Вредные и поражающие факторы опасных явлений

В системе «человек- среда обитания» на человека со стороны окружающей среды (биосферы, техносферы, общества) действуют потоки вещества, энергии и информации. В зависимости от их уровней для человека создаются различные условия (рис. 5):

– комфортные (оптимальные) условия деятельности и отдыха. Соответствующие им уровни воздействий являются номинальными в среде обитания человека, к которым он приспособлен в наибольшей степени. Наличие таких условий является предпосылкой для проявления наивысшей работоспособности и, как следствие, продуктивности деятельности; они гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания;

– допустимые, когда уровни потоков вещества, энергии и информации отличаются от номинальных значений в пределах естественных флуктуаций (например, для радиационного фона на поверхности Земли флуктуации могут достигать 100 % относительно среднего уровня в 0,001Зв/год). Воздействуя на человека и среду обитания, они не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. Непревышение допустимых уровней воздействий гарантирует невозможность возникновения и развития необратимых негативных процессов у человека и среды обитания (допустимые уровни потоков являются предметом регулирования и закрепляются в санитарных нормах;

– опасные, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и/или приводят к деградации природной среды;

– чрезвычайно опасные, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушения в природной среде.

Воздействия, формирующиеся при опасных явлениях либо характеризующие некоторые условия жизнедеятельности, при уровнях, превышающих допустимые, считаются негативными. Виды негативных факторов зависят от типа потенциально опасного объекта и вида аварии, а их уровни – от накопленного на объекте потенциала опасности и масштаба (сценария развития) аварии. К негативным факторам относятся радиационные (поля излучения), механические (ударные волны, импульсные ускорения, колебания грунта), баллистические (осколочные поля), термические (тепловые потоки), электромагнитные (грозовые разряды) и другие воздействия, избыточные концентрации радиоактивных веществ, канцерогенов и токсикантов (радиоактивное загрязнение, химическое и бактериологическое заражение).

Рис. 5 - Градация условий жизнедеятельности человека

Некоторые поражающие факторы опасных явлений мирного и военного времени, а также параметры, определяющие их поражающее действие на различные объекты, приведены в табл.3.

 

Таблица 3 – Поражающие факторы и параметры, определяющие их поражающее действие на объекты и людей

 

Опасное явление	Поражающий фактор	Параметр
Землетрясение	Обломки зданий и сооружений	Кинематические параметры грунта (интенсивность землетрясения)
Взрыв	Воздушная ударная волна	Избыточное давление во фронте ударной волны
Пожар	Тепловое излучение	Плотность теплового потока
Цунами, прорыв плотин	Волна цунами, волна прорыва	Высота волны, максимальная скорость волны, площадь и длительность затопления, гидравли­ческое давление потока
Радиационная авария	Радиоактивное загрязнение	Доза облучения
Химическая авария	Химическое заражение	Токсодоза

По уровню воздействий, механизму нанесения вреда человеку или объектам экономики (возможности и времени реализации негативных последствий) негативные факторы опасных явлений можно разделить на поражающие и вредные.

От поражающих факторов ущерб (например, заболевания (ранения) или смерть людей) наступает непосредственно в процессе воздействия (при попадании объектов воздействия в зону поражения).

Поражающие факторы приводят к травмам, ранениям или гибели людей при их однократном действии. К поражающим факторам относятся электрический ток, падающие предметы, действие подвижных элементов различных установок и средств транспорта, падения, разгерметизация систем повышенного давления, обычные средства поражения, воздушная ударная волна и т.д.

Действие поражающих факторов характеризуется случайным моментом возникновения, кратковременностью и значительным уровнем воздействия. Параметром, определяющим величину негативных воздействий, является уровень риска разрушения объекта.

Как правило, при опасных явлениях формируется целый комплекс поражающих факторов. В этом случае оценка последствий ЧС осуществляется по фактору, вызывающему основные разрушения и поражения (превалирующему фактору).

