Общая характеристика техногенных опасностей

К техногенным относятся опасности, которые воз­никают в процессе функционирования технических объектов по причинам, связанным с деятельностью человека, обслуживающего эти объекты.

Техногенными называются опасности, связанные с природой механизмов, машин, сооружений, технических устройств.

По воздействию на человека техногенные опасности могут быть: механическими, физическими, химическими, психофизиологичес­кими и т. д.

Источниками техногенных-опасностей являются элементы техносферы. Опасности возникают из-за неисправностей и де­фектов в технических системах, неправильного их использова­ния, а также из-за наличия отходов при эксплуатации техничес­ких систем. Технические неисправности и нарушения режимов работы технических систем приводят к возникновению травмо­опасных ситуаций. Выбросы в атмосферу, стоки в гидросферу, захламление земной поверхности твердыми веществами, энерге­тические излучения и поля сопровождаются формированием вредных воздействий на человека, природную среду и элементы техносферы.

Травмоопасные факторы действуют кратковременно и спон­танно в ограниченном пространстве. Они возникают при авариях и катастрофах, при взрывах и внезапных разрушениях зданий и сооружений. Вредные факторы оказывают длительное перио­дическое воздействие на человека, а также на природную среду и элементы техносферы. Пространственные зоны могут колебаться в широких пределах от рабочих и бытовых зон до всего земного пространства.

Воздействие травмоопасных факторов приводит к травмам или гибели людей, часто сопровождается очаговыми разрушениями природной среды и техносферы. Длительное воздействие вредных факторов оказывает отрицательное влияние на здоровье людей, приводит к профессиональным заболеваниям.

Вредные факторы, воздействуя на природную среду, приводят к деградации представителей флоры и фауны, влияют на биосферу.

Высокие концентрации вредных веществ и потоков энергии чреваты травмоопасными воздействиями.

Человек и окружающая его техносфера, находясь в непрерыв­ном взаимообмене, образуют постоянно действующую систему «человек — техносфера». Одновременно существует и система «техносфера — природная среда».

Основными причинами негативных воздействий техносферы на человека и природную среду могут быть:

• поступление в техносферу отходов промышленности, энер­гетики, средств транспорта, сельскохозяйственного произ­водства, сферы быта и т. п.;

• эксплуатация в жизненном пространстве промышленных объектов и технических систем, обладающих повышенными энергетическими характеристиками;

• проведение работ в особых условиях — «работы в шахтах, на высоте, перемещение грузов и т. п.»;

• спонтанно возникающие техногенные аварии на транспорте, объектах энергетики, в промышленности, при хранении взрывчатых и легко воспламеняющихся веществ и т. п.;

• несанкционированные и ошибочные действия операторов технических систем и населения;

• воздействия стихийных явлений типа «землетрясение, на­воднение» на элементы техносферы — «промышленные объекты, транспортные магистрали и др.».

Рассмотрим негативные факторы техносферы более подробно.

Любой процесс в техногенной и природной среде совершается с образованием отходов в виде материальных и энергетических потоков. Любое производство сопряжено с образованием отхо­дов. Они поступают в окружающую среду в виде выбросов в ат­мосферу, сбросов в водоемы, твердых промышленных и бытовых отходов и мусора на поверхность и в недра Земли.

Кроме материальных отходов работа производств и реализация различных технологий связана с поступлением в среду обитания потоков энергии разных видов: механической («шум, вибрация»), тепловой, электромагнитной и т. п.

Отходы поступают во все элементы техносферы: в рабочие зоны производственных помещений, на промышленные площадки, в городскую среду и жилые помещения, негативно воздействуют на природную среду.

Загрязнение атмосферного воздуха создают автотранспорт, теплоэнергетические объекты, отрасли химической промышлен­ности и др. Самыми распространенными токсическими веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода, диоксид серы, окислы азота, углеводороды и пыль. Это могут быть и более токсичные вещества: пары плавиковой, серной, хромовой и других минеральных кислот, органические растворители и т. п.

Гидросфера загрязняется поверхностными стоками и сточными водами. Внутренние водоемы загрязняются сточными водами различных отраслей промышленности, сельского и жилищно-коммунального хозяйства. Загрязнители делятся на биологические, вызывающие брожение воды; химические, изменяющие химический состав воды; физические, изменяющие ее прозрачность, темпе­ратуру.

Загрязнение земель связано с нарушением слоев земной коры при добыче полезных ископаемых и их обогащении; захоронении бытовых и промышленных отходов; проведении военных учений и испытаний. Почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассеивания различных выбросов в атмосферу, пахотные земли — при внесении избыточных количеств удобре­ний и применении пестицидов.

К энергетическим загрязнениям относят: вибрационное и акус­тическое воздействие; электромагнитные поля и излучения; воз­действия радионуклидов и ионизирующих излучений.

Опасными источниками вибрации являются технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины, тяжелый автотранспорт.

Шум создается транспортными средствами, промышленным оборудованием и механизмами.

Источниками электромагнитных полей радиочастот являются радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные станции, термические цехи.

Значительными источниками теплового загрязнения среды обитания являются тепловые и атомные электростанции (ТЭС и АЭС).

Источниками ионизирующего облучения человека в окружа­ющей среде являются космические облучения, облучение от при­родных источников, медицинские обследования, ТЭС и АЭС, Радиоактивные осадки и т. п.

