ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

ОСНОВЫ ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Активная преобразовательская деятельность человека породила всё возрос-тающую

проблему трансформации среды обитания, как самого человека, так и всего живого на Земле, создавая тем самым новую среду обитания – техносферу.

Техносфера (от греч. techne — искусство, мастерство и sphaira — шар, сфера) — это 1) регион биосферы в прошлом, преобразованный людьми с помощью прямого и косвенного воздействия технических средств (научно-технические революции) в технические и техногенные объекты в целях наилучшего соответствия социально-экономическим потребностям человечества; 2) практически замкнутая регионально-глобальная будущая технологическая система утилизации и реутилизации вовлекаемых в хозяйственный оборот природных ресурсов, рассчитанная на изоляцию хозяйственно-производств. циклов от природного обмена веществ и потока энергии.

Техносфера — внутренне сложная структура, основными компонентами которой являются:

технические артефакты;

технические знания;

техническая (не только специально инженерная, но и управленческая, хозяйственнобытовая и т. п.) деятельность.

Иными словами под влиянием производственной деятельности в современно мире образуется новая формация, которую определяют как техносферу Земли или природнотехническую геосистему. В ряде литературных источников ее называют также экологоэкономической или социально-экономической системой.

Природно-техническая экосистема — это совокупность совместно присутствующих и постоянно взаимодействующих между собой природных и промышленных объектов. Она формируется в результате человеческой деятельности и должна способствовать удовлетворению определенных потребностей современного общества — обеспечить комфортные места проживания людей, добычу топливно-энергетических ресурсов, производство промышленной и продовольственной продукции и т.д. Однако преобразования окружающей среды в результате создания инженерных сооружений оказывают антропогенное влияние на природную среду и меняют условия ее существования.

На протяжении многих веков среда обитания человека медленно изменяла свой облик и, как следствие, мало менялись виды и уровни негативных воздействий. Так продолжалось до середины XIX в. — начала активного роста воздействия человека на среду обитания. В XX в. в результате масштабной антропогенной деятельности во многих регионах мира произошло глобальное загрязнение среды обитания и жизненно необходимых источников опасными и вредными для здоровья человека веществами. На Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы, что привело к ее частичной, а в ряде случаев и к полной региональной деградации. Этим изменениям во многом способствовали высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв) и его урбанизация; рост потребления и концентрация энергетических ресурсов; интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства; массовое использование средств транспорта и ряд других процессов.

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

Развитие техносферы в ХХ в. имело исключительно высокие темпы по сравнению с предыдущими столетиями. Это привело к двум диаметрально противоположным последствиям.

С одной стороны, были достигнуты выдающиеся результаты в науке и различных отраслях промышленности, что оказало позитивное влияние на все сферы жизнедеятельности. С другой — были созданы невиданные ранее потенциальные и реальные угрозы человеку, сформированным им объектам и среде обитания. Создавая техносферу, человек стремился к повышению комфортности среды обитания, обеспечению защиты от естественных негативных воздействий. Все это благоприятно отразилось на условиях жизни и в совокупности с другими факторами сказалось на качестве и продолжительности жизни. Однако созданная руками человека техносфера не оправдала во многом надежды людей.

Специфика современного этапа техногенной цивилизации, его социодинамика характеризуется как процесс усложнения структуры, форм и способов организации техносферы;

проявление собственных закономерностей, не совпадающих с другими социокультурными закономерностями и с законами природы;

углубление расхождений между техносферой и другими фрагментами социокультурного пространства;

возрастание количества непредсказуемых, неконтролируемых последствий технической деятельности.

Определив фундаментальные характеристики и специфику современного этапа техногенной цивилизации, сформулируем теперь требования к инженерной деятельности:

высокий динамизм производства, быстрое его обновление, появление новых видов инженерно-технической деятельности потребовали профессиональной мобильности, умения быстро переучиваться и приобретать новые знания, психической и физической устойчивости.

Не случайно, в частности, японские промышленные компании предпочитают нанимать выпусников вузов, имеющих в дополнение к специализированному широкое общекультурное образование. Конечно, для компании важно, что может делать работник, но, может быть, еще важнее его способность к дальнейшему обучению. От начинающих специалистов требуется не «моментальная пригодность», а пригодность, на которую не повлияют будущие изменения в характере работы;

такие новые направления инженерной деятельности, как вычислительная техника, компьютерные технологии требуют от специалиста высокоразвитых умений отбирать и анализировать информацию, принимать на ее основе конструктивные решения;

задача логической формализации и математического описания процессов требует от специалиста умения конкретизировать свое представление об объекте, строго организовывать относящуюся к нему информацию, выделять структуру и междуэлементные взаимосвязи, то есть системности построений. Но система как аналитический конструкт не является замкнутой моделью, но может быть представлена как составляющая системы более высокого порядка, в конечном счете социальной. Отсюда следует необходимость социальной компетентности специалистов.

