Обоснование методики оценки воздействия эколого-технической среды на работников горнодобывающих предприятий Севера тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат технических наук Михайлова, Надежда Викторовна

• Михайлова, Надежда Викторовна
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Михайлова, Надежда Викторовна

• ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 УСЛОВИЯ ТРУДА И ЖИЗНИ РАБОТНИКОВ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ И НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ СЕВЕРА.

1.1 Добыча полезных ископаемых в северных регионах России.

1.2 Условия освоения северных месторождений в России.

1.2.1 Специфика освоения северных газовых месторождений, обусловленная территориально-экономическими факторами.

1.2.2 Особенности реагирования окружающей среды на Севере на техногенное воздействие.

4 1.3 Условия труда и жизни на Севере и их влияние на здоровье человека.

1.4 Методы оценки эколого-технической опасности окружающей среды.

1.4.1 Методика расчета интегрального показателя уровня жизни населения.

1.4.2 Методика количественной оценки популяционного и единичного ущерба.

1.4.3 Нормативная оценка условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса (Руководство Минздрава РФ р 2.2.755-99).

1.4.4 Методика оценки эколого-профессионального риска на основе единого индекса вреда популяционному здоровью.

1.4.5 Методика оценки экологической обстановки Б.С. Доброборского.

1.4.6 Матричная модель оценки безопасности организма человека.

1.4.7 Методика статистического группирования объектов.

ГЛАВА 2 ВЛИЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА РАБОТНИКОВ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ СЕВЕРА.

2.1 Характеристика добывающих предприятий топливно-энергетического комплекса северных регионов России.

2.2 Основные природные и техногенные факторы безопасности жизнедеятельности при разработке нефтегазовых месторождений.

2.2.1 Экологическая среда проживания человека в Ямало-Ненецком автономном округе.

2.2.2 Анализ состояния условий труда на рабочих местах в филиалах

ООО «Уренгойгазпром».

2.3 Демографические показатели жителей поселений, участвующих в освоении

Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения.

2.4 Профессиональная и общая заболеваемость работников

ООО «Уренгойгазпром» и ОАО «Воркутауголь».

2.5 Аварийность и травматизм на предприятиях по добыче топливно-энергетических ресурсов.

ГЛАВА 3 ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ЭКОЛОГО

ТЕХНИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЧЕЛОВЕКА - ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО

ПОТЕНЦИАЛА ОРГАНИЗМА.

3.1 Классификация факторов окружающей среды при оценке' воздействия на организм человека.Д.;.—.

3.2 Анализ методик суммирования воздействия стресс-факторов окружающей среды на организм.

3.3 Критерии оценки условий окружающей среды.

3.4 Психосоматические взаимодействия в организме человека в суровых условиях Севера.

3.5 «Эталонная» модель оценки психофизиологического состояния организма человека. Психофизиологический потенциал организма.

3.6 Оценка изменения психофизиологического потенциала человека.

3.7 Обзор методик определения функционального и биологического возраста человека.

3.7.1 Показатели для оценки биологического возраста.

3.7.2 Методики для оценки биологического возраста.

3.8 Программа и методика исследований для обоснования методики комплексной оценки психофизиологического потенциала человека.

3.8.1 Принципы проведения исследования.

3.8.2 Методика обследования.

3.8.3 Обработка результатов обследования.

3.8.4 Методика статистического группирования объектов.

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ ЧЕЛОВЕКА.

4.1 Экспериментальная проверка интегрального метода оценки состояния здоровья человека.

4.2 Анализ зависимости функционального состояния организма от природно-климатических условий.

43 Классификация испытуемых методом кластерного анализа.

4.4 Экспресс-методика систематической оценки состояния здоровья работников добывающих предприятий Севера.

4.5 Разработка рекомендаций по защите и сохранению здоровья работников северных горнодобывающих предприятий.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование методики оценки воздействия эколого-технической среды на работников горнодобывающих предприятий Севера»

Анализ различных вариантов развития энергетики России показывает, что центры добычи твердых полезных ископаемых, нефти и газа перемещаются в новые северные неосвоенные районы с более сложными горногеологическими и природно-климатическими условиями.

Помимо непосредственного изменения физико-химических свойств природных сред, главным последствием процессов техногенеза является неблагоприятное воздействие связанного с этим снижения качества окружающей среды на здоровье человека. Особую актуальность эта проблема приобретает для работников горнодобывающих, нефте- и газодобывающих отраслей, связанных с труднодоступными и сложными по климатическим условиям регионами.

