Безопасность жизнедеятельности

ЛЕКЦИЯ №5.

Основные принципы защиты от опасностей

 

Опасности, реализуемые в виде недопустимых для человека потоков вещества, энергии и информации, могут существенно снизить эффективность трудовой деятельности человека, ухудшить его здоровье или привести к летальному исходу. Для устранения этих нежелательных эффектов необходимо снижать уровень действующих на человека потоков как минимум до допустимых значений.

Принципиально эту задачу можно решать:

- снижением потоков в опасных зонах около источника опасности;

-выведением человека из зоны действия опасности;

-применением средств защиты на путях распространения опасных потоков к зоне пребывания человека.

Сокращение размеров опасных зон. Снижение потоков от источника опасности аналогично сокращению или полному устранению около него опасных зон.

При воздействии вредных факторов сокращение размеров зон должно достигаться, прежде всего, сокращением технических систем, приводящих к уменьшению выделяемых ими отходов. Для ограничения вредного воздействия на человека и среду обитания к технической системе предъявляются требования по величине выделяемых в среду токсичных веществ в виде предельно допустимых выбросов или сбросов (ПДВ или ПДС), а также по величине энергетических загрязнений в виде предельно допустимых излучений в среду обитания.

Значения ПДВ и ПДС определяют расчётом, исходя из значений ПДК в зонах пребывания человека. Величины предельных излучений находят, исходя из предельно допустимых уровней (ПДУ) воздействия загрязнения и расстояния между источником излучения и зоной пребывания человека.

Уменьшение отходов систем при их эксплуатации – радикальный путь к снижению воздействия вредных факторов.

Наибольшие трудности в ограничении размеров зон воздействия травмирующих факторов возникают при эксплуатации технических систем повышенной энергоемкости (хранилищ углеводородов, химических производств, АЭС и т.п.). При авариях на таких объектах травмоопасные зоны охватывают, как правило, не только производственные зоны, но и зоны пребывания населения. Основными направлениями в ограничении размеров зон травмоопасности таких объектов являются:

- совершенствование систем безопасности объектов;

- непрерывный контроль источников опасности;

-достижение высокого профессионализма операторов технических систем.

Совершенство технической системы по травмоопасности оценивают величиной допустимого риска.

Риском можно управлять. Европейское сообщество в 1983 г. после крупной аварии в Севезо (Италия) приняло специальную «Директиву по Севезо», согласно которой все новые объекты должны иметь точное обоснование их безопасности. После 1983г. число аварий в европейской промышленности стало резко снижаться: в 1982г. – 350, 1983г. – 400, 1986г. – 160, 1988г. – 50.

Снижение травмоопасности технических систем достигается их совершенствованием с целью реализации допустимого риска.

Защита расстоянием. Варьируя взаимным расположением опасных зон и зон пребывания человека в пространстве, можно существенно влиять на решение задач по обеспечению безопасности жизнедеятельности. Различают четыре принципиальных варианта взаимного расположения зон опасности и зоны пребывания человека (рис. 1).

Рис.1. Варианты взаимного положения зоны опасности (О) и зоны пребывания человека (Ч):

 

I – безопасная ситуация; II – ситуация кратковременной   или локальной опасности; III – опасная ситуация; IV – условная безопасная ситуация

 

Полную безопасность гарантирует только I вариант взаимного расположения зон пребывания и действия негативных факторов – защита расстоянием, реализуемый при дистанционном управлении, наблюдении и т.п.

Во II варианте негативное воздействие существует лишь в совмещенной части областей: если человек в этой части находится кратковременно (осмотр, мелкий ремонт и т.п.), то и негативное воздействие возможно только в этот период времени.

В III варианте – негативное воздействие может быть реализовано в любой момент.

В IV варианте – только при нарушении функциональной целостности средств защиты зоны пребывания человека (как правило, средств индивидуальной защиты – СИЗ, кабин наблюдения и т.п.).

Радикальным способом обеспечения безопасности является разведение в пространстве опасных зон и зон пребывания человека. Разводить опасные зоны и зоны пребывания человека можно не только в пространстве, но и во времени, реализуя чередование периодов действия опасностей и периодов наблюдения за состоянием технических систем.

