МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«тюменский государственный нефтегазовый университет»
Институт геологии и нефтегазодобычи
Кафедра «Промышленной экологии»
ОПАСНОСТИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Методические указания по выполнению практической работы по дисциплине «Ноксология» для направления 280700.62
«Техносферная безопасность»
всех форм обучения
ТюмГНГУ
Утверждено редакционно-издательским советом Тюменского государственного нефтегазового университета
Составитель: Старикова Г.В., к. т. н., доцент
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет», 2012 г.
Введение
В XX веке перед человечеством встали задачи повышения уровня безопасности своего существования и сохранения природы в условиях развития техносферы. Это привело к необходимости распознавать, оценивать и прогнозировать опасности, действующие на человека и природу в условиях их непрерывного взаимодействия с техносферой. Очевидно, что человеко- и природозащитную деятельность необходимо вести не только в практической области, но и на научной основе, создавая прежде всего теоретические предпосылки к формированию новой области научного знания — ноксологии.
Реальность современной жизни такова, что созданная руками человека техносфера, призванная максимально защищать человека от естественных опасностей, превратилась в свою противоположность и стала основным источником опасностей на земле. Происходящие в ней процессы приводят не только к людским жертвам, но и к уничтожению природной среды, ее глобальной деградации, что в свою очередь вызывает необратимые генетические изменения у людей.
Создание и опыт развития техносферы в XX столетии во многом свидетельствуют о том, что формирование качественной техносферы невозможно без знания и учета законов возникновения, воздействия и смягчения (или полного устранения) опасностей, действующих в ней. Очевидно, что создание качественной техносферы возможно лишь в том случае, если человек на всех этапах деятельности будет постоянно нацелен на разработку и совершенствование техники, технологий и жизненного пространства, не приносящих ущерба природе и здоровью человека. В связи с этим весьма актуальными становятся постоянные и эффективные усилия по противодействию техногенным, антропогенным и природным опасностям и прежде всего по исключению или смягчению побуждающих их причин.
Практическая работа №1
ОПАСНОСТИ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Цель работы:
1. Познакомиться с основными понятиями, характеризующими опасности.
2. По имеющейся статистике происшествий рассчитать риски.
3. Сравнить рассчитанные риски с приемлемыми.
Теоретическая часть
Ноксология – наука об опасностях материального мира Вселенной.
Биосфера – сфера существования живых существ, защищающая человека от космоса и обеспечивающая жизнедеятельность. Почти 700 лет человечество пребывает в контакте с биосферой. Но развиваясь человек пытаясь защититься от неблагоприятных факторов биосферы был вынужден создать техносферу.
Техносфера – среда обитания, возникшая в результате воздействия людей и их технических средств на окружающую среду (биосферу) для обеспечения своих потребностей.
К техносфере относится все, что создано человеком – производственная, городская, бытовые среды, лечебные и культурно-просветительские зоны и т.п.
Начало активного создания техносферы приходится на середину Х1Х века.
Растет количество населения. В начале ХХ века оно составляло около 1 млрд., к концу века составило 6,5 млрд., а сейчас оно приближается к 7 млрд. Площадь суши равна 149 млн. км2. Увеличивается плотность населения.
Год ……………………………………….1650 1950 2000 2006
Средняя плотность населения, чел/км2….3,7 20 40 43,6
Поскольку горы, леса, пустыни, ледники мало населены, то плотность гораздо выше. Причем плотность населения разных стран различна, например в Голландии -380, во Франции – 100, в Европейской части России – 85 чел/км2.
Растет урбанизация - переселение людей в города. К началу ХХ было урбанизировано 13%, к началу ХХ1 – 50% населения, при этом в США – 70%, а в России к 1005г. – 76%.
В связи с этим создаются огромные мегаполисы: в Токио населении 26,5млн. чел., Мехико – 18,5, Нью-Йорке -16,8, Бомбее _ 16,5, Москве – более 10млн. чел.
С ростом населения растут его потребности в электроэнергии и природных ресурсов. Но их производство влекут увеличение воздействия на биосферу. Это выбросы в атмосферу, образование сточных вод и отходов, уничтожение лесов, опустынивание территорий и мн. др.
