Возникновение и воздействие опасностей

При рассмотрении понятия опасности и воздействия опасных факторов на объект окружающей среды ранее рассматривались варианты нахождения данного объекта в опасных средах, которые воздействовали в той или иной степени на данный объект, т.е. опасная среда относительно положения в пространстве являлась статичной, а объект обладал подвижностью, проходя через каналы адекватной или неадекватной среды, воздействовавшей на него (рис. 1.3).

Вместе с тем для более широкого рассмотрения понятия опасности и положения объекта относительно ее необходимо ввести следующие положения:

опасность возникла вместе с возникновением объекта ее воздействия и будет существовать до существования объекта воздействия (так опасность разрушения Вселенной возникла вместе со Вселенной и будет существовать «вечно» - до ее разрушения);

опасность представляет собой недопустимые для восприятия объектом воздействия потоки вещества, энергии и информации, которые приводят к его изменению до деградации или полного разрушения данного объекта.

В данном рассмотрении взаимодействия опасности и объекта ее воздействия предметы исследования меняются местами: объект воздействия относительно стабилен в пространстве а, а его пронизывают приходящие из пространства б и проходящие через пространство а потоки, несущие опасность или представляющие сами по себе опасность для данного объекта (рис. 1.4.).

Обмен потоками в материальном мире является закономерным и естественным условием формирования и процессом развития и существования материи, а их наличие характерно и обязательно для существования материи.

В соответствии с законом сохранения жизни (Ю.Н. Куражсковский, 2008) «Жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии и информации».

Рис. 1.3. Прохождение объекта воздействия через опасную (неадекватную) среду в пространстве а

Рис. 1.4. Прохождение опасных потоков через объект воздействия, находящийся в пространстве а, стабильном относительно пространства б

В современном мире существуют четыре основные группы потоков:

1. Потоки в естественной природной среде:

солнечное излучение, излучение звезд и планет;

космические лучи, пыль, астероиды;

электрическое и магнитное поле Земли;

круговороты веществ в природных сферах (биосфере, экосистемах, биогеоценозах);

потоки, связанные с атмосферными, гидросферными, литосферными явлениями, в том числе с опасными природными и стихийными явлениями.

2. Потоки в техносфере:

потоки сырья, энергии;

потоки продукции отраслей экономики;

отходы экономики (производства и потребления);

информационные потоки;

транспортные потоки;

световые потоки (искусственное освещение);

потоки при техногенных авариях.

3. Потоки в социальной сфере:

информационные потоки (обучение, государственное управление, сотрудничество);

людские потоки (демографические, урбанизация).

4. Потоки, потребляемые и выделяемые человеком в процессе жизнедеятельности:

потоки кислорода, воды, пищи и иных веществ;

потоки энергии (механической, тепловой, солнечной);

потоки информации;

потоки отходов процесса жизнедеятельности.

Потоки энергии, вещества и информации, необходимые для жизнедеятельности и существования жизни, при превышении допустимых уровней для восприятия объектом воздействия вызывают в объекте необратимые изменения, приводящие к его изменению, деградации, разрушению и гибели.

Если потоки не приносят вреда и не причиняют ущерба объекту воздействия (восприятия потока), а лишь стимулируют активизацию или не мешают проходящим в объекте процессам, то такие потоки являются допустимыми.

При нанесении вреда или причинении ущерба объекту воздействия (восприятия) потоки, проходящие или воздействующие на объект, являются недопустимыми или опасными, при этом максимальные значения потоков (величины воздействия), при которых ущерб не возникает (вред не причиняется), называются предельно допустимыми и характеризуются, чаще всего, нормативами допустимого воздействия.

В целях предотвращения негативного воздействия на окружающую среду устанавливаются следующие нормативы допустимого воздействия на окружающую среду:

нормативы допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов;

нормативы образования отходов производства и потребления и лимиты на их размещение;

нормативы допустимых физических воздействий (количество тепла, уровни шума, вибрации, ионизирующего излучения, напряженности электромагнитных полей и иных физических воздействий);

нормативы допустимого изъятия компонентов природной среды;

нормативы допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду;

нормативы иного допустимого воздействия на окружающую среду при осуществлении хозяйственной и иной деятельности, устанавливаемые законодательством Российской Федерации и законодательством субъектов Российской Федерации в целях охраны окружающей среды.

Нормативы допустимого воздействия на окружающую среду должны обеспечивать соблюдение нормативов качества окружающей среды с учетом природных особенностей территорий и акваторий.

Допустимая мера отклонения определяется по предельно допустимым концентрациям (ПДК) веществ, содержащихся в объекте (системе) в результате воздействия потока.