Техносфера включает в себя регионы, города, промышленные зоны, производственное и бытовое среду. К техносферным условиям обитания относятся условия обитания человека в городах и промышленных центрах, производственные и бытовые условия жизнедеятельности.

Практически все урбанизированное население проживает в техносфере, где условия обитания This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

существенно отличаются от биосферных, прежде всего повышенным влиянием на человека техногенных негативных факторов. Соответственно изменяется соотношение между природными и техногенными опасностями, доля техногенных опасностей возрастает.

Человек, решая задачи своего материального обеспечения, непрерывно воздействует на среду обитания своей деятельностью и продуктами деятельности (техническими средствами, выбросами различных производств и т.п.), генерируя в среде обитания антропогенные опасности. Чем выше преобразующая деятельность человека, тем выше уровень и число антропогенных опасностей, вредных и травмирующих факторов, отрицательно воздействующих на человека и окружающую его среду.

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Развитие строительства и промышленного производства приводит к повышению влияния техногенных факторов на природную систему и увеличивает риск нарушения экологического равновесия.

Реальная природно-техническая система в своем совместном функционировании базируется на процессах энерго- и массообмена. Со стороны промышленных производств идет поток разнохарактерных техногенных возмущений, которому противодействует реактивный поток со стороны биосферы. Взаимодействие этих потоков обеспечивает уровень антропогенного изменения свойств природных объектов по всей совокупности параметров.

Каждый вид промышленного техногенеза обладает свойственной ему спецификой воздействия на объекты природы.

Реальный процесс формирования и развития природно-технической системы сопровождается закономерным накоплением антропогенных изменений свойств экосистемы во времени. Характер такого взаимодействия показан на рис. 1.

Период (0 – 1) отвечает переходу экосистемы из одного состояния в другое без явного накопления антропогенных изменений. Период (1 – 2) характеризуется переходом из абсолютно устойчивого состояния экосистемы в состояние с незначительными остаточными антропогенными изменениями. Период (2 – 3) – переход экосистемы в состояние с локальным нарушением равновесия. Период (3 – пр) – переход экосистемы в предельное состояние с полным нарушением равновесия.

Р0,…, Рпр – это состояние экосистемы при накоплении в ней антропогенных изменений в различные периоды времени. Схема функциональных переходов экосистемы по стадиям антропогенных изменений:

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

Рис. 1. Схема функциональных переходов экосистемы по стадиям антропогенных изменений, где I – область исходного состояния экосистемы; II – область накопления локальных изменений и развития экосистемы; III – предельное состояние; Pz – состояние экосистемы при накоплении Область I характеризуется возможностью полного восстановления природнотехнической системы за счет собственных компенсационных возможностей. Область II отвечает условию комплексного восстановления системы за нормативно заданное время: 30 – 50% естественного самовосстановления и 50 – 70 % искусственного восстановления. Область III характеризуется комплексным восстановлением системы за пределами нормативного времени за счет частичного (10 – 20% самовосстановления и 80 – 90 % принудительного) восстановления. Область IV отвечает условию полного отсутствия компенсационных возможностей природной среды к самовосстановлению даже за пределами нормативного времени, а также значительными экологическими потерями, в том числе и защитных функций.

Физический смысл экологической безопасности состоит в последовательном суммировании времен перехода системы от начального равновесного состояния ( 0) через промежуточные условно равновесные состояния (1 – 3) к предельному состоянию (пр), характеризующемуся критическим уровнем накопления антропогенных изменений.

Любое промышленное воздействие на природу характеризуется ответной реакцией со стороны окружающей среды, которая может проявляться в трех формах – адаптационной, восстановительной и невосстановительной.

Переход системы к экологически экстремальной ситуации возможен при превышении допуска хотя бы одного показателя возмущения.

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

Принцип оптимального функционирования природно-технической системы при управлении трудовыми процессами и производственной деятельностью может быть сформулирован следующим образом: «если природно-техническая система испытывает влияние комплекса факторов техногенного и антропогенного воздействия, то для стабильного функционирования этой системы необходимо, чтобы сумма этих воздействий оставляла без изменения все структурные соотношения в данной системе». Функциональные характеристики антропогенного изменения в природно-технической системе представлено на рисунке 2.