Применение экобиозащитной техники. К сожалению, совершенство-вание источников опасности и защиты расстоянием не всегда возможны на практике. Часто приходится решать вопросы безопасности при иных (II-IV) вариантах взаимного расположения опасных зон и зон пребывания (рис.1). В этих случаях для защиты от вредных факторов необходимо применять пылеуловители, водоочистные устройства, экраны и др.

Для уменьшения зон действия травмирующих факторов технических систем применяют экобиозащитную технику в виде различных ограждений, защитных боксов и т.п. Принципиальная схема использования экобиозащитной техники показана на рис.2. В тех случаях, когда возможности экобиозащитной техники (1,2,3) коллективного использования ограничены и не обеспечивают значений ПДК и ПДУ в зонах пребывания людей, для защиты применяют средства индивидуальной защиты.

Рис.2. Варианты использования экобиозащитной техники для снижения вредных воздействий:

1 – устройства, входящие в состав источника воздействий; 2 – устройства, устанавливаемые между источником и зоной деятельности; 3 – устройства для защиты зоны деятельности; 4 – средства индивидуальной защиты человека

Средства индивидуальной защиты. На ряде предприятий существуют такие виды работ или условия труда, при которых работающий может получить травму или иное воздействие, опасное для здоровья. Еще более опасные условия для людей могут возникнуть при авариях и при ликвидации их последствий. В этих случаях для защиты человека необходимо применять средства индивидуальной защиты. Их использование должно обеспечивать максимальную безопасность, а неудобства, связанные с их применением, должны быть сведены к минимуму. Номенклатура СИЗ включает обширный перечень средств, применяемых в производственных условиях (СИЗ повседневного использования), а также средств, используемых в чрезвычайных ситуациях (СИЗ кратковременного использования).

В последних случаях применяют преимущественно изолирующие средства индивидуальной защиты (ИСИЗ).

Рассмотренные выше варианты использования защиты от опасностей широко применяются на практике. Однако при этом следует иметь в виду, что для защиты от естественных источников опасности не применима защита совершенствованием свойств источника и мало применима защита расстоянием.

Последнее можно лишь при принятии стратегически важных решений по выбору зон пребывания человека. Например, при выборе зоны строительства опасного объекта экономики (АЭС и др.), при прокладке транспортных магистралей в горной местности и т.п. Защита от естественных опасностей обычно реализуется применением коллективных средств защиты (вентиляция, отопление, освещение и т.п.), а в критических ситуациях и применением СИЗ.

Важным обстоятельством при реализации защиты человека от опасностей является исправность и своевременность применения защитных средств.

Широкое использование химических производств в эко­номике может привести к авариям с выбросом химически опасных веществ (ХОВ) и химическому загрязнению окружа­ющей среды.

Безопасность функционирования химических предприя­тий зависит от физико-химических свойств сырья и продук­тов, характера технологического процесса, конструкции и надежности оборудования, условий хранения и транспорти­ровки ХОВ, состояния контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, подготовленности и практических навыков персонала, эффективности средств противоаварийной защиты.

Химическое загрязнение как поражающий фактор выбросов химически опасных веществ. Утечка ХОВ проис­ходит вследствие взрывов, разрушений и повреждений ре­зервуаров и технологических трубопроводов, что приводит к загрязнению воздушного и водного бассейнов, больших тер­риторий и может вызвать гибель либо тяжелые заболевания людей и животных.

ХОВ проникают в организм человека через органы дыха­ния (ингаляционный путь) и кожу (резорбтивный путь). Воз­можно попадание ХОВ в организм через раневые поверхно­сти и желудочно-кишечный тракт (перорально). ХОВ разно­сятся кровью ко всем органам и тканям, что может привести к патологическим изменениям, потере работоспособности и гибели человека.

Важнейшая характеристика ХОВ — токсичность. Токсич­ность — степень ядовитости, характеризующаяся пороговой концентрацией, пределом переносимости, смертельной концен­трацией или смертельной дозой. 

Пороговая концентрация — это количество вещества, которое может вызвать негатив­ный физиологический эффект: ощущаются лишь первичные признаки поражения, при этом работоспособность сохраня­ется. Предел переносимости — это максимальная концентра­ция, которую человек может выдержать определенное время без устойчивого поражения.

