Безопасность работающих и населения. Численность пострадавших в зоне действия источника опасностей  можно снижать как за счет снижения индивидуальных рисков и , так и за счет уменьшения численности лю­дей, находящихся в опасных зонах.000000000000000000000000000000000                                                                      00000В первом варианте решения идут по пути совершенство­вания источника опасности и улучшения его обслужива­ния: снижают его техногенный риск за счет совершенство­вания объекта производственного процесса, улучшения подготовки операторов и т.п. Снижение техногенных рис­ков любой системы неразрывно связано со значительными материальными затратами, чем ниже риск, тем выше затраты (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Связь между величиной техногенного риска  и материальными затратами на его реализацию

Во втором случае обычно используют: дистанционное управление; роботизацию вплоть до создания «безлюдного производства»; вывод производственных зон из селитебных районов и т.п.0000000000000000000000 00000В реальных условиях возможности снижения техноген­ного риска, бесспорно, ограничены, впрочем, ограниченным является и второй вариант решения проблем БЖД, так как не все технические системы можно перевести на дистанци­икк управление, роботизировать и т.п.000000000000 00000                    0000Характерное распределение численности лиц, подвер­икки влиянию риска опасного воздействия в примыкающем к источнику пространстве, как0правило, неравномерно (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Характерное распределение индивидуального риска и численности лиц, подверженных влиянию источника опасности: А – зона недопустимого риска; Б – зона допустимого риска; R_T  – техногенный риск источника

Высоким рискам (зона А) обычно подвержена лишь ма­лая часть работающих (операторы, обслуживающий персо­нал и т.п.), находящихся вблизи источника опасностей или на промышленной площадке. В зоне Б (санитарно-защитная или селитебная зоны) риск уменьшается по мере икки­ния здания от аварийного объекта.0000000000000000000000000000000000000      00000Полнее влияние техносферы на человека удобно анали­зировать, опираясь на принципиальную схему воздействия источников опасности на человека, представленную на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Схема воздействия опасных факторов на человека в техносфере: Источники опасности: БС – бытовая среда; ГС – городская среда; ЕФ – естественные негативные факторы; ТС – техногенная среда (объекты экономики); объекты защиты: Ч – человек (сообщество); П – природная среда; Т – техносфера

Из анализа процесса взаимодействия человека с техносферой следует, что здесь на человека негативно воздействуют:0000000000000000000000000 0000001) естественные факторы, а именно: изменения климата, освещенности земной поверхности, метеоусловия и стихий­ные явления в природе;                                                                                                                       000002) техника и технологии, управляемые операторами и выделяющие в техносферу различные потоки (материальные и энергетические);                                                                               000003) городская среда (транспорт, объекты жилищно-коммунального хозяйства и т.п.);0000000000000000000000000000000000000000000000000000 000004) среда быта (технические средства, недоброкачествен­ные продукты питания, бытовые отходы и т.п.).00000000000000000000000000000000000000 000005) В современных условиях наиболее доступным решением задачи о минимизации людских потерь в техносфере явля­ются:00000000000000000000 000006) применение средств защиты от естественных опасностей;0000000000                 000007) создание источников опасностей ограниченного влия­ния на людей;00     000008) максимальное снижение численности лиц, подверженных воздействию источников опасности;00000000000000000000000000000000000   000009) применение средств и методов коллективной защиты от техногенных0опасностей;                                                                              0000010) применение устройств и средств индивидуальной защиты.00000000    00000Защита селитебных и природных зон. На селитебные и природные зоны негативно воздействуют:0000000000000000000000000000000000000000    000001) объекты экономики, выделяющие газообразные, жидкие и твердые отходы, в том числе химические и радиоактивные, при работе в штатных и аварийных0ситуациях;                                                                               000002) городская среда, выделяющая отходы жилищно-ком­мунального хозяйства, отходы транспортных средств, ливневые сточные воды, снежную массу и т.п.;00000000000000000000000000000000000000000000000000000000 000003) бытовая среда, выделяющая жидкие и твердые отходы.
Основное уравнение, связывающее массу М отходов экономики с численностью N населения и уровнем ВВП любого сообщества, а также с удельными отходами эконо­икки т, приходящимися на единицу ВВП, можно записать в виде

.