Необходимость в продуктах питания приводит к интенсификации сельского хозяйства, требующего удобрений, гербицидов, пестицидов, орошения, что приводит к деградации, загрязнению окружающей среды.
С увеличением технического прогресса растет и количество опасностей.
Если в начале человек сталкивался только с природными опасностями, то по мерее роста технического прогресса количество опасностей постоянно увеличивается, и они становятся гораздо страшнее.
Основные понятия ноксологии
Деятельность - активное отношение человека к окружающему миру. Всякая деятельность включает в себя цель, средство, результат и сам процесс деятельности. Формы деятельности многообразны. Они охватывают практические, интеллектуальные, духовные процессы, протекающие в быту, общественной, культурной, трудовой, научной, учебной и других сферах жизни.
Здоровье - естественное состояние организма, характеризующееся его уравновешенностью с окружающей средой и отсутствием каких-либо болезненных изменений.
В Уставе Всемирной организации здравоохранения записано: "Здоровье-это состояние полного физического, духовного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических дефектов".
Опасность - явления, процессы, объекты, свойства предметов, способные в определенных условиях наносить ущерб здоровью человека.
Безопасность - состояние деятельности, при котором с определенной вероятностью исключено проявление опасностей, или отсутствие чрезмерной опасности.
Риск - количественная оценка опасности. Определяется как частота или вероятность возникновения одного события при наступлении другого события. Обычно это безразмерная величина, лежащая в пределах от 0 до 1.
Идентификация опасности - процесс распознавание образа опасности, установления возможных причин, пространственных и временных координат, вероятности проявления, величины и последствий опасности.
Потенциальный - возможный, скрытый.
Система - совокупность элементов, взаимодействие между которыми адекватно цели.
Цель - то, что представляется в сознании и ожидается в результате определенным образом направленных действий.
Причина - событие, предшествующее и вызывающее другое событие, именуемое следствием.
Безопасность жизнедеятельности - область научных знаний, изучающая опасности и способы защиты от них человека в любых условиях его обитания.
Ущерб здоровью - это заболевание, травмирование, в том числе с летальным исходом, инвалидностью и т.п.
Условия деятельности - совокупность факторов среды обитания, воздействующих на человека.
Опасности носят потенциальный характер. Проявление опасностей происходит при определенных условиях, именуемых причинами. Признаками, определяющими опасность, являются: угроза для жизни; возможность нанесения ущерба здоровью; нарушение условий нормального функционирования органов и систем человека. Опасность - понятие относительное.
В общую номенклатуру опасностей в алфавитном порядке включаются все ее виды: алкоголь, аномальная температура воздуха, аномальная влажность воздуха, аномальная подвижность воздуха, аномальное барометрическое давление, арборициды, аномальное освещение, аномальная ионизация воздуха, вакуум, взрыв, взрывчатые вещества, вибрация, вода, вращающиеся части машины, высота, газы, гербициды, глубина, гиподинамия, гипокинезия, гололед, горячие поверхности, динамические перегрузки, дождь, дым, движущиеся предметы, едкие вещества, заболевания, замкнутый объем, избыточное давление в сосудах, инфразвук, инфракрасное излучение, искры, качка, кинетическая энергия, коррозия, лазерное излучение, листопад, магнитные поля, макроорганизмы, медикаменты, метеориты, микроорганизмы, молнии (грозы), монотонность, нарушение газового состава воздуха, наводнение, накипь, недостаточная прочность, неровные поверхности, неправильные действия персонала, огнеопасные вещества, огонь, оружие (огнестрельное, холодное и т.д.), острые предметы (колющие, режущие), отравление, ошибочные действия людей, охлажденные поверхности, падение (без установленной причины), пар, перегрузка машин и механизмов, перенапряжение анализаторов, яркость света, пожар, психологическая несовместимость, пульсация светового потока, пыль, рабочая поза, радиация, резонанс, сенсорная депривация, скорость движения и вращения, скользкая поверхность, снегопад, солнечная активность, солнечный удар), сонливость, статические перегрузки, статическое электричество, тайфуны, ток высокой частоты, туман, ударная волна, ультразвук, ультрафиолетовое излучение умственное перенапряжение, ураган, ускорение, утомление, шум, электромагнитное поле, стресс, эмоциональная перегрузка, ядовитые вещества и др.