На северных месторождениях существует масса вредных факторов, неустранимых в силу сочетания особенностей климата и технологического процесса, в связи с чем, мероприятия по профилактике и реабилитации работников должны находиться в сфере особого внимания. Новым качеством профилактики, позволяющим увеличить ее эффективность, должна стать адресность. Основной проблемой является отсутствие системы мониторинга здоровья человека, позволяющей контролировать состояние его жизненных функций, ход процесса адаптации, и выявлять негативные сдвиги в донозологической фазе с целью направления на более детальную диагностику и назначения реабилитационных мер. Необходима разработка методики экспресс-оценки психофизиологического состояния организма для систематического контроля здоровья работника в условиях субэкстремальной окружающей среды.

Различным аспектам проблемы жизни и работы, человека при отработке месторождений Севера посвящены исследования таких ученых, как Н.А. Агад-жанян, B.JI. Хрущев, С.И. Квашнина, В.П. Казначеев, А.А. Келлер, Т.Н. Шишкина, В.С.Аверьянов, Ю.В. Шувалов, С.А. Харалдсон. В работе был также использован опыт таких крупных ученых, как JI. М. Белозерова, В.П. Войтенко, А.А. Подколзин, В.Н. Крутько и др.

В настоящее время для оценки эколого-технической безопасности человека используются модели, базирующиеся на анализе отдельных групп факторов - риск травматизма, риск заболеваемости и профзаболеваемости. Разработанные на сегодняшний день методики разрозненны и не учитывают особенности взаимодействия групп факторов. Новизна предлагаемых решений заключается прежде всего в выработке единого комплексного показателя психофизиологического состояния организма.

Цель работы: Повышение эколого-технической безопасности и продление периода активной жизни и работы трудящихся горнодобывающих предприятий Севера путем обеспечения обоснованного выбора мер по защите работников от воздействия окружающей среды, по профилактике и реабилитации их здоровья.

Задачи исследования

1. Анализ современного состояния эколого-технической безопасности человека в горнопромышленных регионах Крайнего Севера, и проблемы ее количественной оценки.

2. Исследование психосоматических взаимодействий в организме человека и закономерностей его реакции на воздействие стресс-факторов окружающей среды.

3. Анализ данных о спортивных достижениях в различных возрастных группах с целью обоснования интегрального критерия оценки психофизиологического состояния организма.

4. Выбор методов суммирования многофакторного воздействия на организм и разработка методики оценки психофизиологического состояния человека на основе экспресс-тестирования психофизических возможностей организма.

5. Лабораторные исследования функционального состояния людей различных возрастов и условий жизни. Разработка системы количественного нормирования и оценки психофизиологического состояния человека. Оценка адекватности и точности методики.

6. На основе экспериментальных данных анализ зависимости психофизиологического состояния человека от природно-климатических параметров окружающей среды.

Идея работы: В основу методики оценки воздействия окружающей среды на человека должен быть заложен комплексный показатель, характеризующий результирующее функциональное (психофизиологическое) состояние его организма в данных условиях.) состояние его организма в данных условиях.

Научная новизна

• Предложен единый интегральный критерий оценки состояния организма - психофизиологический потенциал человека, позволяющий комплексно оценить состояние организма в целом, не разбивая его на отдельные функции благополучия.

• Установлена закономерность динамики психофизиологического потенциала человека в функции времени жизни, позволяющая оценивать состояние общее организма, и его изменение, зависящие от условий окружающей среды.

Защищаемые научные положения:

1. Освоение месторождений полезных ископаемых в Северных регионах связано с интенсивным изменением уязвимой природной среды и повышением ее негативного влияния на человека, которое, в сочетании со сложными климатогеографическими условиями, повышенной тяжестью и напряженностью труда, вызывает «психофизиологически неделимые» последствия для организма, выражающиеся в снижении его жизненных функций, продолжительности активного периода жизнедеятельности и самой жизни.

2. Функциональное состояние человека характеризуется психофизиологиче-^ ским потенциалом, который отражает результативность функционирования организма, а динамика его в безразмерной форме при нормальном течении жизни идентична для различных индивидуумов, что позволяет нормировать состояние организма по соответствию потенциала «эталонным» значениям.

