2.2. Характерные состояния среды обитания человека

Изменяя потоки в среде обитания от минимально значимых до максимально возможных, можно получить ряд характерных состояний в системе «человек – среда обитания», а именно: комфортное (оптимальное); допустимое; опасное; чрезвычайно опасное.

Комфорт – это оптимальное сочетание параметров микроклимата и удобств в зонах деятельности и отдыха человека.

Комфортное состояние среды обитания реализуется, когда потоки создают оптимальные условия для деятельности, отдыха и проявления наивысшей работоспособности при сохранении здоровья человека и целостности компонентов среды  обитания.

Допустимое состояние реализуется, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, приводят к дискомфорту, снижают эффективность деятельности человека, но не оказывают негативного влияния на здоровье, не выходя за пределы адаптации организма. При этом интенсивность негативных воздействий находится в пределах толерантности человеческого организма и окружающей природной среды, когда возможные негативные последствия обратимы.

Опасное состояние реализуется, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное влияние на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и могут приводить к деградации техносферы и природной среды.

Чрезвычайно опасное состояние возникает, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут привести к травмированию человека вплоть до летального исхода и вызвать разрушения в техносфере и в природной среде.

Из четырех характерных состояний взаимодействия человека со средой обитания лишь первые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно опасное) – недопустимы для процессов жизнедеятельности человека, сохранения и развития природной среды.

Таким образом, человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека, техносферу и/или природную среду.

2.3. Опасности техносферы и их воздействие на человека и среду

Создание техносферы привело к улучшению качества жизни человека и в совокупности с другими факторами (улучшение медицинского обслуживания и др.) позитивно сказалось на продолжительности жизни людей. При этом среднее потребление материальных и энергетических ресурсов на душу населения постоянно увеличивалось. Появившиеся производственная и городская среды оказались далеки по уровню безопасности и экологичности от допустимых требований.

Увеличение населения Земли и военные нужды стимулировали рост промышленного производства, транспорта, получения энергии и потребления сырьевых ресурсов, интенсивно рос мировой валовой продукт (рис. 2.3).

Кратность роста

Рис. 2.3. Рост мирового валового продукта и населения в ХХ веке [13]

Во второй половине XX в. промышленное производство ведущих стран мира удваивалось каждые 12–15 лет. Высокими темпами развивались химическая промышленность, производства цветной металлургии, строительных и др. материалов.

Производство электроэнергии с 1950 по 2000 г. возросло в мире в 4,13 раза и по прогнозам будет расти в ближайшие десятилетия (рис. 2.4).

Потребление электроэнергии, ГВт

Рис. 2.4. Прогнозы потребления в мире электроэнергии

(по данным Департамента энергетики США)

Мировой автомобильный парк с 1950 по 1990 г. возрос со 120 до 420 млн. автомобилей. Годовой объем производства автомобилей с 1950 года по 1998 год возрос в 6,2 раза (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Производство автомобилей в мире [33]

Годы	1950	1960	1970	1980	1990	1995	1996	1997	1998
Производство автомобилей, млн.	6,2	12,6	22,5	29,3	36,3	36,5	37,8	39,7	38,7

Например: что принесло человечеству создание двигателей внутреннего сгорания?

решило многие транспортные проблемы, но одновременно привело к травматизму на дорогах, возникновению проблем защиты человека и природной среды от токсичных выбросов автомобилей и образующихся при их эксплуатации и ремонте отходов: отработанных газов, масел, изношенных шин, свинцовых аккумуляторов и др. Причем выбросы автотранспорта, а также тепловых электрических станций (ТЭС) оказались наиболее губительными для биосферы.

Развитие промышленности и технических средств сопровождалось увеличением выброса в окружающую среду большого числа загрязняющих веществ, ростом числа и энергетического уровня травмирующих и вредных факторов производственной среды.

Формирование этих факторов, связанных с деятельностью человека по преобразованию окружающей природной среды, привело к существенным изменениям в биосфере.

Большинство негативных факторов техносферы (загрязнители, шум, вибрации и т. п.) оказывают прямое воздействие на человека и окружающую среду. В последние годы широкое распространение получают вторичные факторы (фотохимический смог, кислотные дожди и др.), возникающие в среде обитания в результате взаимодействия первичных факторов между собой или с компонентами биосферы.

