Техносферная безопасность: введение в направление образования

Москва
ИНФРА-М
2020

ТЕХНОСФЕРНАЯ 
БЕЗОПАСНОСТЬ

ВВЕДЕНИЕ В НАПРАВЛЕНИЕ 
ОБРАЗОВАНИЯ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

В.П. Дмитренко
Е.М. Мессинева
А.Г. Фетисов

Допущено Учебно-методическим объединением 
вузов Российской Федерации по университетскому 
политехническому образованию в качестве учебного пособия для 
студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению
подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность» 
(квалификация (степень) — «бакалавр»)

Федеральное государственное бюджетное образовательное 
учреждение высшего профессионального образования 
«МАТИ — Российский государственный технологический 
университет имени К.Э. Циолковского»

Д 53

УДК 614.8(075.8)
ББК 68.9я73
Д 53

Подписано в печать 26.11.2019. 
Формат 60 90/16. 
Бумага офсетная. Гарнитура «Newton». Печать цифровая.
Усл. печ. л. 8,375. ППТ20. Заказ № 00000
Цена свободная. 
TK 349600-1078342-250715

Дмитренко В.П.
Техносферная безопасность. Введение в направление образования : 
учебное пособие / В.П. Дмитренко, Е.М. Мессинева, А.Г. Фетисов. — 
Москва : ИНФРА-М, 2020. — 134 с. — (Высшее образование: 
Бакалавриат). — DOI 10.12737/11566.

ISBN 978-5-16-010849-0 (print)
ISBN 978-5-16-102852-0 (online)
Учебное пособие «Техносферная безопасность. Введение в направление образования» составлено в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом последнего поколения по дисциплине «Введение в 
направление образования» (направление подготовки бакалавров «Тех носферная 
безопасность»).
Раскрыты основные вопросы программы: общие представления о техносферной безопасности, взаимоотношения человека и биосферы и основные направления обеспечения техносферной безопасности.  
Предназначено для студентов первого курса, обучающихся по данному направлению подготовки.

УДК 614.8(075.8)
 ББК 68.9я73

Р е ц е н з е н т ы:

Е.Н. Симакова, канд. пед. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана;
Е.В. Сотникова, канд. хим. наук, профессор кафедры «Экологическая безопасность технических 
систем» Московского государственного машиностроительного университета (МАМИ)

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

Оригинал-макет подготовлен в НИЦ ИНФРА-М
ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29
E-mail: books@infra-m.ru        http://www.infra-m.ru

Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1
Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

ISBN 978-5-16-010849-0 (print) 
© МАТИ, 2015
ISBN 978-5-16-102852-0 (online) 
© Коллектив авторов, 2015

ВВедение

В России, как во всем мире, развитие промышленности характеризуется ростом количества пожаро-, взрыво-, химически опасных 
производств, являющихся потенциальными источниками крупных 
аварий и катастроф, потери от которых измеряются тысячами человеческих жизней и невосполнимым ущербом природной среде. Анализ 
аварий и катастроф приводит к заключению, что главные источники 
опасности для человека находятся в созданной им среде.
На территории страны функционирует более 45 тыс. опасных объектов. В их числе около 4 тыс. объектов, имеющих значительные запасы 
аварийно химически опасных веществ, свыше 8 тыс. взрыво- и пожароопасных объектов, 10 АЭС с 30 ядерными энергетическими установками, 113 исследовательских ядерных установок, 12 предприятий 
ядерного топливного цикла, 16 специальных комбинатов по переработке и захоронению радиоактивных отходов. Все они представляют 
потенциальную опасность в случае возникновения на них аварий 
и катастроф, сопровождающихся выбросами химических и радиоактивных веществ.
За год происходит около 220 тыс. пожаров, 70% которых приходится 
на непроизводственную сферу. Ежегодно во время пожаров погибает 
12–16 тыс. человек. Требуются большие затраты на восстановление 
уничтоженных пожарами материальных ценностей.
В стране эксплуатируется более 30 тыс. водохранилищ и несколько 
сотен накопителей промышленных отходов. Гидротехнические сооружения на 200 водохранилищах и 56 накопителях отходов эксплуатируются без реконструкции более 50 лет и находятся в предаварийном 
состоянии.
На 15% территории России состояние окружающей среды не соответствует нормативам экологической безопасности, но именно в экологически неблагополучных местах проживает около 60% населения 
и производится основная часть валового внутреннего продукта.
В настоящее время, чтобы решить возникающие проблемы, человек 
должен совершенствовать техносферу, снижая ее негативное влияние 
на человека и окружающую среду до допустимых уровней. Достижение этих целей взаимосвязано. При решении задачи обеспечения 
безопасности человека в техносфере, одновременно решаются задачи 
охраны природы от губительного влияния техносферы.
Для решения этой задачи были разработаны и используются методы 
и средства обеспечения безопасности, возникла система научных дисциплин в области безопасности жизнедеятельности (БЖД) и защиты 
окружающей среды (ЗОС).