Если данные отклонения ПДК находятся в пределах допустимых мер отклонения или пределы отклонения от нормального (фонового) состояния в пределах допустимых лимитов и носят временный характер (временной показатель), то объект как система способен ликвидировать временные последствия неадекватного действия потока без существенных изменений самой системы.

При достижении пределов отклонения от допустимых лимитов и ПДК (предельного состояния объекта или системы) происходит накопление негативных веществ с развитием в системе необратимых процессов. Механизм самоочищения не справляется с поступающими веществами из потока и при достижении критических значений ее состояния начинается процесс изменения состояния или «запускается» механизм саморазрушения существующего объекта или системы в целом.

Рассматривая объект, на который действуют потоки от источника опасности (объект воздействия), и объект, создаваемый для защиты от воздействия потоков на защищаемом объекте воздействия (объект защиты), при определении степени воздействия потоков оба объекта рассматриваются как единой целое в виде объекта защиты, т.е. имеющего общие признаки объекта воздействия и объекта защиты в их прямом понимании.

Таким образом, при воздействии потоков опасности (потоков, исходящих от источника опасности) на любой объект данный объект является объектом воздействия потоков опасности, а при выполнении мероприятий по защите его от воздействия потоков объект воздействия и созданный объект защиты в совокупности образуют объект защиты.

Возникновение опасной или чрезвычайной ситуации при наличии потоков от источника опасности (а) или при превышении допустимых уровней концентрации (усвоения объектом воздействия) вещества (энергии, информации) из потока (б) определяется не только величиной потока, но и свойствами объекта защиты, его способностью воспринимать и выдерживать воздействующие на него потоки (в) (рис. 1.5).

Опасность реализуется лишь при взаимодействии источника опасности, генерирующего поток воздействия, и объекта воздействия, воспринимающего этот поток (рис 1.5, а).

Следовательно, опасности проявляют себя только во взаимодействии систем «источник опасности – объект воздействия», а для возникновения и реализации опасности необходимо соблюдение следующих условий:

наличие совокупности систем «источник воздействия – объект воздействия» и их совпадение по месту и времени пребывания в одном пространстве;

наличие источника опасности, способного создавать большие потоки вещества, энергии или информации (рис. 1.5, а);

наличие у объекта воздействия ограничений по величине воздействия потоков (рис 1.5, б);

при наличии объекта защиты (рис. 1.5, в) неспособность (малая степень защиты) противостоять негативному (опасному) воздействию потока.

Рис. 1.5. Схема возникновения (а), (б) или предотвращения (в) опасной или чрезвычайной ситуации при воздействии на объект потока

Таким образом, говоря о потоках, исходящих из источника опасности, и воздействии их на объект, можно говорить об опасности, действующей на объект воздействия или защиты (при выполнении защитных мероприятий на нем), подразумевая при этом влияние на него потоков негативного воздействия от источников опасности.

Закон толерантности, сформулированный в начале ХХ века американским ученым В. Шелфордом, говорит о том, что: «Лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости (предел толерантности) организма к данному фактору».

Толерантность – способность организма (объекта воздействия) переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора окружающей среды (источника опасности) (рис. 1.6).

Пределы толерантности определяются следующими границами:

область нормальной жизнедеятельности, которая включает в себя зону допустимых значений фактора воздействия (неблагоприятного влияния) и зону оптимума с точкой комфорта а (точкой максимума жизненного потенциала);

зона угнетения (зона с большими отклонениями фактора от оптимума);

зона гибели (зона со значениями фактора, за пределами которого существование организма (объекта воздействия) невозможно.

Рис. 1.6. Пределы толерантности объекта воздействия от источника опасности с точкой комфорта (максимума жизненного потенциала) а

Находясь в пределах влияния потоков, состояние объекта воздействия (объекта защиты) зависит от его первичных свойств (природных) и свойств, приобретенных в период воздействия на него (благоприятного или неблагоприятного).

Для природных факторов воздействия применима классическая кривая Шелфорда (рис. 1.7).

Изменяя интенсивность факторов воздействия (потоков) в среде обитания природного объекта (объекта воздействия в пространстве воздействия потоков), расчетными способами получаются характерные виды воздействия потоков на человека (С.В. Белов, 2011):

комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным условиям воздействия:

оптимальные условия деятельности и отдыха;

наилучшие условия для проявления наивысшей работоспособности и продуктивности деятельности;

гарантированное сохранение здоровья человека и целостного компонента среды обитания;

Рис. 1.7. Зависимость жизненного потенциала от интенсивности фактора воздействия:

1 – зона оптимума (комфорта); 2 – зона допустимой жизнедеятельности; 3 – зона угнетения; 4 – зона гибели; 5 – зона жизни

допустимое, когда потоки, действуя на человека и среду обитания, вызывают:

отсутствие негативного влияния на здоровье;

дискомфорт, снижение эффективности деятельности человека;

при соблюдении условий ограничений (допустимого воздействия) отсутствие возможности возникновения и развития необратимых негативных процессов у человека и в среде обитания;

опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и вызывают:

негативное воздействие на здоровье человека;

заболевания при длительном воздействии;

деградацию среды обитания;

чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период времени вызывают:

травматизм, тяжелые заболевания, летальный исход;

разрушения в среде обитания;

распад систем и организмов на простые системы и элементы.