Рис. 2. Функциональные характеристики антропогенного изменения в природно-технической системе, где 1 – предельный антропогенный уровень; 2 – стадия формирования промышленного объекта; 3 – стадия эксплуатации промышленного объекта; I – IV – условные характеристики факторов антропогенных изменений (I – сохранность природного покрова почвы; II – сохранность растительного покрова; III – сохранность гидрогеологического состояния рельефа;

IV – сохранность естественного вида ландшафта); – время; G – количественный показатель Для разработки оптимального экологического режима необходимо знать факторы технического воздействия, критерии оценки состояния экосистемы и иметь управляющие параметры, оказывающие воздействие на природную экосистему.

Факторы техногенного воздействия определяют:

по номенклатурному (качественному) составу техногенных выбросов;

по интенсивности их воздействия (оценивается коэффициентом весомости) на природную среду.

Критерии состояния экосистемы служат объективной мерой оценки эффективности разрабатываемых инженерно-экологических методов охраны окружающей природной среды для различных производственных процессов.

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

Выбор критериев зависит от специфики экосистемы и требований, которые к ней предъявляют. Часто для оценки влияния промышленного техногенеза на экологическое равновесие используют следующие интегральные критерии:

абсолютные потери окружающей среды, выраженные в конкретном изменении данных биогеоценоза флоры и фауны;

компенсационные возможности экосистемы, характеризующие ее восстанавливаемость в естественном и принудительном режимах;

опасность нарушения природного баланса, которая определяет вероятность возникновения необратимых потерь и экологических сдвигов;

уровень экологических потерь, которые характеризуют масштабы воздействия промышленного техногенеза на окружающую среду.

Для поддержания качества окружающей среды при развивающейся техносфере в современном мире целесообразно использовать инженерные решения и мероприятия, в том числе:

разработка новых безотходных и ресурсосберегающих технологий;

совершенствование методов обезвреживания техногенных выбросов и создание замкнутых производственных циклов;

разработка мероприятий по комплексному использованию сырья.

НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ ТЕХНОСФЕРЫ

В условиях современного мира к естественным прибавились многочисленные факторы техногенного происхождения: вибрации, шум, повышенная концентрация токсичных веществ в воздухе, водоёмах, почве; электромагнитные поля, ионизирующие излучения и др.

Негативными факторами воздействия в системе «человек–среда обитания» являются:

1) естественные стихийные явления;

2) производственной среды на работающего;

3) производственной среды на городскую среду (среду промышленной зоны);

4) человека (ошибочные действия) на производственную среду;

5) городской среды на человека, производственную и бытовую среду;

6) бытовой среды на городскую;

7) бытовой среды на человека;

8) человека на бытовую среду;

9) городской среды или промышленной зоны на биосферу;

10) биосферы на городскую, бытовую и производственную среду;

11) человека на городскую среду;

12) человека на биосферу;

13) биосферы на человека.

В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены элементами техносферы (машины, сооружения и т.п.) и действиями человека. Изменяя величину любого потока от минимально значимой до максимально возможной, можно пройти ряд характерных состояний взаимодействия в системе «человек–среда обитания»:

комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия: создают оптимальные условия деятельности и отдыха; предпосылки для This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

проявления наивысшей работоспособности и как следствие продуктивности деятельности;

гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания;

допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. Соблюдение условий допустимого взаимодействия гарантирует невозможность возникновения и развития необратимых негативных процессов у человека и в среде обитания;

опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и/или приводят к деградации природной среды;

чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушения в природной среде.

Из четырёх характерных состояний взаимодействия человека со средой обитания лишь первые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно опасное) – недопустимы для процессов жизнедеятельности человека, сохранения и развития природной среды.

ОСОБЕННОСТИ ФАКТОРОВ ТЕХНОСФЕРЫ И

ЕЕ ОТКЛИКА В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Зачастую величина антропогенного влияния зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего фактора, а от совокупности всех техногенных факторов. К сожалению, часто не удается полностью учесть негативное воздействие антропогенных факторов на окружающую среду. Неадекватность расчетных моделей и реальность экологической обстановки в зоне промышленного освоения территорий приводит к невосполнимым потерям биогеоценозов и природных ландшафтов.

Кроме того, необходимо отметить, что техногенные потоки, которые формируются в границах природно-технических систем, обладают кумулятивным свойством (т.е.

накапливаются) и затем обусловливают увеличение масштаба антропогенного воздействия на весь регион.

Например, при создании промышленных комплексов следует учитывать основные законы изменения и функционирования природной среды.

Так закон внутреннего динамического равновесия гласит: «Вещество, энергия, информация и динамические качества природных систем взаимосвязаны настолько, что любое изменение одного из этих показателей вызывает соответствующие функционально-структурные качественные или количественные перемены».