Последствия вредных факторов проявляются с определенной вероятностью уже после воздействия. Возможность наступления этих последствий характеризуется риском, зависящим от уровней воздействий и их продолжительности. Рассматривают, например, радиационный риск при облучении ионизирующим излучением, оцениваемый вероятностью негативных стохастических эффектов (смерти в течение последующей жизни от радиационно-индуцированного рака или генетических повреждений), зависящий от дозы излучения (зависимость «доза – эффект»). Риск для персонала и населения может иметь место и без аварий из-за неблагоприятных эффектов в результате действия вредных факторов, сопровождающих нормальную эксплуатацию объекта или формирующихся вследствие загрязнения окружающей среды. Действие вредных факторов проявляется главным образом при длительной работе на вредном объекте или проживании на загрязненной территории.

Вредные факторы (воздействия) приводят к ухудшению самочувствия или заболеванию человека при длительном их действии. К ним относятся воздействия токсичных веществ, содержащихся в атмосфере, воде, продуктах питания, повышенные и пониженные температуры воздуха и т.д. Так, работа в условиях повышенных температур приводит к снижению работоспособности, обезвоживанию организма с потерей витаминов и солей, снижению защитной реакции организма, возникновению сердечнососудистых заболеваний. Они, как правило, характеризуются низкими уровнями, и действуют продолжительное время. Негативные последствия определяются дозой.

При наличии вредных факторов условия деятельности считаются опасными, а поражающих – чрезвычайно опасными.

Негативные воздействия по механизму негативного действия сводятся к следующим видам: механические, термические, радиационные, химические, биологические (Рис.6).

Механическое действие состоит в появлении на поверхности объекта механической импульсной нагрузки. Приводит к смещению объекта, возникновению в нем перегрузок и механических напряжений.

Рис. 6. Взаимодействие поражающих факторов с объектами поражения

Тепловое действие состоит в нагреве материалов поражаемого объекта.

Ионизирующее действие состоит в возникновении свободных носителей электрического заряда (ионизации среды). Приводит к поражению людей и радиоэлектронной аппаратуры объектов. Для характеристики ионизирующего действия излучения на объекты используется поглощенная доза излучения.

Структурные повреждения – образование в материалах объекта дефектов структуры, приводящих к изменению их свойств. Основной характеристикой поля излучения, описывающей структурные повреждения, является флюенс частиц.

Электромагнитное воздействие заключается в наведении ЭДС в соединительных линиях и цепях аппаратуры. ЭДС вызывает протекание электрических токов в линиях и появление разности потенциалов.

Поражающее действие наступает вследствие возникновения в поражаемом объекте различных негативных эффектов, изменяющих его состояние и приводящих к потере работоспособности. Эффекты в объектах при воздействии внешних факторов – это явления, состоящие в изменении состояния и свойств объекта в результате воздействия внешних факторов, которые могут приводить к нарушению его работоспособности (безопасности). В зависимости от вида воздействия различают электромагнитные, тепловые, термомеханические, радиационные, ионизационные и другие эффекты.

Радиационный эффект – явление, состоящее в изменении значений параметров, характеристик и свойств объекта в результате воздействия ионизирующего излучения. Ионизационный эффект – радиационный эффект, обусловленный ионизацией и возбуждением атомов вещества. В активных элементах электронных схем вследствие ионизации появляются ионизационные токи, которые приводят к формированию ложных сигналов. Это в свою очередь приводит к сбоям и ложным срабатываниям цифровых схем, а при больших уровнях излучения – к временной потере работоспособности и катастрофиче­ским необратимым отказам.

Тепловой эффект – явление, состоящее в изменении состояния и свойств объекта в результате его нагрева. Термомеханический эффект – явление, состоящее в изменении состояния и свойств объекта в результате возникновения температурных напряжений, вызванных его нагревом, которые могут приводить к разрушению.

Электромагнитный эффект – явление, состоящее в изменении состояния и свойств объекта в результате воздействия электромагнитных полей.

Эффект воздействия вредных и поражающих факторов опасных явлений имеет, как правило, вероятностную природу.

Контрольные вопросы

1.Дайте определение некоторым понятиям: воздействие, технические объекты воздействия, ошибочные воздействия?

2. Возмущающие воздействия и их классификация?

3. Что такое термическое воздействие. Основные виды термических воздействий?

4. Дайте определение понятию нерегламентированное воздействие?

6. Что является источником нерегламентированных воздействий?

7. Виды воздействий и их причины.