Курс лекций по предмету "Безопасность жизнедеятельности"

Пример 1. Определить «риск» (а, точнее, статистическую частоту)  R ₁ гибели (летального исхода) человека на производстве в стране за 1 год, если известно, что ежегодно погибает около n = 7 тыс. человек, а численность работающих составляет примерно N = 70 млн. человек: 

 R ₁ = n / N = 10 ^{– 4} (ли / год).

Пример 2. Ежегодно в стране вследствие различных опасностей неестественной смертью погибает около m = 500 тыс. человек. Принимая  численность населения страны M =  150 млн. человек, определим «риск» гибели R _стр жителя страны от опасностей:  R _стр = m / M  ≈ 3 × 10 ^{– 3} (ли / год).

Пример 3. Определим, используя данные предыдущих примеров, «риск» R _дтп  быть ввергнутым в летальный несчастный случай, связанный с ДТП, если ежегодно погибает в этих происшествиях m1 = 30 тыс. человек: R _дтп = m1 / M  =  2 × 10 ^{– 4} (ли / год).

Различают индивидуальный, коллективный и социальный риск, а также ожидаемый ущерб [11].

Индивидуальный риск – частота (мера определенности) поражения отдельного человека в результате воздействия исследуемых опасных и вредных факторов.

Коллективный риск – ожидаемое количество пораженных людей в результате воздействия совокупности опасных и вредных факторов (факторов чрезвычайных ситуаций) за определенное время.

Социальный риск, или F / N – кривая, - зависимость частоты (меры определенности) возникновения происшествий F, в которых пострадало на определенном уровне не менее N человек, от общего числа N. Характеризует тяжесть последствий реализации опасностей.

Ожидаемый ущерб – математическое ожидание величины ущерба от возможного происшествия (например, аварии) за определенное время. В качестве примера приведем  данные, характеризующие индивидуальный риск (см. табл. 1.1) [2].

Для сравнения риска и выгод многие специалисты предлагают ввести экономический  эквивалент человеческой жизни. Такой подход вызывает возражение среди определенного круга лиц, которые утверждают, что человеческая жизнь свята и финансовые сделки недопустимы. Однако на практике с неизбежностью возникает необходимость в такой оценке именно в целях безопасности людей, если вопрос ставится так: «Сколько надо израсходовать средств, чтобы спасти человеческую жизнь?» По зарубежным исследованиям, человеческая жизнь оценивается от 650 тыс. до 7 млн. долл. США. Тогда как в Постановлении Правительства РФ от 7.05.2003 № 263 «Об обязательном страховании гражданской ответственности владельцев транспортных средств» страховая сумма (а это фактически денежный эквивалент риска) равна 400 000 рублей! 

     Следует  отметить, что процедура определения  риска весьма приблизительна.

Таблица 1.1. Индивидуальный риск летального исхода (ли) в год, обусловленный различными причинами [2]

Причины	Величина  риска
Сердечно-сосудистые заболевания	10 – 2
Злокачественные опухоли	10 – 3
Автомобильные аварии	10 – 3
Несчастные случаи на производстве	10 – 4
Аварии на железнодорожном, водном и воздушном транспорте; пожары и взрывы	10 – 5
Проживание вблизи ТЭЦ (при нормальном режиме работы)	10 – 6
Все стихийные бедствия	10 – 7
Проживание вблизи АЭС (при нормальном режиме работы)	10 – 8

 

Можно выделить 4 методических подхода к определению риска.

1. Инженерный, опирающийся на статистику, расчет частот, вероятностный анализ безопасности, построение деревьев опасности.
2. Модельный, основанный на построении моделей предпосылок происшествия в системе с учетом воздействия вредных факторов на отдельного человека, социальные, профессиональные группы и т. п.
3. Экспертный, когда мера определенности (вероятность, возможность) событий определяется на основе опроса опытных специалистов, т. е. экспертов.
4. Социологический, основанный на опросе населения.

Перечисленные методы отражают разные аспекты риска. Поэтому применять  их необходимо в комплексе.

