащим ошибки. Таким образом, любая деятельность человека несет в себе потенциальную опасность совершения ошибочного действия, так как вероятность неправильного решения всегда существует. Это объективно обусловлено тем, что часто трудно вспомнить и выстроить многовариантные процессы передачи сигналов по рефлекторной дуге. Если в прошлом такого опыта вообще не было, то решения принимаются методом проб и ошибок. Свобода выбора решений таит в себе потенциальную опасность от вмешательства человека в любой процесс. Отсюда следует аксиома о потенциальной опасности деятельности человека: «Реакция человека на внешние раздражения может быть ошибочной и сопровождаться антропогенной опасностью». 3.5. Социальные опасности Вопросы и задания для самоконтроля 1. Дайте характеристику сенсорных и сенсомоторных полей. 2. Как оценивается совместимость человека и технической системы? 3. Что представляет собой рефлекторная дуга? Какова ее схема? 4. Назовите органы чувств человека. 5. Почему человек способен совершать ошибки при принятии