Человек ощущает себя комфортно в том случае, когда существует тепловой баланс: количество тепла, вырабатываемого организмом равно количеству тепла, поглощаемому внешней средой. Для человека в легкой одежде это равновесие наступает при температуре +20...+22°. Именно такая температура воздуха является комфортной.
Отдача тепла в окружающую среду происходит тремя способами: излучение, конвекция, испарение воды. При равновесной температуре +20° у человека в состоянии покоя и суммарной теплоотдаче, равной 419 кДж (100 ккал) в час, радиация составляет 66%, испарение воды -- 19%, конвекция - 15% общей потери тепла организмом. Температура воздуха влияет на излучение и конвекцию: чем ниже температура воздуха, тем ниже температура окружающих человека предметов, тем большая часть тепла забирается излучением, тем ниже температура воздуха, тем сильнее идет теплоотдача и отвод тепла конвекцией.
Ветер значительно усиливает конвекцию: чем сильнее ветер, тем быстрее сменяется пограничный слой воздуха, в котором происходит теплоотдача.
Влажность воздуха влияет на скорость теплоодачи: теплопроводость влажного воздуха выше, чем сухого, поэтому влажный воздух забирает больше тепла, чем сухой.
1.4. соблюдением нормативных требований к естественному и искусственному освещению помещений и территорий (например, СНиП 23--05--95 «Естественное и искусственное освещение»).
2) Критерии допустимого воздействия потоков (критерии безопасности техносферы)
Воздействие потоков вещества, энергии и информации на объект (человек, природа) определяется его интенсивностью и длительностью.
Основное условие допустимого воздействия в зоне пребывания человека имеет следующий вид:
П ? ПДП
П - реальный показатель потока;
ПДП - предельно допустимое значение потока.
Ограничения, вводимые на концентрации веществ и потоки энергий в жизненном пространстве, являются критериями безопасности техносферы.
2.1) ПДУ - предельный уровень интенсивности потоков энергии
Потоки энергии и информации воздействуют на объект защиты непосредственно. При воздействии потоков энергии условие допустимости принимает вид:
Iэ i ? ПДУi
Iэ i - интенсивность i-го потока энергии в жизненном пространстве;
ПДУi - предельный уровень интенсивности i-го потока энергии.
2.2) ПДК - предельно допустимая концентрации веществ
Потоки веществ практически всегда воздействуют на человека через изменение концентрации этих веществ в жизненном пространстве.
Gi ? (ПДКi - Cф i) V
Gi - допустимое количество вещества;
ПДКi - предельно допустимая концентрации i-го вещества;
Cф i - фоновое (начальное) загрязнение помещения/территории i-м веществом;
V - объем помещения.
Конкретные значения ПДК и ПДУ устанавливаются нормативными актами Государственной системы санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации.
Для оценки загрязнения атмосферного воздуха в населенных пунктах регламентированы класс опасности и два вида допустимых концентраций: максимально разовая ПДКмр и среднесуточная ПДКсс.
2.3) Предельно допустимые выбросы (сбросы) ПДВ (С) или предельно допустимые потоки энергии для источников загрязнения среды обитания, определяемые на основе ПДК и ПДУ.
Опираясь на значения ПДК и ПДУ и зная фоновые значения концентраций веществ и потоков энергии в конкретном жизненном пространстве, можно определить предельно допустимые выбросы (сбросы) примесей (энергии) для конкретных источников загрязнения среды обитания.
Предельно допустимые выбросы (сбросы) и предельно допустимые излучения энергии источниками загрязнения среды обитания также являются критериями экологичности источника воздействия на среду обитания. Соблюдение этих критериев гарантирует реализацию условий и безопасность жизненного пространства.
Зоны пребывания человека считаются допустимыми, если в них соблюдены нормативные требования по параметрам микроклимата, освещению, ПДК загрязняющих веществ в воздухе, ПДУ энергетического облучения.
Таким образом, наличие достаточно жесткой связи между концентрациями примесей в жизненном пространстве и потоком примесей, выделяемых источником загрязнения, позволяет реально управлять ситуацией, связанной с загрязнением жизненного пространства, за счет изменения количества выбрасываемых веществ (энергии).
3) Показатели негативности техносферы и критерии травмоопасности
В тех случаях, когда состояние среды обитания не удовлетворяет критериям безопасности и комфортности, неизбежно возникают негативные последствия.
Реализованные в среде обитания человека опасности неизбежно сопровождаются потерей здоровья или гибелью людей. Для оценки этих потерь на объектах экономики, в условиях города, региона или в быту используют следующие абсолютные показатели:
3.1) численность погибших от внешних факторов за год (Тпв)
3.2) численность пострадавших от воздействия травмирующих факторов за год (Ттр)
3.3) численность получивших региональные или профессиональные заболевания от воздействия вредных факторов (Тз)
Для анализа производственного травматизма на объектах экономики и в системе государственного управления используют относительные показатели:
3.4) показатель частоты травматизма Кч (определяет число несчастных случаев, приходящихся на 1000 работающих за определенный период);
3.5) показатель тяжести травматизма Кт (характеризует среднюю длительность нетрудоспособности, приходящуюся на один несчастный случай);
3.6) показатель травматизма со смертельным исходом Кси (определяет численность погибших на производстве на 1000 работающих за определенный период);
3.7) показатель нетрудоспособности Кн (средняя длительность нетрудоспособности на 1000 работающих).