Попадая в зону действия технических систем (зоны промышленных предприятий, транспортных магистралей, электромагнитных полей, зон излучения радио- и телепередающих систем и т. п.), человек часто подвергается значительным техногенным опасностям. Особенно вероятно проявление опасности при использовании человеком технических устройств на производстве (электрические сети, установки и приборы, станки, ручной инструмент, сосуды, работающие при повышенном давлении и т. п.). В последние годы в связи с развитием бытовой техники повысилось проявление опасных воздействий на человека в быту.

Возникновение таких опасностей связано как с наличием неисправностей в технических устройствах, так и с неправильными действиями человека при их использовании. Уровни возникающих при этом опасностей определяются энергетическими показателями технических устройств и временем пребывания человека в опасной зоне.

В общем виде воздействие потока на объект (человек и др.) в каждой точке пространства определяется его интенсивностью I и длительностью экспозиции, то есть

E (x,y,z) = f (I, τ), (2.1)

где Е – фактор воздействия в точке пространства с координатами x, y, z.

Опасность представляют все системы, имеющие химически и биологически активные и энергетически насыщенные элементы.

Техногенные опасности, возникающие при любом виде деятельности человека, во многом обусловлены образованием отходов.

Общенаучный системный анализ образующихся материальных и энергетических потоков позволили сформулировать один из основополагающих законов воздействия деятельности человека на окружающую среду – закон неустранимости отходов и побочных воздействий производства (хозяйства).

Суть закона состоит в том, что при любом виде хозяйственной деятельности возникающие негативные воздействия и образующиеся отходы неустранимы и лишь могут быть переведены из одной физико-химической формы в другую или перемещены в пространстве. Так, в производстве могут быть изменены место и время образования, физико-химическая или биологическая форма отходов, однако их суммарное количество в форме вещества, энергии и побочных эффектов остается постоянным, что находится в полном согласии с законами сохранения массы и энергии.

Видеофильм

Поскольку опасности техносферы связаны с формированием и трансформацией потоков вещества, энергии и информации, для обеспечения безопасности человека и сохранности природной среды на биосферном, техносферном, региональном и глобальном уровнях устанавливают пороговые или предельно допустимые значения потоков воздействия.

Соблюдение предельно допустимых значений потоков создает безопасные условия жизнедеятельности человека в жизненном пространстве и функционирования природной среды.

Опасное природное явление – событие природного происхождения (явление природы), которое по своей интенсивности, масштабу распространения и продолжительности воздействия на окружающую среду может вызывать отрицательные последствия для жизнедеятельности людей и экономики.

Антропогенные воздействия связаны с деятельностью человека в самых разнообразных областях, зависят от целей и условий деятельности и в связи с этим имеют существенные различия.

Наиболее распространенным техногенным воздействием, которое часто становится источником последующей ЧС, является авария.

Авария – экстремальное событие техногенного происхождения или являющееся следствием случайных внешних воздействий, произошедшее по конструктивным, производственным, технологическим, эксплуатационным или социальным причинам, повлекшее за собой выход из строя, повреждение и (или) разрушение технических устройств, зданий, сооружений, транспортных средств, оборудования, станков, поточных линий, грозящее опасными негативными воздействиями и гибелью людей.

Аварии подразделяют на производственные, транспортные, аварии в системах коммуникаций и т. д. К авариям относятся разрушение сооружений и/или технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, неконтролируемые взрыв и/или выброс опасных веществ.

Наиболее частыми последствиями аварий являются пожары, взрывы, обрушения. Наиболее опасны последствия аварий  на атомных электростанциях, химических предприятиях, приводящих к разрушению средств производства, способных привести к человеческим жертвам.

Большинство аварий происходит по причине так называемого человеческого фактора.

Каждая опасность имеет свой характерный временной интервал – время воздействия. Опасности, связанные с факторами среды обитания или вредными производственными факторами, часто имеют большое время воздействия. С другой стороны, неконтролируемые нежелательные события, такие как несчастные случаи и аварии, характеризуются очень короткими временами воздействия. Во многих случаях они могут рассматриваться как мгновенные.

Крупная авария, как правило, с человеческими жертвами является катастрофой. Не всякая авария приводит к катастрофе, но причиной практически всех катастроф являются аварии.

Катастрофа – динамический, стремительно развивающийся процесс, под воздействием которого система (геологическая, технологическая, биологическая, социальная и т. д.) резко переходит в другое качественное состояние и вызывает поражающие факторы, наносящие системе значительный ущерб.

Катастрофический сценарий может завершиться хаосом.