Из энергетических загрязнений наибольшее отрицательное воздействие на человека оказывают радиоактивное и акустическое загрязнения.

Критериями безопасности техносферы при загрязнении ее отходами являются предельно допустимые концентрации веществ (ПДК) и предельно допустимые интенсивности потоков энергии (ПДУ).

Текущие концентрации веществ регламентируют исходя из предельно допустимых значений концентрации этих веществ в жизненном пространстве соотношением:

С_i ≤ ПДК_i

где С_i — концентрация i-гo вещества в жизненном пространстве; ПДК_i — предельно допустимая концентрация i-ro вещества в жизненном пространстве.

Для потоков энергии их текущие значения устанавливаются соотношениями:

_n

I_i ≤ ПДУ или ∑ I_i ≤ ПДУ

¹

где I_i — интенсивность i-ro потока энергии; ПДУ — предельно

допустимый уровень интенсивности потока энергии; n — коли­чество источников излучения энергии.

Значения ПДК и ПДУ установлены нормативными актами Государственной системы санитарно-эпидемиологического норми­рования Российской Федерации. Согласно нормативам, концен­трация каждого вредного вещества в приземном слое не должна превышать максимально разовой предельно допустимой концент­рации, т. е. С < ПДК_mах при экспозиции не более 30 мин. Если время воздействия вредного вещества превышает 30 мин, то С < ПДК_СС, где ПДК_СС — среднесуточное ПДК.

При определении предельно допустимых выбросов (сбросов) или предельно допустимых потоков энергии для источников за­грязнения среды обитания руководствуются ПДК и ПДУ. Зная их значения и фоновые значения концентраций веществ и потоков энергии, можно определить предельно допустимые выбросы при­месей для конкретных источников загрязнения среды обитания.

Отрицательными факторами производственной среды являются механизмы и технические устройства, химически и биологически активные предметы труда, источники энергии, нерегламентиро-ванные действия работников, нарушения режимов и организации деятельности, а также отклонения от допустимых параметров микроклимата рабочей зоны.

Производственная среда обладает повышенной концентрацией негативных факторов, которые подразделяют на физические, химические, биологические и психофизиологические. Физические факторы — движущиеся машины и механизмы, повышенные уровни шума и вибраций, электромагнитных и ионизирующих излучений, недостаточная освещенность, повышенный уровень статического электричества, повышенное значение напряжения в электрической цепи и др.; химические — вещества и соединения, различающиеся по агрегатному состоянию и обладающие токси­ческим, раздражающим, сенсибилизирующим, канцерогенным и мутагенным воздействием на организм человека; биологические — патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.) и продукты их жизнедеятельности, а также животные и растения; психофизио­логические — физические и нервно-психические перегрузки.

Критериями комфортности производственной среды явля­ются установленные значения температуры воздуха, оптимальной влажности и скорости движения воздуха на рабочих местах, тем­пературы поверхностей в помещении, уровень освещенности. Комфортное состояние производственной среды определяется оптимальными показателями микроклимата по ГОСТ 12.1.005—88, СанПиН 2.2.4.548-96 и соблюдением нормативных требований к освещению по СНиП 23-05—95.

Критериями безопасности являются максимально допустимые физические и химические загрязнения рабочей зоны, установленные нормативными документами в виде ПДК и ПДУ для рабочей зоны.

Техногенные аварии происходят в угольной, химической, нефте­газовой и металлургической отраслях промышленности, геолого­разведке, на объектах котлонадзора, газового и подъемно-транспор­тного хозяйства, а также на транспорте. Наибольшую опасность представляют аварии на объектах ядерной энергетики и химичес­кого производства.

Искровые разряды искусственного статического электричества являются частыми причинами пожаров, а искровые разряды (молнии) — чрезвычайных ситуаций.

В чрезвычайных ситуациях проявление первичных негативных факторов (землетрясение, взрыв, обрушение конструкций и т. п.) может вызвать цепь вторичных отрицательных воздействий — пожар, загазованность или затопление помещений, химическое, радиоактивное и бактериальное воздействие. Последствия от действия вторичных факторов нередко превышают потери от воздействия первичных факторов.

Критерием безопасности техносферы принимают допустимую вероятность (риск) возникновения подобного события. Вероят­ность возникновения чрезвычайных ситуаций применительно к техническим объектам и технологиям оценивают на основе ста­тистических данных или теоретических исследований.

Все чаще при возникновении аварий в технических системах определяющим становится человеческий фактор. Человек может допустить ошибки при проектировании и изготовлении техни­ческих систем; их техническом обслуживании; при неправильном выполнении процедур управления; при неправильной организации рабочего места (например, оператора), при высокой психологической нагрузке (операторы технических систем), недостаточной подготовленности к выполнению поставленных задач.

При оценке влияния опасностей на человека и среду оби­тания используют абсолютные и относительные показатели. К абсолютным показателям относят следующие:

• численность людей, пострадавших от воздействия травми­рующих факторов;

• численность людей, получивших профессиональные или региональные заболевания;

• сокращение продолжительности жизни (в сутках) при воздействии негативного фактора или их совокупности. Для оценки травматизма в производственных условиях исполь­зуют относительные показатели: частоты травматизма, тяжести травматизма, нетрудоспособности, частоты несчастных случаев I с летальным исходом, сокращения продолжительности жизни, региональная младенческая смертность, материальный ущерб.