Этот закон имеет ряд следствий:

любое изменение среды неизбежно приводит к развитию природных цепных реакций, направленных в сторону нейтрализации произведенного воздействия, или вызывающих формирование новых природных систем, образование которых может принять необратимый характер;

взаимодействие вещественных и энергетических компонентов в природных системах количественно не линейно, т. е. слабое воздействие одного из показателей может вызвать сильные отклонения или изменения во всей системе в целом;

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

любое местное преобразование природы может вызвать глобальные ответные реакции в биосфере.

Законы, характеризующие природно-техническую систему, отличаются от законов природных экологических систем и формулируются следующим образом:

1) в процессах промышленного производства значительное количество материальных ресурсов переходит в отходы;

2) основное количество вырабатываемой энергии используется в сфере производства и потребления.

Анализ эколого-экономических систем свидетельствует об их глубокой специфичности и отличии от природных систем. Эти особенности заключаются в следующем:

неадекватность поведения естественных и искусственных объектов, составляющих единую природно-техническую систему;

многомерность и разнообразие протекающих в системе производственных и природных деградационных процессов;

принципиальная невозможность применения методов оптимизации по экономическим критериям.

Антропогенное воздействие на биоту имеет важные особенности: нелинейность дозового эффекта различных чуждых веществ или излучений на биологические системы, т.е., как правило, действие малых доз зачастую является несоразмерно сильным; кумулятивный эффект любых долговременных воздействий на природные объекты (организмы, экосистемы и пр.), т.

е. существенное увеличение и накопление действия со временем, зачастую приводящее к резким качественным изменениям путем суммирования слабых количественных сдвигов;

синергическое (совместное) действие различных факторов среды на живое, которое нередко приводит к неожиданным эффектам, не являющимся суммой ответов на оказанные действия.

Действие одного фактора может, как усиливать, так и ослаблять, либо качественно изменять эффекты воздействий других. В некоторых случаях возможен неожиданный результат, зависящий от индивидуальных различий живых существ (в том числе и людей) в чувствительности к действию факторов среды и в сопротивляемости неблагоприятным изменениям. Многим загрязнениям характерно триггерное действие (то или иное загрязнение может вызвать цепную реакцию, начинающуюся с какого-то одного наиболее чувствительного вида; далее реакция передается по трофической сети и ведет к тому или иному поражению целой экосистемы).

Указанные особенности свойственны и техническим системам (мелкие отказы могут в итоге провоцировать значительные последствия; накопление скрытых повреждений, старение материалов, усталостные динамические процессы в конструкциях могут приводить к резким качественным изменениям; совместное действие различных факторов в зависимости от их сочетания и последовательности воздействия может приводить к различным последствиям;

индивидуальные различия даже однотипных технических систем в силу «возраста» и особенностей эксплуатации к действию факторов среды; то или иное воздействие, «нашедшее»

уязвимое звено в технической системе может привести к цепной реакции отказов и т. д.).

Характерной особенностью синергетических процессов, помимо взаимоусиления негативных эффектов, является некоторое запаздывание во времени их проявления по сравнению с возбуждающим фактором-процессом.

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

ОПАСНОСТИ И ИХ ИСТОЧНИКИ

Опасность – негативное свойство живой и неживой материи, способное причинять ущерб самой материи: людям, природной среде, материальным ценностям.

Опасности, возникающие в процессе функционирования техносферных систем по причинам, непосредственно не связанным с деятельностью человека, который обслуживает эти объекты, называют техногенными.

При идентификации опасностей необходимо исходить из принципа «всё воздействует на всё». Иными словами, источником опасности может быть всё живое и неживое, а подвергаться опасности также может всё живое и неживое. Опасности не обладают избирательным свойством, при своём возникновении они негативно воздействуют на всю окружающую их материальную среду. Влиянию опасностей подвергается человек, природная среда, материальные ценности. Источниками (носителями) опасностей являются естественные процессы и явления, техногенная среда и действия людей. Опасности реализуются в виде энергии, вещества и информации, они существуют в пространстве и во времени.

Одним из источников экологических бедствий являются техногенные аварии и катастрофы, так как при них, как правило, происходят наиболее значительные выбросы и разливы загрязняющих веществ. Зонами наиболее высокого риска загрязнения окружающей среды вследствие техногенных аварий и катастроф являются промышленные районы, а также крупные города и мегаполисы. Крупнейшие аварии и катастрофы, произошедшие в последние десятилетия в России и за рубежом, наряду с гибелью людей, огромным материальным ущербом, как правило, причиняли невосполнимый ущерб окружающей природной среде, экологическим системам ряда регионов и территорий. Экологические последствия техногенных аварий могут проявляться годами, десятками и даже сотнями лет. Они могут быть разнообразными и многогранными. Особенно опасными являются аварии на радиационно опасных объектах.