Безопасность в техносфере охватывает экологическую, производственную и бытовую безопасность, а также безопасность в чрезвычайных ситуациях.
Обеспечить безопасность в техносфере человек сможет, только если 
он будет заниматься не столько ликвидацией последствий негативного 
воздействия опасностей техносферы, сколько их предупреждением. 
Для этого нужны профессионалы — специалисты по безопасности 
в техносфере. 
Специалисты по техносферной безопасности чрезвычайно востребованы, так как в условиях развития экономики усугубляются 
неблагоприятные тенденции, касающиеся промышленной и экологической безопасности, предупреждения чрезвычайных ситуаций. 
Специалисты по техносферной, промышленной безопасности нужны 
как для управления производством, так и для проектировании и реализации технологических процессов и производств. 
В настоящее время подготовка таких специалистов ведется в рамках 
стандарта направления подготовки «Техносферная безопасность».
Выпускник программы бакалавриата должен обладать следующими 
профессиональными компетенциями (ПК):
 
• в области проектно-конструкторской деятельности уметь:
 
– принимать участие в инженерных разработках среднего уровня 
сложности в составе коллектива;
 
– разрабатывать и использовать графическую документацию;
 
– оценивать риск и определять меры по обеспечению безопасности разрабатываемой техники;
 
– использовать методы расчетов элементов технологического 
оборудования по критериям работоспособности и надежности;
 
• в области сервисно-эксплуатационной деятельность уметь:
 
– ориентироваться в основных методах и системах обеспечения 
техносферной безопасности, обоснованно выбирать известные 
устройства, системы и методы защиты человека и окружающей 
среды от опасностей;
 
– принимать участие в установке (монтаже), эксплуатации средств 
защиты;
 
– принимать участие в организации и проведении технического 
обслуживания средств защиты;
 
• в области организационно-управленческой деятельности уметь:
 
– использовать знания по организации охраны труда, охраны 
окружающей среды и безопасности в чрезвычайных ситуациях 
на объектах экономики;
 
– использовать знание организационных основ безопасности 
различных производственных процессов в чрезвычайных ситуациях;

• в области экспертной, надзорной и инспекционно-аудиторской 
деятельности уметь:
 
– определять нормативные уровни допустимых негативных воздействий на человека и окружающую среду;
 
– проводить измерения уровней опасностей в среде обитания, 
обрабатывать полученные результаты, составлять прогнозы 
возможного развития ситуации;
 
– анализировать механизмы воздействия опасностей на человека, определять характер взаимодействия организма человека 
с опасностями среды обитания с учетом специфики механизма токсического действия вредных веществ, энергетического 
воздействия и комбинированного действия вредных факторов;
 
– определять опасные, чрезвычайно опасные зоны, зоны приемлемого риска;
 
• в области научно-исследовательской деятельности уметь:
 
– способность ориентироваться в основных проблемах техносферной безопасности;
 
– способность принимать участие в научно-исследовательских 
разработках по профилю подготовки: систематизировать информацию по теме исследований, принимать участие в экспериментах, обрабатывать полученные данные;
 
– способность решать задачи профессиональной деятельности 
в составе научно-исследовательского коллектива;
 
– способность использовать законы и методы математики, естественных, гуманитарных и экономических наук при решении 
профессиональных задач;
 
– способность применять на практике навыки проведения и описания исследований, в том числе экспериментальных.
Учебное пособие рассчитано на студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров «Техносферная безопасность» в рамках 
прежде всего дисциплины «Введение в направление образования».
Совокупность глав и разделов, включенных в учебное пособие, 
представляет собой информацию, необходимую на первом этапе 
подготовки студентов. Базовая подготовка должна включать в себя 
знания (в рамках школьных программ) по физике, химии, математике, 
географии, биологии и экологии. Базируясь на знаниях этих наук, 
дисциплина «Введение в направление образования» способствует 
формированию у студентов положительного отношения и интереса 
к получаемой профессии.
Вместе с тем это учебное пособие может быть использовано для 
преподавания дисциплин «Экология», «Безопасность жизнедеятельности», «Управление техносферной безопасностью», «Теоретические 
основы экологической безопасности», «Инженерная защита окружающей среды».