Оценим общую тенденцию изменения массы отходов, поступающих в ОС на ближайшее будущее:000000000000000000000000000000000000000000 000001) численность населения Земли в 2008 г. составила 6,6 млрд. чел. И будет непрерывно нарастать (в 2050 г. она составит примерно 9 млрд. чел.);00 000002) ВВП на душу населения практически во всех странах также прирастает в среднем на 2 – 4 % в год;0000000000000000000000000000000     000003) удельные отходы экономики в природную среду зависят во многом от способа их улавливания и переработки.000000000000000000000000000000 00000Общая тенденция изменения удельных отходов показа­на на рис. 3.4 в

долях единицы по отношению к массе отхо­дов, зафиксированной в 1970 г.

Рис. 3.4. Общая тенденция образования удельных отходов в XX в.

Анализ тенденции изменения массы отходов, непрерыв­но поступающих от объектов экономики, свидетельствует о том, что единственным способом уменьшения их массы и перспективе является сокращение приходящихся на еди­ницу ВВП отходов. Предварительная оценка показывает, что необходимое значение величины т к 2030 г. должно соста­вить 0,2 – 0,25 от общего количества отходов 1970 г., посколь­ку к этому времени показатели N и ВВП неизбежно возрас­тут по сравнению с их значениями в 2000 г.

В современных условиях основная задача защиты окру­жающей среды сводится к минимизации отходов техносфе­ры за счет рационального использования природных ресур­сов, а также за счет утилизации отходов.0000 00000Анализ процессов взаимодействия систем «человек», «природа», «техносфера» и совокупностей опасностей, воз­никающих при этом, а также основ обеспечения безопасно­сти, прежде всего человека и природы, позволяет сформи­ровать основные принципы и подходы к реализации человеко- и природозащитной деятельности:000000000000000000000000000 000001) для реализации защитной деятельности целесообразно выделить следующие совокупности систем: «природа – человек», «техносфера – человек» и «техносфера – природа». Последнюю совокупность систем целесообразно рас­сматривать в двух вариантах: «техносфера – регион» и «техносфера – глобальное пространство земли»;0000000000000000000000000 000002) при выборе систем защиты от опасностей целесообразно все возможные негативные воздействия разделить на две принципиально отличные группы: I – постоянные (пе­риодические), повседневно-действующие воздействия; II – чрезвычайно (спонтанно) действующие воздействия;                                                                                                 000003) по размерам зон воздействия опасности нужно разделить на локальные, региональные и глобальные.

3.3. Опасные зоны и варианты защиты от опасностей

Принципиальные варианты взаимного расположения опасных зон и зон пребывания человека в условиях произ­водства показаны на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Варианты взаимного положения опасных зоны (ОЗ) и зоны пребывания человека (Ч) в производственных условиях: I – безопасная ситуация; II – ситуация кратковременной опасности; III – опасная ситуация; IV – условно безопасная ситуация

Вариант I – безопасная ситуация, характерна для усло­вий производства при дистанционном управлении техноло­гическим процессом.0000000000000 00000Вариант II – производственная ситуация, обычно возни­кающая при ремонте или наладке оборудования, при его пе­риодическом обслуживании и характеризующаяся кратко­временным пребыванием человека (оператора, наладчика и т.п.) в опасной зоне.00000000000000000000000000000000000000 00000Вариант III – наиболее распространенная производст­венная ситуация, при которой работающий постоянно нахо­дится в опасной зоне (металлург у плавильной печи, токарь у станка и т.п.) и использует для своей защиты от опаснос­тей средства индивидуальной защиты.000000000000000000000000000 00000Вариант IV – условно безопасная ситуация, возникающая при авариях или в условиях ликвидации их последствий. Она характеризуется высоким уровнем опасностей и отно­сительной непродолжительностью их действия. Спасатель в этих условиях действует непосредственно в опасной зоне и защищен от ее негативного воздействия изолирующими средствами индивидуальной защиты. Длительность его работы, как правило, определяется свойствами защитных средств.0000000000000000000000000000 00000Принципиальные варианты взаимного положения источ­ников опасностей и опасных зон в природной среде обычно сводятся к следующим типовым схемам (рис. 3.6).0000000000000000000000000000000000000000 00000Вариант I – источник опасности расположен в природ­ной среде и негативного воздействует на нее по своему приме­ру, ослабляя влияние по мере удаления от источника (регио­ны техносферы, полигоны, свалки, автономные промыш­ленные0зоны,0зоны0аварии0на0транспорте0и0т.п.).00000000000000 00000Вариант II – сосредоточенный источник опасности (тру­ба ТЭС, место  сброса  жидких  отходов  в  водоем и т.п.)  пода­ет в природную среду отходы, которые рассеиваются в ней в непосредственной близости от источника.                                                                                          00000Вариант III – источник опасности выделяет в природ­ную среду отходы, которые, взаимодействуя с компонента­ми природной среды, создают более опасные вещества. Эти вещества образуют в природе опасные зоны, как правило, весьма удаленные от источника поступления отходов в сре­ду (кислотные осадки, смог).