Кроме того, 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». Количественные и качественные показатели отходов, а также регламент обращения с ними определяют уровни и зоны возникающих при этом опасностей.

Рост антропогенного негативного влияния на среду обитания не всегда ограничивается нарастанием только опасностей прямого действия, например, ростом концентраций токсичных примесей в атмосфере. При определённых условиях возможно появление вторичных негативных воздействий, возникающих на региональном или глобальном уровнях 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 и рыб, в пищевых продуктах и т.п.

Для вредных воздействий характерно длительное или периодическое негативное влияние на человека, природную среду и элементы техносферы. Пространственные зоны вредных воздействий изменяются в широких пределах от рабочих и бытовых зон до размеров всего земного пространства. К последним относятся воздействия выбросов парниковых и озоноразрушающих газов, поступление радиоактивных веществ в атмосферу и т.п.

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

Таким образом, все опасности можно разделить на следующие три класса:

1) природно-экологические, вызванные нарушением естественных циклов миграции вещества;

2) техногенно-производственные, связанные с возможностью нежелательных выбросов энергии и вредного вещества, накопленных в созданных людьми технологических объектах;

3) антропогенно-социальные, обусловленные умышленным сокрытием и/или искажением информации. К последнему необходимо добавить: «или незнанием, по разным причинам, реальной ситуации».

К настоящему времени активность техносферных опасностей такова, что сложились устойчивые негативные тенденции в природной и техногенной сферах. В природной сфере:

увеличение антропогенного воздействия на окружающую природную среду;

аномальные изменения ряда параметров биосферы, гидросферы и литосферы;

повышенная урбанизация территорий;

размещение населенных пунктов и ведение хозяйственной деятельности в зонах потенциальной природной опасности;

низкая достоверность прогнозирования опасных природных явлений;

плохое состояние гидротехнических, противооползневых, противоселевых и других защитных инженерных сооружений; свертывание мероприятий по предотвращению некоторых опасных природных явлений (предупредительный спуск лавин, сбрасывание селевых потоков).

В техногенной сфере:

высокие единичные мощности производственных объектов и возрастающая сложность производственных систем;

нерациональное размещение, с точки зрения техногенной безопасности, потенциально опасных объектов по территории страны;

ошибки при проектировании, строительстве, реконструкции производственных объектов;

прогрессирующий износ основных фондов;

снижение общего профессионального уровня работников и производственной дисциплины;

большие объемы опасных (вредных) веществ;

неудовлетворительное качество систем контроля производства, систем технологической безопасности;

снижение уровня техники безопасности;

сокращение числа работников аварийно-спасательных служб на объектах;

незавершенность построения систем декларирования, лицензирования и страхования потенциально опасной деятельности, недостаточный охват проектов потенциально опасных объектов государственной экспертизой.

Экологичностъ источника опасности – состояние источника, при котором соблюдается его допустимое воздействие на техносферу и/или биосферу.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОПАСНОСТЕЙ

Общими закономерностями возникновения техногенных опасностей являются:

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

1) опасности, порождающие физические опасные и вредные факторы, к которым относятся:

опасности электрических сетей, уделив особое внимание условиям поражения человека электрическим током;

опасности, связанные с аномальным искусственным освещением;

опасности, связанные с техногенными источниками ультрафиолетового и инфракрасного излучений;

опасности, связанные с техногенными источниками вибрации и акустического излучения;

опасности, связанные с техногенными источниками вибрации;

опасности, связанные с техногенными источниками шума, ультразвука и инфразвука;

опасности, связанные с техногенными источниками электромагнитных, электрических и магнитных полей;

опасности, связанные с лазерным излучением;

опасности, связанные с техногенными источниками ионизирующего излучения;

опасности, связанные с использованием транспортных средств и эксплуатацией подъемно-транспортного оборудования;

опасности, связанные с использованием, хранением и транспортировкой горючих, легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ и материалов;

опасности, связанные с использованием процессов, которые происходят при повышенных температурах и/или давлении.

2) опасности, порождающие химические опасные и вредные факторы, при этом следует изучить классификацию химических опасных и вредных факторов, рассмотреть основы токсикологии, вопросы одновременного действия на организм человека нескольких химических веществ, уяснить понятие «предельно-допустимой концентрации» вредных веществ в воздухе, воде и продуктах питания.