Выводы в результате анализа процесса воздействия опасностей на природный объект (человека) формулируются по следующим направлениям:

аксиома о воздействии среды обитания на человека: воздействие носит позитивный или негативный характер и определяется параметрами потоков веществ, энергии и информации и способностью воспринимать эти потоки;

аксиома об одновременном воздействии опасностей кратковременного, импульсного действия высокой интенсивности в региональных или локальных зонах (техногенные аварии, катастрофы, стихийные бедствия);

аксиома совокупного длительного воздействия постоянных или переменных опасностей ограниченной интенсивности на объекты воздействия (защиты) в локальных, региональных и глобальных зонах (опасности в быту, на производстве, населенных пунктах, территориальные и глобальные опасности (потепление климата, разрушение озонового слоя, кислотные дожди, повышение радиоактивного фона атмосферы), приводящие к постепенному (длительному по времени воздействия) изменению или разрушению объекта воздействия).

Совокупность опасностей, действующих на объект, т.е. воздействия потоков, исходящих от источников опасности, образует около объекта воздействия (защиты) поле опасностей (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Поле опасностей, воздействующее на объект защиты от источников опасности

Причинно-следственные поля опасностей, действующие на человека в современной техносфере, схематично представляют собой взаимосвязанные и влияющие друг на друга величины в виде сетевого графика (рис. 1.9) причинно-следственных связей и влияний.

На схематическом графике (рис. 1.9) показаны совокупности опасностей, воздействующих на человека как объект воздействия по степени (силе) воздействия – 1, 2, 3 и 4 вида (круга) опасностей, при этом наибольший риск реализации опасного воздействия (потока) вызывают опасности 1 вида (круга), непосредственно воздействующие на него.

Рис. 1.9. Схематический сетевой график структуры причинно-следственных связей опасностей, образующих поле опасности для объекта воздействия - человека

В состав первого вида (круга) опасностей, непосредственно действующих на человека, входят опасности:

связанные с климатическими и погодными изменениями в атмосфере и гидросфере;

возникающие из-за отсутствия нормативных условий деятельности (условий труда и быта) по освещенности, содержанию вредных веществ и примесей в жидкостях и воздухе, потребляемым человеком, электромагнитному и радиационному излучениям;

возникающие в селитебных зонах и на объектах экономики при реализации технологических процессов и эксплуатации технических средств (за счет несовершенства техники и оборудования, ее нерегламентированного использования пользователями (операторами) технических систем и населением в быту);

возникающие как чрезвычайные при стихийных явлениях и техногенных авариях и катастрофах, как на производстве (рабочих местах), так и в среде обитания (в быту);

возникающие из-за недостаточной подготовки работающих и населения по обеспечению безопасности жизнедеятельности.

Разделение ноксосферы, окружающей человека, на отдельные виды (круги, зоны) опасностей носит условный характер, но имеет определяющее значение для анализа причин негативного воздействия на человека и негативного влияния опасностей на группы индивидов как социума на данной территории.

Из определения приоритетных видов опасностей выделяются источники и факторы индивидуального риска пребывания человека в среде обитания (в пространстве и во времени) (табл. 1.3):

Таблица 1.3

Источники и факторы индивидуального риска

Источник индивидуального риска	Наиболее распространенный фактор риска смерти
Внутренняя среда организма человека	Наследственно-генетические, психосоматические заболевания, старение
Виктимность	Совокупность личных качеств человека как жертвы потенциальных опасностей
Привычки	Курение, употребление алкоголя, наркотиков, иррациональное питание
Социальная экология	Некачественный воздух, вода, продукты питания; вирусные инфекции; бытовые травмы, пожары
Профессиональная деятельность	Опасные и вредные производственные факторы
Транспортные сообщения	Аварии и катастрофы транспортных средств
Непрофессиональная деятельность	Опасности, обусловленные любительским спортом, туризмом, альпинизмом, другими увлечениями (зимняя рыбалка)
Социальная среда	Вооруженный конфликт, преступление, убийство
Окружающая природная среда	Землетрясение, извержение вулкана, наводнение, оползни, ураган и другие стихийные бедствия

Таким образом, все опасности и основы защиты от них подразделяются на три круга действия (С.В. Белов, 2011):

первый круг – опасности, действующие непосредственно на человека;

второй круг – опасности, характерные для урбанизированных территорий;

третий круг – опасности глобального влияния.