Рис. 3.6. Типовая схема взаимного положения источников опасностей и опасных зон в природной среде: ИО – источник опасности; ОЗ – опасная зона; П – природная среда

Из рассмотрения состояния техносферы и принципиаль­ных вариантов взаимного расположения опасных зон и объектов защиты можно сформулировать основные подходы к защите от опасностей, а именно:00000 000001) снижение опасностей в источнике их возникновения вплоть до полного устранения за счет уменьшения потоков веществ и энергии от источников к объектам защиты;00000000000000000000000000000000000000 000002) защита за счет увеличения расстояния между источником опасности и объектом защиты – защита зонированием;0000000000000000000000000000000 000003) защита за счет использования экобиозащитной техники;0000000000000 000004) защита применением средств и устройств индивидуальной защиты.0     00000Снижение опасностей. Основным направлением защи­ты от опасностей является уменьшение или полное их уст­ранение в источнике. Для этого разработчики технических систем и технологий должны максимально внедрять и пра­вильно эксплуатировать специальные защитные устройства.                                                                                                  00000Данные устройства принято называть внешними средст­вами защиты. Они применяются только для уменьшения вли­яния источника опасности на человека и окружающую среду и не имеют практического значения для технологии основно­го процесса. Номенклатура защитных устройств многообраз­на. К ним относятся шумозащитные, взрыво- и пожарозащитные, электрозащитные, тормозные и другие устройства, конструктивно встроенные в машины и технологические процессы.000000000000000000000  00000Характерными и весьма распространенными способами снижения опасности в источнике являются устройства для защиты человека от поражения электрическим током. Они широко используются в производственных условиях, на транспорте и т.п. Рассмотрим основные из них.                                                                                                                00000В нормальном режиме работы электрической цепи при­меняют по отдельности или в сочетании следующие меры защиты от прямого прикосновения                                                                                                       :00001) основную изоляцию токоведущих частей;00000                 00000 000002) защиту расстоянием (ограждения и оболочки; установку барьеров; размещение оборудования вне зоны досягаемости);0000000000000000000000 000003) сверхнизкое (малое) напряжение. 00000000000000000000000000000 00000Основная изоляция токопроводящих частей надежно их прикрывает и выдерживает все возможные воздействия в процессе ее эксплуатации. Удаление изоляции возможно только в результате ее разрушения.000000000 00000В случаях, когда необходима защита от прямого прикос­новения к токоведущим частям или приближения к ним на опасное расстояние, применяют оболочки, ограждения, ба­рьеры или размещение вне зоны досягаемости, например расположением токоведущих частей на недоступной высо­те. Ограждения, барьеры и оболочки должны обладать до­статочной механической прочностью и надежно закрепля­ются. Вход за ограждения или вскрытие оболочки могут быть осуществлены при помощи ключа или инструмента либо после снятия напряжения с токоведущих частей. Ин­струменты выполняются из изолирующего материала.0000000000 00000Для размещения оборудования вне зоны досягаемости при­меняют изолирующие помещения, зоны, площадки (далее – «помещения»), т.е. такие помещения, где защита при при­косновении обеспечивается высоким сопротивлением пола и стен, а также отсутствуют заземленные проводящие части. Сверхнизкое (малое) напряжение (СНН) – это напря­жение, не превышающее 50 В переменного и 120 В постоян­ного тока. Оно применяется в целях уменьшения опасности поражения током при прямом и (или) косвенном прикосно­вениях. При наличии особой опасности в помещении эти значения снижаются.00000000000000000000000000000000000000000000 00000СНН используют для питания электрифицированного инструмента, переносных светильников и местного освеще­ния на станках в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и вне помещений. В случае особенно небла­гоприятных условий работы в особо опасных помещениях (например, при выполнении работ в металлическом резер­вуаре) для питания переносных светильников применяют напряжение 12 В.00000000000000000 00000Для защиты от поражения током в случае повреждения изоляции применяют по отдельности или в сочетании сле­дующие меры защиты:000000 000001) автоматическое отключение питания;00000000000000000000000000       000002) уравнивание и выравнивание потенциалов;000000000000000000000                                               000003) двойную или усиленную изоляцию;0000000000000000000000000000 000004) защитное электрическое разделение цепей;00000000 000005) 000005) изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки;