3. Мультипликативная модель сложения функций благополучия организма с удовлетворительной точностью описывает результирующее состояние здоровья человека и является рациональной основой для предлагаемой методики комплексной оценки психофизиологического состояния работника, учитывающей влияние природных и техногенных факторов окружающей среды и эффективность реабилитационных мероприятий. Методы исследований включали:

• Анализ литературных, фондовых данных и данных статистики о заболеваемости, травматизме и условиях жизнедеятельности на предприятиях ОАО "Газпром", ОАО "Воркутауголь".

• Математическую обработку данных о спортивных достижениях в различных возрастных группах и видах спорта.

• Лабораторные исследования и тестирование выборки трудоспособных работников. Статистический и математический анализ результатов, и сопоставление их с данными об условиях жизни обследуемых.

Практическая значимость работы

• Использование полученной зависимости динамики «эталонного» психофизиологического потенциала человека в течение жизни позволяет выявлять нарушения в функционировании организма работника, связанные с воздействием факторов эколого-технической среды, в донозологической стадии и обоснованно разрабатывать меры по защите и реабилитации здоровья трудящихся.

• Предлагаемая методика экспресс-оценки состояния организма позволяет осуществлять эту оценку при наличии пропусков и неполноты исходных данных, а также разрешает гибкий выбор состава обследования, в зависимости от задач и индивидуальных характеристик испытуемой группы.

Реализация результатов работы: Методика оценки эколого-технической опасности окружающей среды принята к внедрению на ООО «Уренгойгазпром» для создания системы контроля воздействия природно-технических условий на здоровье работников.

Достоверность и обоснованность научных положений и результатов подтверждается значительным объемом фактического материала и экспериментальных наблюдений, использованием современных методов математического анализа и компьютерной обработки, подтверждением результатов исследований сходимостью данных о психофизиологическом состоянии обследуемых, полученных разными методами.

Апробация диссертации: содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных конференциях молодых ученых и студентов С1111 И «Полезные ископаемые России и их освоение» (СПб, 19992003 г.г.), Всероссийских конференциях МТТУ «Неделя горняка» (Москва, 2002-2004 гг.), «Безопасность и экология технологических процессов и производств» (п.Персиановский, 2004), , Международных конференциях «Севергео-экотех» (Ухта, 2004), «Перспективы развития естественных наук в высшей школе» (Пермь, 2004), и др. Личный вклад:

• Постановка задач и разработке методов исследований;

• Анализ состояния экологической и производственной безопасности в горнопромышленных регионах Севера;

• Разработка «эталонной» модели оценки состояния организма, обоснование показателя психофизиологического потенциала человека;

• Проведение лабораторных исследований и обработка результатов;

• Разработка методики оценки психофизиологического потенциала человека и основ его прогноза под воздействием негативных факторов;

• Разработка рекомендаций по применению методики, защите и реабилитации здоровья работников горнодобывающих предприятий Севера.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ.

Z73

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 236 страницах машинописного текста, содержит 4 главы, 6 приложений, введение и заключение, список использованной литературы из 114 именований, 97 рисунков и 41 таблицу.

Заключение диссертации по теме «Геоэкология», Михайлова, Надежда Викторовна

Выводы

1. Последствия воздействия негативных факторов при работе в Заполярье являются "психофизиологически неделимыми" и проявляются в возникновении психосоматических изменений и расстройств, что требует введения единого комплексного показателя для оценки состояния психических, вегетативных и соматических функций организма.

2. В качестве меры эколого-технической опасности окружающей среды для работника может быть использован безразмерный показатель, отражающий способность организма эффективно функционировать - психофизиологический потенциал человека, численно определяемый как отношение реального психофизиологического потенциала организма в данных условиях к эталонному (максимально возможному для данной популяционной группы): Ппф=Ппф/Пэ.

3. Исследования показали, что динамика изменения психофизиологического потенциала человека в течение жизни в отсутствие экстремальных внешних воздействий и резкой декомпенсации функционирования систем организма идентична для индивидуумов и количественно описывается «эталонной» кривой изменения психофизиологического потенциала, обезразмеренной по времени, с заданным градиентом на любом временном отрезке.

4. Полученная зависимость психофизиологического потенциала от возраста подтвердила наличие в онтогенезе «переломных» периодов, в которые происходит перестройка функционирования организма, и выявить соответствующий им возраст: 20, 30, 45 и 58 лет. В указанные периоды функционирование организма наиболее неустойчиво, поэтому в этот момент рекомендуется более тщательный медицинский контроль, дополнительные щадящие компенсационные мероприятия, избегание сильных стрессов и резкой смены условий.