В промышленности пределом переносимости является ПДК, регламентирующая допустимую степень загрязнения ХОВ воздуха рабочей зоны. ПДК — это предельно допусти­мая концентрация ХОВ, которая при постоянном воздействии на человека в течение рабочего дня не вызывает даже через длительный промежуток времени патологических изменений или заболеваний.

Количественно токсичность ХОВ оценивают дозой. Доза, вызывающая определенный токсический эффект, называет­ся токсодозой. Средняя смертельная токсодоза (LD₅₀) — это количество ХОВ, вызывающее при пероральном поступле­нии смерть 50% пораженных. Средняя смертельная концент­рация (LC₅₀) — это количество ХОВ, вызывающее при инга­ляционном поступлении смертельный исход 50% поражен­ных. Измеряются они соответственно мг/кг, мг/л и мг/м³.

По степени воздействия на организм ХОВ подразделя­ются на четыре класса опасности:

I — чрезвычайно опасные;

II — высокоопасные;

III —умеренно опасные;

IV — мало­опасные вещества.

Класс опасности ХОВ устанавливают по самому жесткому показателю, характерному для данного ве­щества.

Характеристика классов опасности химических веществ (ГОСТ 12007-76)

 

Для городов и городских районов степень опасности от химически опасных объектов оценивается по доле террито­рии (населения), попадающей в зону химического заражения (3X3). Первая степень химической опасности для города, ког­да в 3X3 попадает 50% территории (населения), вторая — от 30 до 50 и третья — от 10 до 30%.

Основным физико-химическим показателем, определяю­щим размеры опасной для людей зоны распространения вред­ных веществ, является их фазовое состояние при данных метеоусловиях. Опыт показывает, что разрушение емкостей с ХОВ или применение боеприпасов с ХОВ в твердом или жидком состоянии приводит к локальному действию, т. е. в месте разрушения емкости (взрыва боеприпаса) или ближай­ших окрестностях. Пары и газы, а также неоседающий аэро­золь распространяются на многие километры, что значитель­но увеличивает масштабы опасности.

Характеристика некоторых химических веществ по сте­пени их ингаляционной опасности приведена в таблице 2.

 Дан­ные таблицы 2 свидетельствуют о том, что наибольшую опас­ность для населения представляют аварии со сжиженными га­зами и ХОВ, кипящими при низкой температуре. При попа­дании ХОВ в водоемы опасными характеристиками, влияю­щими на степень загрязненности воды, будут такие, как ток­сичность, растворимость, удельная масса.

Поражающие концентрации ХОВ определяются их фи­зико-химическими свойствами — агрегатное состояние ве­щества, растворимость его в воде и органических раствори­телях, плотность и летучесть вещества, удельная теплота испарения и теплоемкость жидкости, давление насыщенных паров, температура кипения и др. Эти характеристики необ­ходимы при оценке безопасности производства, хранения и перевозок ХОВ, прогнозировании и оценке последствий хи­мически опасных аварий.

В обычных условиях ХОВ могут быть в твердом, жидком или газообразном состоянии. Газ (пар) занимает большой объем, поэтому при производстве, использовании, хранении.

Таблица 2 Характеристика химических веществ по степени их опасности (ГОСТ 12007-76) Химические вещества Т, °С С20макс, мг/м3 LC50,мг/м3 ПДК, мг/м3 Хлор -34,0 19 640 000 360 1,0 Аммиак -33,0 5 800 000 4500 20,0 Сернистый ангидрид -10,1 8 390 000 1580 10,0 Фосген 8,2 6 400 000 100 0,5 Окись этилена 10,7 119 885 000 1500 1,0 Фтористый водород 19,9 1 875 000 400 0,5 Тетраоксид азота 21,0 3 617 000 900 5,0 Синильная кислота 26,0 952 000 50 0,3 Изопрен 34,0 1 700 000 144 000 40,0 Сероуглерод 46,0 1 255 000 30 000 1,0 Несимметричные диметилгидразины 64,0 386 000 80 0,1 Акрилонитрил 77,0 249 000 350 0,5 Бензол 80,0 320 000 45 000 5,0 Дихлорэтан 83,0 341 000 35 000 10,0 Зарин 151,0 11 300 5,0 0,00002 Зоман 190,0 3100 0,4 0,00002 Ви-экс 314,0 1,6 0,2 0,000001

 

Примечание: С²⁰_макс — максимальная концентрация газа (пара) при 20 °С

возках газообразные ХОВ могут переводиться в сжиженное состояние или находиться под давлением. Это может значи­тельно увеличить количество ХОВ, выбрасываемых при ава­рии в атмосферу, и повлиять на фазово-дисперсный состав образующегося при этом облака.