6) защитное заземление и зануление;

7) устройства защитного отключения.0000000000000000000000000000
0000 Автоматическое отключение питания осуществляется посредством автоматического размыкания цепи. В электро­установках, где применено автоматическое отключение пи­тания, выполняют уравнивание потенциалов. 00000 Уравнивание потенциалов – это электрическое соедине­ние электропроводящих частей для достижения равенства их потенциалов, выполняемое в целях электробезопасности.000000000000000000000000000000 00000Выравнивание потенциалов – снижение разности потен­циалов (шагового напряжения) на поверхности земли или пола при помощи защитных проводников, проложенных в земле, в полу или на их поверхности и присоединенных к заземляющему устройству.0000000000000 00000Двойная изоляция – это изоляция в электроустановках напряжением до 1 кВ, состоящая из основной и дополни­тельной изоляции. Дополнительная изоляция независима от основной и служит в случае ее повреждения для защиты при косвенном прикосновении (рис. 3.7). При этом под ко­свенным прикосновением понимается прикосновение чело­века к открытым проводящим нетоковедущим частям элек­троустановки, оказавшимся под напряжением в случае повреждения изоляции.

Рис. 3.7. Двойная изоляция кабеля: 1 – токоведущая жила; 2 – изоляция токоведущей жилы (основная изо­ляция); 3 – изоляционная оболочка (дополнительная изоляция)

Усиленная изоляция – это такая изоляция, которая обес­печивает степень защиты от поражения током, равноцен­ную двойной изоляции.                                                                             0000Защитное электрическое разделение цепей – это отделе­ние одной электрической цепи от других в электроустанов­ках до 1 кВ с помощью изоляции.                                                                                                  00000Защитное заземление предназначено для устранения опасности поражения электрическим током в случае при­косновения к корпусу и к другим открытым проводящим частям электроустановок, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам (рис. 3.8).                                                                                                                  00000На рис. 3.8 мы видим, что все электроустановки 1 соеди­няются с землей с помощью заземляющих проводников 2, заземлителя 3, образующих в совокупности заземляющее устройство. Сопротивление заземляющих проводников должно быть малым.000000000000000000000000000000000000 000000Защитное заземление применяют в сетях напряжением до 1 кВ переменного тока: трехфазных с изолированной нейтралью и однофазных, изолированных от земли, а также в сетях напряжением свыше 1 кВ как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

Рис. 3.8. Схема защитного заземления в однофазной двухпроводни-ковой сети

С помощью защитного заземления уменьшается напря­жение на корпусе относительно земли (напряжение при­косновения) до безопасного значения, следовательно, уменьшается и сила тока, протекающего через тело челове­ка. При замыкании фазы трехфазной сети на корпус элект­роустановки расчетное напряжение прикосновения U_пр между ним и землей будет максимальным и равным напря­жению на заземляющем устройстве:

U_пр = I_з ∙ r_з

где I_з – ток, протекающий через заземлитель с сопротивле­нием r _з .000000000000                                                                                                                00000Тогда ток, протекающий через человека, стоящего на зем­ле и прикоснувшегося к заземленному корпусу, будет равен

I_ч =U _ф /(r _ч + r_из /3)

где0U _Ф 0–0фазное0напряжение;0r _из 0–0сопротивление0изоля­ции;0R _Ч 9– сопро-тивление0человека.

Следовательно, U_np и I_ч напрямую зависят от сопротив­ления заземления r ₃ , которое не должно превышать 4 Ом в электроустановках напряжением до 1 кВ в сетях с изоли­рованной нейтралью. В отдельных случаях допускается со­противление заземляющего устройства до 10 Ом.0000 00000Защитное зануление применяется в электроустановках напряжением до 1 кВ и представляет собой преднамеренное соединение открытых проводящих частей электроустано­вок (в том числе их корпусов) с глухозаземленной нейтра­лью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока; с глухозаземленным выводом источника однофазного тока; с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока. Это соединение выполняют посредством нулевого за­щитного проводника.