5. В качестве удобного способа оценки функционального состояния работника при минимальном числе обследований рекомендуется сравнение линейного градиента его психофизиологического потенциала Э с градиентом линейных зависимостей на эталонной кривой. Участки резкого отклонения градиента психофизиологического потенциала от «эталонного» (увеличения скорости падения Ппф) сигнализируют об угрозе для жизни, даже в отсутствие видимых серьезных заболеваний.

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

4.1 Экспериментальная проверка интегрального метода оценки состояния здоровья человека

Для исследования изменения функционального состояния организма и проверки экспресс-методики его оценки, были обследованы 2 группы людей: студенты СПГТИ (180 человек) и преподаватели СПГГИ различных возрастных групп (30 человек).

Фиксировались следующие показатели:

1. ВРИ (Весово-размерный индекс) - отношение вес/рост, г/см;

2. Систолическое артериальное давление, мм рт. ст.;

3. Диастолическое артериальное давление, мм рт. ст.;

4. Систолическое артериальное давление на пике нагрузки, мм рт. ст.;

5. Диастол ическое артериальное давление на пике нагрузки, мм рт. ст.;

6. ЧСС (частота сердечных сокращений), уд/мин;

7. Сила кисти правой и левой руки, кг;

8. ЖЕЛ (жизненная емкость легких), мл;

9. Проба Штанге (задержка дыхания после вдоха), с;

10. ЗМР (простая зрительно-моторная реакция) или реакция выбора, мс;

11. Расстояние, покрытое за 5 минут на велотренажере в произвольном режиме при нагрузке 1 Вт/1 кг массы тела, м;

12. Расстояние, покрытое с максимально возможной скоростью за 5 минут на велотренажере при нагрузке 1,4 Вт/1 кг массы тела L2, м;

13. Показатель физической работоспособности при частоте сердечных сокращений 170 уд/мин PWCno;

14. Восстановление пульса за 2 мин после нагрузки длительностью 5 мин ~1 Вт/кг массы тела;

15. МПК (максимальное потребление кислорода);

16. Тест на умственную работоспособность (проба Шульте), с;

17. дистанция, преодолеваемая с максимальной скоростью в присутствии сенсорных и психических стрессоров (за 5 минут при нагрузке 1 Вт/кг) Lb м.

Для измеренных показателей исследовалась зависимость их значения от функционального состояния человека (психического и физического). Выбраны следующие относительные характеристики состояния здоровья:

1. Количество дней с нетрудоспособностью;

2. Группа здоровья;

3. Наличие и число хронических заболеваний;

4. Частота возникновения простудных заболеваний;

5. Успеваемость студентов;

6. Частота обращения к врачу;

7. Уровень физического развития и тренированности.

Данные о состоянии здоровья обследуемых получены на основании анкетирования (прил. 1) и при анализе медицинских карт испытуемых.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой решена актуальная задача создания методики количественной оценки воздействия эколого-технической среды на человека при добыче топливно-энергетических ресурсов Севера.

Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы.

1. ООО «Уренгойгазпром» и ОАО «Воркутауголь» являются мощными добывающими предприятиями, и формируют особое эколого-техническое пространство, характеризующееся, с одной стороны, негативным воздействием на природные экосистемы, с другой - сложными, близкими к экстремальным условиями жизнедеятельности человека. Это делает данные природно-антропогенные комплексы репрезентативными модельными объектами для оценки влияния эколого-технической среды на здоровье работников северных горнодобывающих предприятий.

2. Реакция организма на негативное воздействие окружающей среды является «психофизиологически неделимой», в связи с чем, выявление чрезмерной напряженности и истощения регуляторных механизмов требует комплексного подхода.

3. Определение направлений снижения эколого-техногенной нагрузки на работников добывающих предприятий следует осуществлять в следующих направлениях: 1) профессиональный отбор; 2) систематический мониторинг состояния здоровья; 3) минимизация действия стресс-факторов; 4) разработка реабилитационных и компенсационных мероприятий при невозможности ликвидации негативного воздействия.