БЕЗОПАСНОСТЬ

Безопасность – состояние объекта защиты, при котором воздействие на него всех потоков вещества, энергии и информации не превышает максимально допустимых значений.

Системы безопасности по объектам защиты, реально существующие в настоящее время, распадаются на следующие основные виды:

систему личной и коллективной безопасности человека в процессе его жизнедеятельности;

систему охраны природной среды (биосферы);

систему государственной безопасности;

систему глобальной безопасности.

Основными функциями безопасности жизнедеятельности, к которым относятся:

описание жизненного пространства его зонированием по значениям негативных факторов на основе экспертизы источников негативных воздействий, их взаимного расположения и режима действия, а также с учётом климатических, географических и других особенностей региона или зоны деятельности;

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

формирование требований безопасности и экологичности к источникам негативных факторов;

назначение предельно допустимых выбросов (ПДВ), сбросов (ПДС), энергетических воздействий (ПДЭВ), допустимого риска и др.;

организация мониторинга состояния среды обитания и инспекционного контроля источников негативных воздействий;

разработка и использование средств экобиозащиты;

реализация мер по ликвидации последствий аварий и других чрезвычайных ситуаций;

обучение населения основам безопасности жизнедеятельности и подготовка специалистов всех уровней и форм деятельности к реализации требований безопасности и экологичности.

Говоря о безопасности территорий, не надо забывать, что они относятся, с термодинамической точки зрения, к открытым системам, поскольку в принципе их нельзя оградить от перетоков массы, энергии и информации, которые, в свою очередь, могут являться как стабилизирующими, так и дестабилизирующими факторами уровня безопасности. При анализе и оценке рисков необходимо учитывать и различать потенциальную и ситуационную опасности. Потенциальная опасность – это возможность реализации цепочки событий, приводящей к нежелательным последствиям. От того, в какой, на данный момент времени, ситуации это будет происходить, тяжесть последствий будет различной. Ситуация, способствующая в той или иной степени развитию подобных событий, и есть ситуационная опасность. Возможно совершенно противоположное развитие событий – от мгновенного защищающего реагирования на реализацию потенциальной опасности до провоцирующего тяжёлые последствия. Наличие ситуационной опасности является дестабилизирующим фактором, влияющим на безопасность людей, среду обитания и экономику. В этой связи необходим более полный анализ и учет формирующих ситуационную опасность факторов (антропогенного, природного или комбинированного характера) с целью возможности организации процесса управления ими.

БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЪЕКТОВ ТЕХНОСФЕРЫ

В связи с безопасностью человека возникает проблема безопасности объектов техносферы, появление которых связано со стремлением людей к большей защите от неблагоприятных условий внешней среды, к лучшим условиям жизнедеятельности (более полному удовлетворению потребностей). Но однажды появившись и став необходимым элементом жизнедеятельности людей, человечество именно в силу этого вынуждено защищать их от внешних воздействий, так как их утрата приведет к вреду для людей. Кроме того, в случае аварий объектов техносферы также формируются негативные факторы.

Особо стоит проблема защиты опасных промышленных объектов. Она рассматривается по двум направлениям (рис. 3):

защита объектов от внешних воздействий с целью недопущения их аварии (аварийной ситуации, разрушения);

защита людей и окружающей среды от негативных факторов, формирующихся в случае, если авария все же произошла.

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

Для воспрепятствования воздействию внешних факторов на опасные промышленные объекты и (или) удержания энергии и опасных веществ внутри объекта, воспрепятствования выходу из него в случае аварии вредных и поражающих факторов используется «барьерная»

концепция, основанная на использовании принципов множественности барьеров и эшелонированности защиты. Физические барьеры устанавливаются на пути возможных внешних воздействий на объект и (или) возможного выброса вредных веществ.

Таким образом, безопасность объекта рассматривается:

1) как свойство объекта не приводить к авариям при внешних нерегламентированных воздействиях;

2) как свойство объекта не причинять вреда персоналу, населению и окружающей среде при его нормальной эксплуатации и в случае аварийных ситуаций. Следовательно, в целом безопасность объекта может определяться как его свойство не причинять вреда при всех условиях эксплуатации.

МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ НЕГАТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ

ТЕХНОГЕННЫХ ОПАСНОСТЕЙ НА ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Понятие "техногенной опасности" включает степень незащищенности при наличии источника опасности. Соответствующими предупредительными мерами опасность или степень незащищенности можно уменьшить. Полное отсутствие опасности – это такое идеальное состояние, которое крайне редко может быть реализовано. Практическое обеспечение безопасности при проведении технологических процессов и эксплуатации технических систем на этапах подготовки производства, а также проектирования, определяется решениями и действиями инженеров, техников и непосредственными исполнителями.

