ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

9.1. Средства защиты человека в условиях

развития техносферы

На современном производстве (в угольных шахтах, горячих цехах, металлургии, на некоторых химических производствах, на атомных электростанциях и т.д.) пока еще не исключены работы в сложных, вредных и опасных условиях. Последние годы все больше осваиваются новые области планетарных систем - космос, арктические и антарктические регионы, подводные пространства. Сначала человеку удавалось только проникать в эти сложные для обитания и опасные области, но со временем человек осваивает, начинает все дольше жить и работать в столь необычных условиях. Уже в наши дни космос используется как естественный полигон для фундаментальных и прикладных научных исследований и решения проблем промышленного производства. Во всех этих случаях человек, работающий со сложной современной техникой как звено системы "человек - техника - среда", подвергается опасности, и вопросы безопасной жизнедеятельности человека в эргатических системах требуют подробной специальной разработки, которая может занять несколько томов. Тем не менее, необходимо иметь представление о проблемах безопасности техносферы и специальных технических средствах, защищающих жизнь и здоровье человека от действия опасных факторов.

Чрезвычайные ситуации и аварии представляют собой довольно существенный источник опасности для жизнедеятельности человека и окружающей его среды. Одно из крупных бюро безопасности человека в промышленности и защиты окружающей среды от загрязнения "Веритас" (Норвегия) составило диаграмму вероятности возникновения аварийных ситуаций в зависимости от вида деятельности человека. Вместе с тем, если говорить о технических устройствах, позволяющих защитить психофизиологические системы организма от экстремальных условий, то особый интерес в сфере развития техносферы представляют защитные средства, используемые в космосе и подводной среде. Эти средства в случае аварии эргатической системы - космического корабля или подводного судна - должны обеспечить относительно долгое сохранение жизнедеятельности человека, потерпевшего аварию. Какие же это защитные средства в сфере самых опасных и сложных планетарных исследований?

В аварийных условиях защитные средства должны работать на рубежах организма и окружающей среды. И здесь важна, прежде всего защита двух физиологических функций - дыхания и теплового баланса в посткатастрофических условиях. Для обеспечения защиты системы дыхания (получение нужного количества кислорода, выведение углекислоты) используются специальные промышленные респираторы, противогазы, кислородные приборы, защитные маски, специальные дыхательные аппараты. Обеспечение теплового баланса организма осуществляется средствами защиты с помощью специальной тепловой спецодежды и скафандров из самых различных материалов, имеющих многослойную конструкцию. Например, в космонавтике, авиации и на флоте для защиты организма человека от переохлаждения в случае попадания в холодную воду применяют теплозащитные спасательные костюмы, позволяющие человеку находиться в экстремальной ситуации около суток и более (снижение температуры тела не превышает 2ОС при шестичасовом пребывании в ледяной воде).

Согревание (под водой) или отвод тепла (в космосе) обеспечиваются подачей к поверхности тела определенного количества воздуха, воды или другого теплоносителя с необходимой температурой. Примеры таких систем - вентилируемый костюм космонавта или костюм жидкостного обогрева водолаза. Конструкторская задача управления такими защитными устройствами теплового баланса, по существу, сводится к выбору двух параметров: текущего расхода теплоносителя и его температуры. Далее конструктор должен выбрать наилучшее распределение функций между системами пассивной и активной защиты и оптимальной компоновкой теплозащитного слоя по поверхности тела человека. При поиске лучших конструкторских решений полезно применять математическое моделирование и вычислительные эксперименты на ЭВМ, которые позволяют получить достаточно ясное представление о состоянии организма, находящегося в защитном снаряжении. Эти модели тем ближе к реальной ситуации, чем больший экспериментальный материал используется для построения математической модели. Подробнее эти вопросы рассмотрены в разделах книги о методах моделирования.