4. Основным свойством защитных и реабилитационных мероприятий на предприятии должна стать их адресность — то есть направленность на конкретного работника с учетом его индивидуального статуса. Для обоснования целесообразности и обеспечения своевременности разработки каких-либо мер необходимо создание экспресс-методики оценки психофизиологического состояния сотрудника.

5. В качестве меры эколого-технической опасности окружающей среды для работника предложен показатель, отражающий благополучие организма в данных условиях - результативность функционирования - безразмерный психофизиологический потенциал человека, численно определяемый как отношение реального психофизиологического потенциала организма в данных условиях к эталонному (максимально возможному для данной популяционной группы): Ппф=ппф/пэ.

6. Исследования показали, что динамика изменения психофизиологического потенциала в течение жизни в отсутствие экстремальных внешних воздействий и резкой декомпенсации работы систем организма идентична для индивидуумов и количественно описывается «эталонной» кривой, обезразмеренной по времени, с заданным градиентом на любом временном отрезке.

7. Экспериментальные данные свидетельствуют об удовлетворительной точности описания функционального состояния человека мультипликативной моделью сложении факторов, о состоятельности предложенной на ее основе методики и пригодности ее для контроля изменения состояния организма работников под воздействием стрессоров внешней среды до развития выраженного заболевания.

8. Выявлены количественные закономерности между психофизиологическим состоянием человека и природно-климатическими условиями жизни. В частности, наиболее тесная связь установлена с контрастностью смены астроклиматогеографических параметров, особенно по фактору «нестабильность».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Михайлова, Надежда Викторовна, 2005 год

1. Крючков В.В. Север на грани тысячелетий. - М.: Мысль, 1987. - 220 с.

2. Малышев Ю.Н. Минерально-сырьевая база угольной промышленности как основа ее рентабельной работы // Доклад на общем собрании РАН 24 марта 1998 г., Москва, 1998. - 15 с.

3. Чочиа Н.Г. Стратегия нефтегазопоисковых работ в пределах России и СНГ до 2000 года. // Международный симпозиум «Топливно-энергетические ресурсы России и других стран СНГ», СПб.: СПГГЩТУ), 1995. - с.23-30.

4. Козловский Е.А., Щадов М.И. Минерально-сырьевые проблемы национальной безопасности России. М.: МГУ, 1997. - 189 с.

5. Газпром. Годовой отчет 2003. М., 2004. - 56 с.

6. Гриценко А.И, Истомин В.А., Кульков А.Н., Сулейманов Р.С. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России М., 1999.-307 с.

7. Агранат Г.А. Использование ресурсов и освоение территории зарубежного Севера. М.: Наука, 1984. - 170 с.

8. Вяхирев Р.И. Состояние и перспективы развития газовой промышленности России. // Учебное пособие. СПб.: СПГГЩТУ), 1998 - с.76-82.

9. Богомазов В.М., Кирюков В.В. Ресурсная база угольно промышленности России и сопредельных государств. // Международный симпозиум «Топливно-энергетические ресурсы России и других стран СНГ», СПб.: СПГГЩТУ), 1995. - С. 99-105.

10. Торлопов В.А. Печорский угольный бассейн. Стратегия развития // Уголь, № 08-2002. С. 54-58.

11. Экгардт В.И. Организация добычи, переработки и использования ресурсов Воркутского угольного месторождения в условиях новой энергетической политики: Дисс. докт. техн. наук СПб., 2003. - 378 с.

12. Крылов Д.А. Угольная и газовая промышленность России: воздействие на человека и природу // «Энергия», 2003. N 9. С. 16-22.

13. Государственная сводная программа экономического и социального развития Севера России. М.: Госкомстат, 1993. - 46 с.

14. Агранат Г.А. Север: Новые проблемы и возможности. Наука о земле. О развитии высокоширотных районов. М., 1984. - 107 с.

15. Агранат Г.А. Возможности и реальности освоения Севера: глобальные уроки. М.: ВИНИТИ, 1992. - 157 с.

16. Григорьев А.А. Типы географической среды. Избранные теоретические работы. М.: Знание, 1970. - 211 с.

17. Западная Сибирь: итоги вахтово-экспедиционного метода за 10 лет // Нефтяное хозяйство, 1988. № 1. С. 27-38.

18. Каганович С.Я., Опаловская Л.А. Вахтово-экспедиционный метод организации работ при глубоком разведочном бурении на нефть и газ. М.: ВИЭМС, 1998.-350 с.192223,24,25,25,26,27,28,29,30,31,32.