Глава 1. 
Общие предстаВления 
О технОсфернОй и экОлОГическОй 
безОпаснОсти

 
1.1. пОнятия ОпаснОсти и безОпаснОсти

В течение всей своей жизни человек и его среда обитания образуют 
постоянно взаимодействующую систему.
Среда обитания — окружающая человека среда, обусловленная 
в данный момент совокупностью факторов (физических, химических, биологических, социальных), способных оказывать прямое или 
косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность 
человека, его здоровье и потомство.
Действуя в этой системе, человек решает как минимум две задачи:
1) обеспечивает свои потребности;
2) обеспечивает защиту от негативных воздействий, как со стороны среды обитания, так и себе подобных.
Человеку присущ обмен веществ с окружающей средой. Деятельность человеческого организма входит в круговорот веществ и подчиняется его законам, суточным и сезонным ритмам, сезонным изменениям среды обитания. Как живое существо, человек является 
частью экосистемы.
Однако человек — существо не только биологическое, но и социальное, а значит, его жизненная среда определяется и социальными 
отношениями. 
Взаимодействие человека со средой обитания основано на передаче 
потоков масс вещества, энергии и информации. 
Обмен потоками вещества и энергии характерен и для процессов, 
происходящих без участия человека. Естественная среда обеспечивает 
поступление на нашу планету потоков солнечной энергии, что создает, 
в свою очередь, потоки растительной и животной масс в биосфере, 
потоки адиабатических веществ (воздуха, воды), потоки энергии различных видов, в том числе при стихийных явлениях в природной среде. 
Для техносферы характерны потоки:
 
• всех видов сырья и энергии; 
 
• продукции и людских резервов; 
 
• отходов (выбросов в атмосферу, сбросов в водоемы жидких и твердых отходов, различных энергетических воздействий). 
Также техносфера может создавать значительные потоки масс 
и энергий при взрывах, пожарах, при разрушении строительных конструкций, при авариях на транспорте и т.п. 

Социальная среда создает информационные потоки при передаче 
знаний, при управлении и т.д. 
Потоки масс, энергий и информации, распределяясь в земном 
пространстве, образуют среду обитания. Человек и окружающая его 
среда гармонично взаимодействуют и развиваются, только когда эти 
потоки находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Любое превышение привычных уровней 
потоков сопровождается негативными воздействиями на человека 
и среду. В естественных условиях такие взаимодействия наблюдаются 
при изменении климата и стихийных явлениях. В условиях техносферы 
негативные воздействия обусловлены ее элементами и действиями 
человека. 
Результат влияния потока на объект зависит от свойств и параметров потока, а также от свойств объекта. Изменяя величину любого 
потока от минимально значимой до максимально возможной, можно 
пройти ряд характерных состояний взаимодействия в системе «человек — среда обитания»:
1) комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия, создают оптимальные условия 
для деятельности и отдыха, предпосылки для проявления наивысшей 
работоспособности; гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонентов среды обитания;
2) допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят 
к дискомфорту, снижают эффективность деятельности человека. 
Соблюдение условий допустимого взаимодействия гарантирует невозможность возникновения и развития необратимых негативных 
процессов у человека и в среде обитания;
3) опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при 
длительном воздействии заболевания, и (или) приводят к деградации 
природной среды;
4) чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут нанести травму, привести к летальному 
исходу, вызвать разрушения 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.
Негативный результат взаимодействия человека со средой обитания определяют опасности — негативные воздействия, внезапно 

возникающие, периодически или постоянно действующие в системе 
«человек — среда обитания».
Опасность — негативное свойство живой и неживой материи, способное причинить ущерб самой материи: людям, природной среде, 
материальным ценностям.
Опасность хранят все системы, имеющие энергию, химически или 
биологически активные компоненты, а также характеристики среды, 
не соответствующие условиям жизнедеятельности человека. Говорят также, что такие системы обладают так называемым остаточным 
риском, т.е. способностью к потере устойчивости или длительному 
отрицательному воздействию на человека, окружающую среду. 
Опасности носят потенциальный характер. Реализация опасностей происходит при определенных условиях, именуемых причинами. 
В отношении живых организмов опасность реализуется  в виде травмы, 
заболевания, смерти.
Потенциальная опасность представляет угрозу общего характера, 
не связанного с пространством и временем. Например, в выражениях 
«шум вреден для человека», «углеводородные топлива пожаровзрывоопасны» говорится только о потенциальной опасности для человека 
шума и горючих веществ. Наличие потенциальных опасностей находит 
свое отражение в аксиоме: «Жизнедеятельность человека потенциально опасна». Аксиома предопределяет, что все действия человека 
и все компоненты среды обитания, прежде всего технические средства 
и технологии, кроме позитивных свойств и результатов, обладают 
способностью генерировать травмирующие и вредные факторы. При 
этом любое новое позитивное действие человека или его результат 
неизбежно приводят к возникновению новых негативных факторов. 
Реальная опасность всегда связана с конкретной угрозой воздействия 
на человека, она координирована в пространстве и во времени.
Признаками, определяющими опасность, могут быть: 
 