По происхождению различают 6 групп опасностей: природные, техногенные, антропогенные, экологические, социальные,биологические.
По характеру воздействия на человека опасности можно разделить на 5 групп: механические, физические, химические, биологические, психофизиологические.
По времени проявления отрицательных последствий опасности делятся на импульсивные и кумулятивные.
По локализации опасности бывают: связанные с литосферой, гидросферой, атмосферой и космосом.
По вызываемым последствиям: утомление, заболевания, травмы, аварии, пожары, летальные исходы и т.д.
По приносимому ущербу: социальный, технический, экологический, экономический.
Сферы проявления опасностей: бытовая, спортивная, дорожно-транспортная, производственная, военная и др.
По структуре (строению) опасности делятся на простые и производные, порождаемые взаимодействием простых.
По реализуемой энергии опасности делятся на активные и пассивные.
К пассивным - относятся опасности, активизирующиеся за счет энергии, носителем которой является сам человек. Это - острые (колющие и режущие) неподвижные элементы; неровности поверхности, по которой перемещается человек; уклоны, подъемы; незначительное трение между соприкасающимися поверхностями и др.
Различают априорные признаки (предвестники) опасности и апостериорные (следы) признаки опасностей.
1.2.Идентификация опасностей
Под идентификацией понимается процесс обнаружения и установления количественных, временных, пространственных и иных характеристик, необходимых и достаточных для разработки профилактических и оперативных мероприятий, направленных на обеспечение жизнедеятельности.
В процессе идентификации выявляются номенклатура опасностей, вероятность их проявления, пространственная локализация (координаты), возможный ущерб и другие параметры, необходимые для решения конкретной задачи.
Главное в идентификации заключается в установлении возможных причин проявления опасности. Полностью идентифицировать опасность очень трудно. Например, причины некоторых аварий и катастроф остаются невыясненными долгие годы или навсегда.
Можно говорить о разной степени идентификации: более или менее полной, приближенной, ориентировочной и т.п.
Условия, при которых реализуются потенциальные опасности, называются причинами.
Другими словами, причины характеризуют совокупность обстоятельств, благодаря которым опасности проявляются и вызывают те или иные нежелательные последствия, ущерб.
Формы ущерба, или нежелательные последствия, разнообразны: травмы различной тяжести, заболевания, определяемые современными методами, урон окружающей среде и др.
Опасность, причины, последствия являются основными характеристиками таких событий, как несчастный случай, чрезвычайная ситуация, пожар и т.д.
Триада "опасность - причины - нежелательные следствия " - это логический процесс развития, реализующий потенциальную опасность в реальный ущерб (последствие). Как правило, этот процесс включает несколько причин, т.е. является многопричинным. Одна и та же опасность может реализоваться в нежелательное событие через разные причины. В основе профилактики реализации опасности лежит поиск причин.
Человеческая практика дает основание для утверждения о том, что любая деятельность потенциально опасна. Ни в одном виде деятельности невозможно достичь абсолютной безопасности. Следовательно, это аксиома.
Квантификация опасностей
Квантификация - это введение количественных характеристик для оценки сложных, качественно определяемых понятий.
Применяются численные, балльные и другие приемы квантификации. Наиболее распространенной оценкой опасности является риск.
В. Машалл дает следующее определение: риск - частота реализации опасностей.
Количественная оценка - это отношение числа тех или иных неблагоприятных последствиях n к их возможному числу за определенный период N.
R= n/N
Различают индивидуальный и социальный риск.
Индивидуальный риск характеризует вероятность реализации опасностей с воздействием на человека в конкретных ситуациях.
Социальный (коллективный) риск характеризует - это риск для группы людей. Социальный риск - это зависимость между частотой событий и числом пораженных при этом людей.