Классификация аварий на химически опасных объек­тах. В химических отраслях аварии подразделяются на две категории:

1)  аварии в результате взрывов, вызывающих разруше­ние технологической схемы, инженерных сооружений и пол­ное или частичное прекращение выпуска продукции; для восстановления производства требуются специальные ассиг­нования от вышестоящих организаций;

2)аварии, в результате которых повреждено основное или вспомогательное технологическое оборудование, полнос­тью или частично прекращен выпуск продукции, но для вос­становления производства не требуются специальные ассиг­нования вышестоящих инстанций.

При авариях на химичес­ких производствах и при транспортировке ХОВ, а также при применении химического оружия масштабы опасности будут определяться токсичностью вещества и размерами зоны его распространения. Размеры зоны распространения зависят от физико-химических свойств вещества, тоннажа (массы) раз­литого вещества, степени разрушения емкости, метеороло­гических условий и характера местности

Критерием для определения химической опасности объек­та является количество населения, попадающего в зону воз­можного химического загрязнения (ЗВХЗ), которая представ­ляет собой круг радиусом, равным наибольшей глубине рас­пространения облака загрязненного воздуха с пороговой кон­центрацией.

Механизм влияния радиации на организм человека.

Радиоактивные излучения (альфа-,бета-частицы, нейтроны, гамма-кванты) обладают различной проникающей и ионизирующей способностью. Наименьшей проникающей способностью обладают альфа-частицы(ядра гелия), длина пробега которых в тка­ни человека составляет доли миллиметра и в воздухе-несколько сантиметров. Они не могут даже пройти через лист бумаги, но обладают наибольшей ионизирующей способностью. Бета-частицы по сравнению с альфа-частицами обладают большей про­никающей способностью (длина пробега в воздухе составляет метры) и уже задерживаются не бумагой, а более твердыми материалами ( алюминий, оргстекло и др.).

Однако ионизирующая способность бета-частиц (электроны, позитроны) в 1000 раз меньше альфа-частиц и при пробеге в воздухе на 1 см пути образует несколько десятков пар ионов. Гам­ма-кванты по своей природе относятся к электромагнитным излучениями и обладают большой про­никающей способностью ( в воздухе до нескольких километров); их ионизирующая способность существенно меньше, чем у альфа- и бета-частиц. Нейроны (частицы ядра атома) обладают также значительной проникающей способностью, что объясняется отсутствием у них заряда. Их ионизируюшая способность связана с так называемой «наведенной радиоактивнстью», которая образуется в результате «попадания» нейтрона в ядро атома вещества и тем самым нарушает его стабильность, образует ра­диоактивный изотоп. Ионизирующая способность нейтронов при определенных условиях может быть аналогичной альфа-излучению.

Ионизирующие излучения, обладающие большой проникающей способностью представляют опасность в большей степени при внешнем облучении, а альфа- и бета-излучения при непосредственном воздействии на ткани организма при попадании внутрь организма с вдыхаемым воздухом, водой, пищей.

При внешнем облучении всего тела или отдельных его участков (местном воздействии) или внутреннем облучении человека или животных в поражающих дозах может развиться заболевание, называемое лучевой болезнью.

В настоящее время лучевое поражение людей может быть связано с нарушением правил и норм ра­диационной безопасности при выполнении работ с источниками ионизирующих излучений, при авариях на радиационноопасных объектах, при ядерных взрывах и др. В зависимости от полученной дозы и длительности облучения у пострадавших может раз­виться острая или хроническая лучевая болезнь.

Острая лучевая болезнь развивается при однократном тотальном облучении тела в поражающих дозах свыше 100 рад (1 грей). По тяжести течения различают легкую, средней тяжести, тяжелую и крайне тяжелую формы острой лучевой болезни. В настоящее время считается, что при относительно равномерном гамма-облучении острая лучевая болезнь в легкой форме развивается при дозе 100— 200 рад (1—2 грея), средней тяжести — 200—400 рад (2—4 грея), в тяжелой форме при дозе облучения 400—600 рад (4-6 грей) и крайне тяжелая форма при дозе свыше 600 рад (6 грей).