Электрический ток При разработке средств защиты от опасностей поражения электрическим током реализованы следующие принципы обеспечения безопасности:

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

снижение опасности (изоляция, применение малых напряжений);

ликвидация опасности (защитное отключение);

блокировка (оградительные устройства);

информации (сигнализация, знаки безопасности, плакаты);

дополнительная защита слабого звена (защитное заземление, защитное зануление).

Обезвреживание ядов Пути обезвреживания ядов различны. Первый и главный из них – изменение химической структуры ядов. Так, органические соединения в организме подвергаются чаще всего гидроксилированию, щелированию, окислению, восстановлению, расщеплению и т.д., что в конечном итоге приводит большей частью к возникновению менее ядовитых и менее активных в организме веществ.

Не менее важный путь обезвреживания - выведение яда через органы дыхания, пищеварения, почки, потовые и сальные железы, кожу. Тяжелые металлы, как правило, выделяются через желудочно-кишечный тракт. Определенную роль в относительном обезвреживании ядов играет депонирование (задержка в тех или иных органах). Депонирование является временным путем уменьшения содержания яда, циркулирующего в крови. Однако яды из депо могут вновь поступать в кровь, вызывая обострение хронического отравления.

Вредные вещества в воздухе Для ограничения неблагоприятного воздействия вредных веществ применяют нормирование их содержания в различных средах. В связи с тем, что требование полного отсутствия промышленных ядов в зоне дыхания работающих невыполнимо, значимость приобретает регламентация содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны Содержание веществ в атмосферном воздухе населенных мест регламентируется ПДК, при этом нормируется среднесуточная концентрация вещества. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе населенных мест – это концентрации, отнесенные к определенному периоду осреднения (30 мин, 24 ч, 1 мес., 1 год) и не оказывающие при регламентированной вероятности их появления ни прямого, ни косвенного вредного воздействия на организм человека, включая отдаленные последствия для настоящего и последующих поколений, не снижающие работоспособности человека и не ухудшающие его само-чувствия.

Нормирование качества воды рек, озер и водохранилищ проводят в соответствии с "Санитарными правилами и нормами охраны поверхности вод от загряз-нения" двух категорий:

1 – для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения и 2 – рыбохозяйственного назначения.

Правила нормируют параметры воды водоемов: содержание плавающих примесей и взвешенных веществ, запах, привкус, окраска и температура воды, состав и концентрация минеральных примесей, значение рН, растворенного в воде кислорода, состав и ПДК ядовитых и вредных веществ и болезнетворных бактерий. Требования к качеству питьевой воды указаны в санитарных правилах и нормах.

Наиболее неблагоприятное воздействие на человека создают машины и оборудование в промышленности и на транспорте. Существует несколько основных направлений борьбы с вибрацией:

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

борьба с вибрацией в источнике ее возникновения.

отстройка от режима резонанса (изменение массы или жесткости системы).

Изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций за счет увеличения жесткости системы (введение ребер жесткости).

вибродемпфирование (вибропоглощение). Уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта за счет превращения энергии механических колебаний в тепловую энергию.

виброгашение – это способ снижения вибрации путем введения в систему дополнительных реактивных сопротивлений.

динамические виброгасители могут быть пружинными, маятниковыми, эксцентриковыми, гидравлическими.

виброгасители камерного типа устанавливаются на всасывающей и нагнетательной стороне компрессоров, трубопроводов.

виброизоляция - это уменьшение передачи колебаний от источника возбуждений к объекту путем введения в систему дополнительной упругой связи.

Для снижения шума применяют следующие методы:

уменьшение шума в источнике (за счет точности изготовления деталей, узлов, совершенствования технологических процессов и оборудования);

изменение направления излучения шума в противоположную сторону от рабочего места или жилого дома;

рациональная планировка предприятий и цехов, акустическая обработка помещений;

уменьшение шума на пути его распространения путем установки звукоизолирующих ограждений;

применение средств индивидуальной защиты.

Снижение интенсивности инфразвука Снижение интенсивности инфразвука достигается за счет уменьшения его в источнике, изоляции, поглощения, применения индивидуальных средств защиты. К основным мероприятиям по борьбе с инфразвуком можно также отнести повышение быстроходности машин, это обеспечивает перевод максимума излучения в область слышимых частот;

устранение низкочастотных вибраций, установка глушителей реактивного типа.