В качестве примера приведем зарубежные данные, характеризующие индивидуальный риск.
Процедура определения риска весьма приблизительна. Выделяют четыре методических подхода к определению риска.
1. Инженерный, опирающийся на статистику, расчет частот, вероятностный анализ безопасности, построение деревьев опасности.
2. Модельный, основанный на построении моделей воздействия вредных факторов на отдельного человека, социальные, профессиональные группы и т.п. Эти методы основаны на расчетах, для которых не всегда есть данные.
3. Экспертный, когда вероятность событий определяется на основе опроса опытных специалистов, т. е. экспертов.
4. Социологический, основанный на опросе населения.
Все перечисленные методы отражают разные аспекты риска. Поэтому применять их необходимо в комплексе.
Современный мир отверг концепцию абсолютной безопасности и пришел к концепции приемлемого (допустимого) риска, суть которой в стремлении к такой безопасности, которую приемлет общество в данный период времени.
Прежде всего, нужно иметь в виду, что экономические возможности повышения безопасности технических систем небезграничны.
Затрачивая чрезмерные средства на повышение безопасности, можно нанести ущерб социальной сфере, например, ухудшить медицинскую помощь.
Таблица 1
Индивидуальный риск фатального исхода в год, обусловленный различными причинами (по данным США)
Автомобильный транспорт | 3·10-4 |
Падения | 9·10-5 |
Пожар и ожог | 4·10-5 |
Утопление | 3·10-5 |
Отравление | 2·10-5 |
Огнестрельное оружие | 1·10-5 |
Станочное оборудование | 1·10-5 |
Водный транспорт | 9·10-6 |
Воздушный транспорт | 9·10-6 |
Падающие предметы | 6·10-6 |
Электрический ток | 6·10-6 |
Железная дорога | 4·10-7 |
Молния | 5·10-7 |
Все прочие | 4·10 -5 |
Общий риск | 6·10-4 |
Ядерная энергия | 2·10-10 |
Современные представления о приемлемом риске таковы, что величина индивидуального риска не должна превышать 10-6 чел/год. Пренебрежительно малым считается индивидуальный риск гибели 10-8 в год.
Максимально приемлемым риском для экосистем считается тот, при котором может пострадать 5 % видов биогеоценоза.
Для повышения безопасности средства можно расходовать по трем направлениям:
а) совершенствование технических систем и объектов;
б) подготовка персонала;
в) ликвидация последствий.
Контрольные вопросы:
1. Понятие «биосфера».
2. Отличие техносферы от биосферы.
3. Наука ноксология.
4. Деятельность и ее формы.
5. Опасность и ее виды
6. Количественная оценка опасностей.
7. Частота возникновения опасностей
8. Приемлемый риск
9. Номенклатура опасностей.
10. Сферы появления опасностей.
Практическая часть
Задание 1. Приведите примеры опасностей и заполните таблицу
Виды опасностей | Номенклатура |
природные | |
техногенные | |
антропогенные | |
экологические | |
социальные | |
биологические |
Задание 2. Определить риск R гибели человека на производстве. В нашей стране за 1 год ежегодно погибает около n =14 тысяч человек, а численность работающих составляет примерно N= 138 млн. человек. Является ли рассчитанный риск приемлемым?
Задание 3. Ежегодно в нашей стране вследствие различных опасностей неестественной смертью погибает около 500 тыс. человек. Приняв численность населения страны за 300 млн. человек, определить риск гибели жители страны от опасностей:
Задание 4. Определить, используя данные предыдущих примеров, риск погибнуть в ДТП, если ежегодно погибает в этих происшествиях 60 тыс. человек:
Список литературы:
1. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность) [Текст]: учебник по дисциплине безопасность жизнедеятельности» для бакалавров всех направлений подготовки в вузах России / С.В. Белов. – М.: Юрайт, 2010.-671 с.
2. Безопасность жизнедеятельности [Текст]: Учебное пособие для всех специальностей/ под редакцией О.Н. Русака. С-Пб.: ЛТА, 1996- 229с.