Хаос – беспорядочное смешение элементов, процессов, явлений, полное отсутствие четкости, систематичности, крайняя запутанность, полное разрушение.

Чрезвычайно высокие потоки негативных воздействий создают чрезвычайные ситуации (ЧС), которые изменяют комфортное или допустимое состояние среды обитания и переводят жизнедеятельность в качественно иное состояние – состояние взаимодействия человека со средой обитания в условиях опасности.

К формированию чрезвычайных (экстремальных) условий приводит чрезвычайный фактор.

Чрезвычайный фактор – событие (происшествие) космического, природного, социального, техногенного, биологического происхождения, заключающееся в воздействии, при котором происходит резкое отклонение от нормы протекающих процессов или явлений и оказывающих значительное отрицательное влияние на жизнедеятельность человека, функционирование экономики, социальную сферу и природную среду.

Источником ЧС может быть опасное природное явление, авария или опасное техногенное происшествие, широко распространенная инфекционная болезнь людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также применение современных средств поражения, в результате чего произошла или может возникнуть чрезвычайная ситуация.

Чрезвычайная ситуация (ЧС) – это сложное понятие, включающее в себя множество различных элементов, объединенных по одному критерию – значительное отклонение от нормы.

При анализе обстановки можно выделить определенное число изменяющихся при ЧС характеристик, которые позволяют выяснить последствия воздействия чрезвычайных факторов:

– географические – изменение ландшафта, труднопроходимость, сложность доставки сил и средств спасения;

– временные – внешняя внезапность, неожиданность, быстрое развитие событий;

– социально-экономические характеристики – гибель людей, наличие большого числа пострадавших; значительное падение уровня жизни людей; существенный экономический ущерб в денежном и натуральном выражении; увеличение миграционных процессов населения; безработица; падение рождаемости;

– социально-психологические – стрессовые состояния у людей (страх, депрессия, паника, фобии и т. д.);

– социально-политические – возникновение межнациональных конфликтов, негативное отношение к власти, сопровождающееся демонстрационными выступлениями;

– организационно-управленческие – неопределенность ситуации; сложность принятия решений и прогнозирования хода событий; необходимость привлечения большого числа специалистов и организаций; необходимость масштабных эвакуационных и спасательных работ;

– экологические – радиационное, химическое и биологическое заражение местности. Вывод из производства значительной части природных ресурсов, сельскохозяйственных угодий и культур; возникновение эпидемии, мутагенеза, эпизоотии, массовый падеж скота;

– специфические – многочисленность и разноплановость последствий, их цепной характер (разрушение объекта вследствие взрыва, возникновение пожаров, выход из строя коммуникаций из-за пожаров и т.д.).

С учетом изложенных выше определений и характеристик чрезвычайную ситуацию можно определить как внезапную, внешне неожиданно возникающую обстановку, характеризующуюся значительным социально-экономи-ческим и экологическим ущербом, прежде всего человеческими жертвами и вследствие этого необходимостью крупных людских, материальных и временных затрат на проведение эвакуационно-спасательных работ и ликвидацию последствий ЧС, а также специально организованного управления.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое абиотическая, биотическая и антропогенная среда?

2. Приведите примеры абиотических, биотических, природных и антропогенных экологических факторов окружающей среды.

3. Какие факторы воздействия на человека относят к внутренним и какие – к внешним?

4. Что такое лимитирующий фактор? Сформулируйте закон минимума Либиха и закон толерантности Шелфорда.

5. Какие основные потоки в естественной среде, техносфере и социальной среде вам известны. Сформулируйте закон Куражковского и представления о предельно допустимых значениях потоков.

6. Перечислите характерные состояния среды обитания. Дайте определение комфортному (оптимальному), допустимому, опасному и чрезвычайно опасному состоянию среды обитания.

7. Приведите примеры опасностей техносферы и их влияния на человека. Что такое опасное природное явление? Охарактеризуйте временные интервалы воздействия опасностей.

8. Приведите примеры вредных факторов техносферы. Сформулируйте закон неустранимости отходов и побочных воздействий производства (хозяйства).

9. Дайте определение аварии. Что может явиться причиной аварии? Приведите примеры аварий.

10. Что такое катастрофа? Каковы основные причины катастроф? Приведите примеры катастроф.

11. Что такое ЧС? Какие факторы могут привести к ЧС?

12. Приведите примеры ЧС и их последствий.