Лучевая болезнь всегда имеет затяжной характер. При этом выделяют четыре периода течения болезни:

первичная лучевая реакция;

-скрытый период или период мнимого благополучия;

период выраженных клинических проявлений;

период выздоровления.

Для тяжелой формы лучевой болезни характерны быстрое начало и бурное развитие клинических Признаков первичной реакции, которая развивается в первые часы после облучения и длится от нескольких часов до нескольких дней. При этом пострадавшие жалуются на резкую слабость, головную боль, головокружение, сильную жажду, тошноту. Через полчаса или позже появляется рвота, иногда принимающая неукротимый характер. Больные становятся беспокойны, возбуждены, а впоследствии заторможены, вялы; у одних возможна бессонница, у других развивается сонливость.

У больных повышается температура тела, отмечается повышенная потливость, гиперемия ( покраснение) кожи и выраженное кровенаполнение сосудов склер (глаз); учащается пульс, снижается артериальное давление, а в край­не тяжелых случаях возможно его падение вплоть до коллаптоидного состояния. Кроме того у пострадавших отмечается повышенное выделение мочи (полиурия) и жидкий стул 2 — 3 раза в сутки.

В период мнимого благополучия самочувствие больных улучается, прекращается рвота, появляется аппетит. Улучшается сон. Уменьшаются головные боли и головокружение. Температура нормализуется или слегка повышена. Однако больные жалуются на слабость и быструю утомляемость, у них сохраняется частый пульс, пониженное артериальное давление. Отмечаются специфические изменения в крови.

 

Разгар лучевой болезни при тяжелой форме течения отмечается через 10—20 суток после облучения. В этот период самочувствие больных резко ухудшается, нарастает слабость, апатия, бессонница, исчезает аппетит; иногда у больных отмечаются слуховые и зрительные галлюцинации; вновь повышается температура. В этот период отмечается снижение веса тела, т.е. формируется лучевая кахексия (истощение), отмечаются кожные кровоизлияния. \

Через 2 недели от начала заболевания выпадают волосы, иногда до полного облысения. Слизистые оболочки полости рта и носа изъязвляются, десны кровоточат. Отмечаются носовые кровотечения и кровоизлияния в сетчатку глаз и другие ткани. В особо тяжелых случаях живот вздут, при надавливании болезнен. Артериальное давление снижено, пульс слабый и частый. Выделение мочи снижено, стул жидкий, иногда кровавого характера.

Имеются специфические изменения в периферической крови и костном мозге больных. Иммунитет у больных к инфекциям резко снижен, в силу чего у них могут развиться септические состояния. При неблагоприятных случаях течения лучевой болезни может наступить смерть больного от остановки сердца или паралича дыхания. При благоприятном течении болезни спустя 4 — 6 недель после облучения начинается период выздоровления, который длится в течение нескольких месяцев. Выздоровление происходит крайне медленно: нормализуются температура, сон, уменьшается слабость, появляется аппетит и постепенно нарастает вес.

При поражении средней тяжести отмечаются менее выраженные явления первичной реакции, особенно рвота (появляется через 30 минут — 3 часа). Период мнимого благополучия более растянут и может длиться 3—4 недели. Температура тела повышается незначительно. В период разгара лучевой болезни средней тяжести волосы выпадают только на отдельных участках, изъязвления кожи и сли­зистых оболочек, как правило, отсутствуют.

 

Легкая форма лучевой болезни сопровождается слабо выраженной первичной реакцией или ее отсутствием. После облучения у больных через 1,5 — 3 недели появляются слабость, быстрая утомляе­мость, головные боли, потливость. У пострадавших не отмечается кровоточивости, изъязвлений кожи и слизистых оболочек; выздоровление идет как пра­вило достаточно полно и быстро.

В период разгара лучевой болезни у больных воз­можны осложнения в виде воспаления легких и раз­вития септических состояний, кровоизлияния в мозг и другие органы. Все лица, перенесшие лучевую бо­лезнь длительное время остаются легко истощае­мыми, эмоционально неуравновешенными, со сни­женной устойчивостью организма к неблагоприят­ным факторам среды.

У некоторых облученных могут развиться в отдаленные сроки последствия облучения в виде лей­коза, злокачественных опухолей, генетических на­рушений и др.