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:
Сi ≤ ПДКi
где Сi — концентрация i-гo вещества в жизненном пространстве; ПДКi — предельно допустимая концентрация i-ro вещества в жизненном пространстве.
Для потоков энергии их текущие значения устанавливаются соотношениями:
n
Ii ≤ ПДУ или ∑ Ii ≤ ПДУ
1
где Ii — 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 < ПДКmах при экспозиции не более 30 мин. Если время воздействия вредного вещества превышает 30 мин, то С < ПДКСС, где ПДКСС — 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.