Совместное воздействие совокупности опасностей на человека принято называть сочетанным, которое по своему характеру может быть аддитивным (когда эффект воздействия равен сумме воздействий от каждого фактора в отдельности), синергетическим (когда суммарный эффект выше аддитивного воздействия) и антагонистическим (кода суммарный эффект ниже аддитивного воздействии) [2]. Как правило, в БЖД ограничиваются рассмотрением аддитивного эффекта и для оценки воздействия совокупности опасностей на человека применяют показатель эффекта суммации

                          

                          П = ∑ ∑ (n_{i j} / ПДУВ _{i j} ),  i I , j J ,                     (1.3)

 

где соответственно I, J – множества видов вредных веществ и каналов их распространения, (n _{i j}) – фактическое (измеренное или расчетное) значение параметра (например, концентрации), а ПДУВ _{i j} – предельно допустимый уровень воздействия, например, концентрация вредного вещества  i вида, распространяющегося и действующего по каналу  j  вида относительно человека. Устанавливая области допустимых значений на показатель эффекта суммации и сравнивая с его расчетно-экспериментальными значениями классифицируют качество окружающей и (или) рабочей среды.

 

1.4.  Характеристика нервной системы и анализаторов человека [5].

В процессе эволюции у  человека сформировалась и продолжает совершенствоваться естественная система защиты от опасностей. Часто возникает необходимость рационального дополнения этой системы техническими средствами обеспечения безопасности. Основа естественной системы защиты от опасностей – нервная система, управляющая деятельностью мышц и состоящая приблизительно из 10 млрд. нейронов и 70 млрд. вспомогательных клеток. Одно из основных свойств нервной системы — передача возбуждений с помощью рефлексов: безусловных, которые рождаются вместе с человеком, и условных, вырабатываемых в течение всей жизни в ответ на действие различного рода раздражителей.

Посредством безусловных рефлексов  человек неосознанно отвечает на опасности, угрожающие его организму, что способствует самосохранению. С помощью условных рефлексов человек осознанно и адекватно реагирует на опасности, способствуя избежанию их действия (уменьшению уровня риска) или снижая тяжесть последствий.

Другое основное свойство нервной  системы – торможение или остановка двигательного акта нервным центром. Процессы возбуждения и торможения чередуются случайным образом и приводят к разнообразию деятельности.

Идентификация опасностей невозможна без своевременного формирования в центральной нервной системе перцептивных (чувственных) образов, которые служат субъективным отражением в сознании человека свойств действующих на него объектов. Этот процесс включает три стадии: обнаружение, распознание (опознание), различение.

Главные средства (физиологическая основа), необходимые для приема информации и формирования чувственных образов, это анализаторы (чувственные приборы), посредством которых человек ощущает раздражения. Они состоят из трех частей: рецепторов; проводящих нервных путей; сенсорных центров коры больших полушарий головного мозга или центров спинного мозга. Свойства анализаторов — адаптивность и избирательность.

Функция рецептора заключается  в превращении энергии раздражителя в нервный процесс. Вход рецептора приспособлен к приему сигналов определенного вида (модальности). Выход посылает единые для всей нервной системы сигналы (импульсы).

Проводящие нервные пути передают импульсы в кору головного мозга со скоростью около 120  м/с. Там они обрабатываются и снова возвращаются в рецепторы. Таким образом, возникает обратная связь. В процессе взаимодействия рецепторов и сенсорных центров формируются чувственные образы. Мозговой конец анализатора состоит из ядра и рассеянных по коре больших полушарий элементов, обеспечивающими нервные связи между различными анализаторами.

Понятие об анализаторах введено  в физиологию И. П. Павловым в 1909 г. Их ранжируют следующим образом (в скобках даны единицы измерения): зрительный (лк), слуховой (дБ), тактильный (г/мм²), вкусовой (мг/л), двигательный (кг), температурный (°С), вестибулярный (м/с²).

Основными характеристиками анализаторов служат пороги: абсолютный, дифференциальный и оперативный.

Минимальную силу раздражителя, способную  вызвать ощущение, называют нижним абсолютным порогом чувствительности, а максимально допустимую – им абсолютным порогом. Интервал между нижним и верхним абсолютными порогами – диапазон чувствительности анализатора.

Дифференциальный порог  – это минимальное различие между двумя раздражителями (сигналами) либо между двумя состояниями одного раздражителя, вызывающее едва заметную разницу ощущений. Дифференциальный порог dI прямо пропорционален исходной силе раздражителя I:

                                                 dI/I = k,                                                 (1.4)

где k — константа (k = 0,01 для зрительного, k = 0,1 для слухового и k = 0,3 для тактильного анализаторов).