Защита от действий ультразвука Защита от действий ультразвука может быть обеспечена:

если в оборудовании использовать более высокие рабочие частоты, для которых допустимые уровни звукового давления выше;

путем применения кожухов из листовой стали или дюралюминия с оклейкой рубероидом или резиной;

путем устройства экранов (прозрачных) между оборудованием и работающим;

если перечисленными выше мероприятиями невозможно получить необходимый эффект, то ультраустановки можно размещать в кабинах или специальных помещениях.

Электромагнитные поля Защита от воздействия электромагнитных полей осуществляется путем проведения организационных, инженерно-технических, лечебно-профилактических мероприятий, а также This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

при помощи средств индивидуальной защиты. Организационные мероприятия предусматривают:

ограничение времени пребывания человека в рабочей зоне;

в случае невозможности ослабить интенсивность облучения применяется защита расстоянием (увеличивают расстояние между источником излучения и работающими).

Инженерно-технические мероприятия включают:

уменьшение излучения непосредственно в самом источнике за счет при-менения согласованных нагрузок и поглотительной мощности;

экранирование самого источника или рабочего места;

обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем электромагнитных полей и излучений.

Защита от излучений Защита от излучений осуществляется временем, расстоянием, экранированием.

Защита расстоянием – простой и надежный способ защиты. Это связано со способностью излучения терять энергию: чем больше расстояние от источника, там больше взаимодействие излучения с атомами и молекулами, что приводит к снижению дозы облучения персонала.

Экранирование основано на принципе использования процессов взаимодействия ионизирующих излучений с веществом.

ЭЛЕМЕНТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Экологическая безопасность (ЭБ) — одна из составляющих национальной безопасности, совокупность природных, социальных, технических и других условий, обеспечивающих качество жизни и безопасность жизни и деятельности проживающего (либо действующего) на данной территории населения и обеспечение устойчивого состояния биоценоза биотопа естественной экосистемы.

Единым критерием оценки (ЕКО) экологической безопасности естественной экосистемы и её устойчивости является нерушимость естественного биотопа основного биоценоза и его способность к восстановлению при антропогенном воздействии.

Единым критерием оценки (ЕКО) экологической безопасности искусственной экосистемы является качество жизни и здоровья населения.

Система ЭБ — совокупность законодательных, технических, управленческих, медицинских и биологических мероприятий, направленных на обеспечение устойчивого развития. ЭБ достигается системой мероприятий (прогнозирование, планирование, управление и пр.), обеспечивающих минимальный уровень неблагоприятных воздействий на человека и природу при сохранении достаточных темпов развития промышленности, коммуникаций, сельского хозяйства и представляет собой механизм, обеспечивающий допустимое негативное воздействие техногенных и антропогенных факторов на окружающую среду и самого человека:

1. Комплексная экологическая оценка территории определение и оценка комплекса факторов экологической опасности, проявляющихся на данной территории;

составление и ведение кадастра объектов воздействия на окружающую среду;

составление кадастра природных ресурсов;

составление и ведение кадастра «загрязненных» площадей.

2. Экологический мониторинг This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland

class='zagtext'>ПРОЕКТ «МЕЖКЛАСТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»

(«INTERCLUSTER LABORATORY ON ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RISKS ASSESSMENT (ILEPRA)»)

нормирование воздействий на окружающую среду;

контроль источников воздействия на окружающую среду;

3. Управленческие решения формирование экологической политики;

предупреждение проявления антропогенных факторов;

минимизация последствий проявления техногенных факторов;

формирование экологического мировоззрения.

Список использованных источников и рекомендуемая литература 1. Акимов В.А. Риски в природе, техносфере, обществе и экономике. — М.: Деловой экспресс, 2004. — 352 с.

2. В.Л. Романовский. Основы техносферной безопасности. Учебное пособие. – Казань, 2012.

3. Основы безопасности в техносфере: учебное пособие / А.А. Дик, В.А. Иванов, В.Н.

Макарова, А.А. Усов, Л.А. Харкевич. – Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012. – 80 с.

4. http://280700.ru/.

5. http://bezhede.ru/.

6. http://prom-ecologi.ru/.

7. http://ru.wikipedia.org/wiki.

8. http://rus-lib.ru/book/27/Bezopasnost_jiznedeajt/2.1.html.

9. http://vyspec.ru/struktura/tehnosfera.php.

10. http://wiki.ru/encyclopedia/.

11. http://www.grandars.ru/shkola/bezopasnost-zhiznedeyatelnosti/negativnye-faktorytehnosfery.html.

12. http://www.wikiznanie.ru/ru-wz/index.php/Техносфера.

This Project is co-funded by the European Union, the Russian Federation and the Republic of Finland