• угроза для жизни;
 
• возможность нанесения ущерба здоровью;
 
• нарушение условий нормального функционирования органов 
и систем человека;
 
• нарушение условий нормального функционирования экологических систем.
Количество признаков, характеризующих опасность, может быть 
увеличено или уменьшено в зависимости от целей анализа.
Источниками формирования опасностей в конкретной деятельности могут быть:
 
• сам человек  как сложная система «организм — личность», в которой неблагоприятная для здоровья человека наследственность, 
физиологические ограничения возможностей организма, психологические расстройства и антропометрические показатели 

человека могут быть непригодны для реализации конкретной 
деятельности;
 
• элементы среды обитания, которыми для любой деятельности 
являются: предметы, средства и продукты труда, используемая 
энергия, климатические условия жизни или микроклиматические условия труда (температура, влажность и скорость движения воздуха), животный и растительный мир, коллектив людей, 
отдельный человек;
 
• процессы взаимодействия  человека и среды обитания.
 Потенциальный характер опасностей проявляется также и в том, 
что для человека опасность может реализоваться, только когда зона  
воздействия опасностей пересечется с зоной деятельности (нахождения) человека. Например,  человек попадает в зону действия электрического тока, шума, вибраций, криминальных структур, движения 
транспорта и т.д.
Негативные воздействия, присущие среде обитания, существовали 
всегда. Источниками естественных негативных воздействий являются 
стихийные явления в окружающей среде: изменения климата, грозы, 
землетрясения и т.п.
Постоянная борьба за свое существование вынуждала человека 
находить и совершенствовать средства защиты от естественных негативных воздействий среды обитания. Однако появление жилищ, 
применение огня и других средств защиты, совершенствование способов получения пищи — все это не только защищало человека от 
естественных негативных воздействий, но и влияло на среду обитания.
На протяжении многих веков среда обитания человека медленно 
изменяла свой облик и как следствие мало менялись виды и уровни 
негативных воздействий. Так продолжалось до середины XIX в. — начала активного роста воздействия человека на среду обитания. В XX в. 
на Земле возникли зоны повышенного загрязнения биосферы. Этим 
изменениям во многом способствовали:
 
• высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв);
 
• рост потребления и концентрация энергетических ресурсов;
 
• интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного 
производства;
 
• массовое использование средств транспорта;
 
• рост затрат на военные цели и ряд других процессов.
В результате активной деятельности человека во многих регионах 
нашей планеты биосфера была разрушена и возник новый тип среды 
обитания — техносфера.
Биосфера — область распространения жизни на Земле, включающая 
нижний слой атмосферы, гидросферу и верхний слой литосферы, не 
испытавших техногенного воздействия.

Техносфера — регион биосферы, в прошлом преобразованный 
людьми с помощью прямого или косвенного воздействия технических средств в целях наилучшего соответствия своим материальным 
и социально-экономическим потребностям.
Однако созданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворять его потребности в комфорте 
и безопасности, не оправдала во многом надежды людей. 
Проблема здоровья человека и человечества связана с их выживанием. Осознание проблемы выживания привело человечество 
к пониманию проблемы безопасности как интегрального феномена, 
вбирающего в себя все виды безопасности — военную, экологическую, 
экономическую, продовольственную и др.
Безопасность — это состояние деятельности, при которой с определенной вероятностью исключено проявление опасностей, а уровень 
риска деятельности не превышает приемлемый уровень.
Поэтому под обеспечением безопасности следует понимать комплексную систему мер защиты человека и среды его обитания от 
опасностей, формируемых конкретной деятельностью. Комплексную 
систему безопасности формируют нормативно-правовые, организационные, экономические, технические, санитарно-гигиенические 
и лечебно-профилактические меры.
Следует отметить, что термин «безопасность» часто используют для 
оценки качества источника опасности, говоря о его неспособности 
генерировать опасности. 
Обеспечение безопасности жизнедеятельности человека в техносфере — путь к решению многих проблем защиты природной среды 
от негативного влияния техносферы.

 
1.2. ОснОВные Виды ОпаснОстей

Количество опасностей, угрожающих человеку, велико и непрерывно увеличивается. В производственных, городских, бытовых условиях 
на человека воздействуют одновременно, как правило, несколько негативных факторов. Комплекс негативных факторов, действующих 
в конкретный момент времени зависит от текущего состояния системы 
«человек — среда обитания». Все опасности классифицируют по ряду 
признаков.
 Таблица 1.1

классификация опасностей

№
Признак классификации
Вид (класс)

1
По видам источников опасности 
Естественные
Антропогенные
Техногенные