На основании полученной зависимости  установлена взаимосвязь:

                                        

                                           S = k lg I + C,                               (1.5)

где С – постоянная величина.

Формула (1.5) представляет собой основной психофизический закон (закон Вебера-Фехнера), согласно которому интенсивность ощущения S прямо пропорциональна логарифму силы раздражителя I. Данный закон не действует в области боли, где наблюдается примерно прямо пропорциональная зависимость между раздражением и ощущением.

Однако дифференциальный порог определяет предельные возможности анализатора. Оптимальную различимость сигналов характеризует оперативный порог различения, представляющий собой то наименьшее значение различения между (двумя) сигналами, при котором скорость и точность различения достигают максимума. Обычно оперативный порог различения в 10...15 раз больше дифференциального.

Величины порогов не стабильны. Находясь в зависимости от многих трудно учитываемых факторов, порог рассматривают как статистическое понятие.

1.5. Концепция приемлемого (допустимого) риска [1,9]

Традиционная техника безопасности базируется на категорическом императиве – обеспечить безопасность, не допустить никаких аварий. Как показывает практика, такая концепция неадекватна законам техносферы. Требование абсолютной безопасности, подкупающее своей гуманностью, может обернуться трагедией для людей потому, что обеспечить нулевой риск в действующих системах невозможно.

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.

Восприятие общественностью риска  и опасностей субъективно. Люди резко  реагируют на события редкие, сопровождающиеся большим числом единовременных жертв. В то же время частые события, в  результате которых погибают единицы  или небольшие группы людей, не вызывают столь напряженного отношения. Ежедневно на производстве погибает 40…50 человек, в целом по стране от различных опасностей лишаются жизни более 1000 человек в день. Но эти сведения менее впечатляют, чем гибель 5…10 человек в одной аварии или каком-либо конфликте. Это необходимо иметь в виду при рассмотрении проблемы приемлемого риска. Субъективность в оценке риска подтверждает необходимость поиска приемов и методологий, лишенных этого недостатка. По мнению специалистов, использование риска в качестве оценки опасностей предпочтительнее, чем использование традиционных показателей.

Приемлемый риск сочетает в себе технические, экономические, социальные и политические аспекты и представляет некоторый компромисс между уровнем безопасности и возможностями ее достижения.

Прежде всего, нужно иметь в  виду, что экономические возможности повышения безопасности технических систем не безграничны. Затрачивая чрезмерные средства на повышение безопасности, можно нанести ущерб социальной сфере, например,  ухудшить медицинскую помощь. При увеличении затрат технический риск снижается, но растет социальный. Суммарный риск имеет минимум при определенном соотношении между инвестициями в техническую и социальную сферы. Это обстоятельство и нужно учитывать при выборе риска, с которым общество пока вынуждено мириться.

В России (в области  пожарной безопасности) и других странах, например в Голландии, приемлемые риски установлены в законодательном порядке. Максимально приемлемым уровнем индивидуального риска летального исхода обычно считается 10^–6  в 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. Обычно в качестве верхних границ индивидуального дифференциального риска берут [2, с. 348]: 10 ^{– 5} ли / (чел.-год); 10 ^{– 4} несчастных случаев постоянной нетрудоспособности (нс пн) / (чел.-год); 10 ^{– 3} несчастных случаев временной нетрудоспособности (нс вн) / (чел.-год).

Управление риском. Как повысить уровень безопасности? Это основной вопрос теории и практики безопасности. Очевидно, что для этой цели средства можно расходовать по трем направлениям [1,7]: 1) совершенствование технических систем и объектов;

2) подготовка персонала; 3) ликвидация последствий.

Априорно трудно определить соотношение инвестиций по каждому из этих направлений. Необходим специальный анализ с использованием конкретных данных и условий. Переход к риску открывает принципиально новые возможности повышения безопасности техносферы. К техническим, организационным, административным добавляются экономические методы управления риском. К последним относятся: страхование, денежная компенсация ущерба, платежи за риск и др. Специалисты считают целесообразным в законодательном порядке ввести квоты за риск.