Зануление (рис. 3.9) превращает пробой на корпус в ко­роткое замыкание (КЗ) между фазным и нулевым защит­ным проводниками и способствует протеканию тока I _К боль­шой величины, обеспечивающего срабатывание аппарата защиты, автоматически отключающего поврежденную уста­новку от питающей сети. Такой защитой могут быть плав­кие предохранители или автоматические выключатели. Ток короткого замыкания должен быть такой величины, чтобы вызвать перегорание плавкой вставки предохранителя или срабатывание автоматического выключателя за время, не превышающее допустимое.

Рис. 3.9. Схема защитного зануления: A3 – аппарат защиты тока от короткого замыкания

Наибольшее допустимое время защитного автоматичес­кого отключения равно 0,8; 0,4; 0,2; 0,1 с в зависимости от номинального фазного напряжения сети 127, 220, 380 и бо­лее 380 В соответственно.00000000000000 00000Нулевой защитный проводник соединен с землей посред­ством заземления нейтрали (r₀) и повторных заземлителей (r_n), которые выполняются на концах воздушных линий длиной более 200 м. Сопротивление заземления нейтрали, общее сопротивление повторных заземлителей не должны превышать установленных малых значений (например, в се­ти 380/220 В соответственно 4, 10 и 30 Ом).0000000000000000 00000Защитное отключение – это система быстродействую­щей защиты, автоматически (за 0,2 с и менее) отключающая электроустановку при возникновении в ней опасности по­ражения человека электрическим током. Защитное отклю­чение применяется в тех случаях, когда невозможно или трудно осуществить защитное заземление или зануление либо когда высока вероятность прикосновение людей к не­изолированным токоведущим частям электроустановок.                                                                             00000Рассмотрим еще примеры использования средств обес­печения безопасности в источнике.00000000000000000000000000000000000000000000 00000Для защиты от высокого давления при взрыве газа в по­мещениях применяют специальные вышибные оконные конструкции. Они аналогичны устройствам для сброса дав­ления взрыва смесей газов и пылей, которые

широко ис­пользуют в промышленности (вышибные оконные проемы, легкосбрасываемая кровля помещений).00000000000000000000000000000000 00000В транспортных средствах широко используются ремни и подушки безопасности, откидные рулевые колонки и т.п.0000000000000000000000000 00000Защитное зонирование. Для ослабления негативного влияния источников опасностей на население, селитебные и природные зоны широко используется защитное зониро­вание территорий и вывод предприятий из селитебных зон.0000000000000000000000000000000000000000000000000000 00000Объекты экономики, являющиеся источниками загряз­нения атмосферного воздуха, должны иметь санитарно-защитную зону (СЗЗ), отделяющую предприятие от жилой за­стройки. Территория СЗЗ предназначена для уменьшения отрицательного влияния предприятий и обеспечения тре­буемых гигиенических норм содержания загрязняющих ве­ществ в приземном слое атмосферы, для создания санитарно-защитного и архитектурно-эстетического барьера между территорией предприятия (группы предприятий) и терри­торией жилой застройки и др.000000000000000 00000 На территории СЗЗ можно размещать предприятия (со­оружения) с производствами меньшего класса вредности, чем производство, для которого установлена санитарно-защитная зона, или здания подсобного и обслуживающего назначения, занимающие не более 50 % площади СЗЗ. Это такие предприятия, как: пожарное депо, бани, прачечные, гаражи, склады, здания управления, конструкторское бюро, магазины, предприятия общественного питания, науч­но-исследовательские лаборатории, связанные с обслужи­ванием данного производства. Остальная территория СЗЗ должна быть озеленена.00000000000000000000000000000000000000000000000000000 00000К сожалению, в СЗЗ России в 2010 г (по данным совет­ника РАН А. Яблокова) проживают более 3 млн. человек.0000000000000000000000000000 00000СЗЗ около источников опасности могут быть установле­ны и с учетом негативного влияния других, например, энер­гетических воздействий опасного объекта. В табл. 3.1 при­ведено сопоставление размеров СЗЗ некоторых опасных объектов, рассчитанных по фактору вредных выбросов и шуму. Видно, что во многих случаях необходимые разме­ры СЗЗ существенно отличаются друг от друга. Реализуе­мое значение размеров СЗЗ должно соответствовать ее мак­симальному расчетному значению.00000000000000000 00000Экобиозащитная техника. Для защиты человека и (или) природы от опасностей широко применяют экобиозащитную технику. Она представляет собой защитные устройст­ва, устанавливаемые на пути опасного потока от источника до защищаемого объекта.00000000000000000000000000000000000 00000Возможности применения экобиозащитной техники по­казаны на рис. 3.10.

                            0

0

0

                                                                                          ТаблицаЗ.1