В качестве показателей, отражающих опасность процесса жизнедеятельности в стране или регионе, используют:
3.8) показатель региональной младенческой смертности от внешних причин (определяется числом смертей детей в возрасте до 1 года из 1000 новорожденных);
3.9) показатель детской смертности от внешних причин (численность умерших в возрасте до 15 лет);
3.10) смертность населения в трудоспособном возрасте от внешних причин.
Общее состояние экономики страны, общественных отношений, уровня социальной защиты и безопасности в отраслях экономики, качества среды обитания и ряда других факторов, влияющих на жизнь населения, находит отражение в таких интегральных показателях, как:
3.11) показатель сокращения продолжительности жизни людей (СПЖ) при воздействии вредного фактора или их совокупности
3.12) средняя продолжительность жизни людей в пенсионном возрасте (разность между средней продолжительностью жизни людей и пенсионного возраста) - в России у мужчин этот показатель отрицательный, что говорит о том, что в среднем мужчины умирают, не достигнув пенсионного возраста.
В случаях, когда потоки масс вещества или энергий от источника негативного воздействия в жизненном пространстве нарастают стремительно и достигают чрезмерно опасных значений (например, при авариях) применяется:
3.13) показатель величины риска принудительной потери жизни;
Кроме того, в качестве характеристик уровня воздействия негативных факторов используют размеры материального ущерба, число пострадавших, трудопотери. Наиболее частой мерой оценка опасности является число погибших.
В Положении о порядке расследования и учета несчастных случаев на производстве выделяют следующие уровни воздействия:
1. приводящие к трудопотерям одного пострадавшего;
2. приводящие к групповым трудопотерям;
3. приводящие к инвалидности;
4. вызывающие гибель одного или нескольких человек;
5. вызывающие гибель 5 и более человек (в Великобритании за критерий катастрофы принято не явно оговоренное количество погибших в 10 чел.)
Тема: негативные факторы среды обитания человека
Для оценки степени воздействия факторов техносферы на человека и выработки концепций защиты необходимо рассмотреть механизмы воздействия различных факторов на человека и возможные последствия этого воздействия.
Потоки масс, энергий и информации распределяясь в земном пространстве, образуют среду обитания для живой природы. Человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда эти потоки находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой.
Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека и / или среду. В естественных условиях такие взаимодействия наблюдаются при изменении климата и стихийных явлениях. В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены её элементами и действиями человека.
В основе возникновения негативных воздействий на человека и среду обитания лежит неравновесное состояние материального мира и прежде всего различия в энергетических характеристиках его компонентов, в уровнях тепловой, кинетической, электромагнитной и прочих видов энергии.
Негативные факторы классифицируют следующим образом:
1) по происхождению
ь естественные (кинетическая энергия ветра и водной стихии, высвобождающаяся энергия напряжений земной коры, термическая энергия вулканов)
ь антропогенные (связаны с появлением человеческого общества и его хозяйственной деятельности; общей главной причиной реализации антропогенных НФ с самого начала был неконтролируемый выход энергии)
2) по природе воздействия
ь физические (определяющим признаком является вид энергии (например, механической, тепловой или электромагнитной).
К этой группе относятся
- основные неблагоприятные характеристики воздушной среды и освещенности;
- механические факторы, включающие воздействие движущихся машин и механизмов, вибрации и ускорения;
- акустические факторы (инфразвук, шум и ультразвук);
- большой перечень электромагнитных излучений (ультрафиолетовая и инфракрасная радиация, высоко- и сверхвысокочастотные излучения, ионизирующая радиация, лазерное излучение и т.д.).
ь химические (определяется химической структурой вещества).
Эта группа включает
- отклонения в естественном составе воздуха (слишком низкие или слишком высокие уровни парциального давления О2, и т.п.),
- запылённость и загазованность воздуха.
ь биологические
К ним относят:
- прямое воздействие живых организмов: повреждения от животных, пресмыкающихся и насекомых,
- воздействие продуктов жизнедеятельности (например пыльцы) и биотехнологических производств. Последние, в частности, являются одним из основных источников аллергенов, т.е. веществ, вызывающих аллергические реакции и заболевания (например, бронхиальную астму или экзему).
ь психофизиологические (связана с трудовой деятельностью человека, т.е. это такие НФ, которые создают высокие уровни физических и нервно-психологических нагрузок и обусловленную ими степень тяжести и напряженности труда).
3) по характеру воздействия
- активные, воздействующие собственной энергией (например движущиеся машины и механизмы, разрушающиеся конструкции, термические и электрические факторы)
- пассивные, активизирующиеся за счёт энергии, носителем которой является сам человек (например, острые колющие и режущие предметы, неровности поверхности и т.д.).
4) по последствиям воздействия на человека
- опасные (негативное воздействие на человека, которое приводит к травме или летальному исходу)
- вредные (негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию).
Отнесение ряда физических и химических НФ к вредным или опасным зависит от их количественных характеристик (интенсивности, концентрации, дозы и т.д.). Те факторы, которые в определенном диапазоне значений обеспечивают комфорт человеку, при других значениях становятся вредными или опасными.
Классификация опасных факторов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ):
ь опасные вещества
ь механические опасности