Міністерство освіти і науки України

Чернігівський державний технологічний університет

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до лабораторних робіт з дисципліни “Безпека життєдіяльності”

для самостійної роботи студентів механічних та технологічних

спеціальностей

Затверджено на засіданні кафедри машин та апаратів виробництв хімічних волокон і текстильної промисловості,

прот. № 14 від 21.05.2003р.

Чернігів ЧДТУ 2003

Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни “Безпека життєдіяльності” для самостійної роботи студентів механічних та технологічних спеціальностей /Укл.: Старчак В.Г., Костенко І. А., Цибуля С. Д., Мартинюк О. Г., Буяльська Н. П. – Чернігів: ЧДТУ, 2003.– 90 с.

Методичні вказівки до лабораторних робіт (ЛР) з дисципліни “Безпека життєдіяльності” містять 9 лабораторних робіт, в яких розглянуто окремі аспекти забезпечення нормальних умов життєдіяльності людини під час її трудової та іншої діяльності. Експериментальній частині ЛР передують короткі теоретичні відомості, які будуть сприяти самостійній роботі (СР) студентів над основними розділами курсу БЖД при підготовці до лабораторного практикуму.

Укладачі: Старчак Валентина Георгіївна, доктор технічних наук,

професор

Костенко Ігор Андрійович, кандидат технічних наук,

старший викладач

Цибуля Сергій Дмитрович, кандидат технічних наук,

доцент

Мартинюк Олександр Григорович, кандидат технічних наук,

доцент

Буяльська Наталія Павлівна, аспірант

Відповідальний за випуск: Чередніченко Петро Іванович, завідувач кафедри машин і апаратів виробництв хімічних волокон і текстильної промисловості, доктор технічних наук, професор

Рецензент: Сиза Ольга Іллівна, доктор технічних наук,

професор

І БЖД в повсякденних умовах. Техногенна небезпека

Лабораторна робота №1

1 Дослідження інгредієнтного та параметричного (емп – мп) забруднення за допомогою датчиків

1.1 Мета роботи

1.1.1 Оцінити ступінь небезпеки для організму людини сполук міді та заліза.

1.1.2. Встановити небезпечну зону впливу електромагнітного випромінювання.

1.2 Короткі теоретичні відомості

Людина і здоров’я є найбільшою цінністю держави. Держава в свою чергу прикладає всі зусилля для забезпечення нормальних умов життєдіяльності людини і збереження здоров’я нації [1–8]. Найбільшу шкоду здоров’ю людини завдають техногенні забруднення біосфери, в особливості інгредієнтні (шкідливі речовини внаслідок спалення мінерального палива, викиди ДВЗ, відходи металургії, хімічної, гірничої промисловості тощо) та параметричні (шум, вібрація, електромагнітні поля, іонізуючі випромінювання тощо). Наслідки дії цих забруднень проявляються в раптовому погіршенні здоров’я людей та виникненні у них хронічних захворювань [1-5, 9-18].

1.2.1 Небезпека сполук міді та заліза для організму людини

Мідь та її сполуки. Річний об’єм техногенних надходжень в довкілля складає: атмосфера – 56000 т, водойми – 171000 т, грунт – 155000 т. Основні джерела надходження – підприємства кольорової металургії, транспорт, мідьвмісні добрива та пестициди, процеси зварювання, гальваніка, спалювання кам’яного вугілля.

Мідь відноситься до групи високотоксичних металів, здатних викликати гостре отруєння, має широкий спектр токсичної дії з різноманітними клінічними проявами. Головну роль в механізмі токсичної дії міді грає здатність її іонів блокувати SH–групи білків, в особливості ферментів. Порогова доза Cu²⁺ за впливом на масу тіла складає 45,4 мг/кг.

При надходженні до організму людини у великій кількості з їжею чи водою сполуки міді викликають гострі отруєння. Перші ознаки отруєння полягають в появі металічного присмаку у роті, нудоті, переймоподібних болях у шлунку, проносі з домішками крові. Наслідки отруєння – ураження печінки, гемолітична анемія, гематурія, некротичний нефроз, крововиливи у слизову оболонку, смерть. Гострі отруєння можливі при концентраціях міді у воді 4–80 мг/л, їжі –50–250 мг/кг.

При хронічній інтоксикації міддю та її сполуками в концентраціях

більших ГДК (табл. 1.1) можливі функціональні розлади нервової системи, печінки та нирок, поява виразок та перфорація носової перетинки. У людей, які працюють на виробництвах, пов’язаних з виробництвом міді та деталей з неї, зареєстровані церебральні ангіоневрози, зниження фагоцитарної активності лейкоцитів, захворювання шлунково-кишкового тракту (ШКТ), збільшення розмірів печінки, вміст міді в крові збільшується на 28-38%. При попаданні сполук міді на шкіру можуть виникнути дерматити.

Залізо та його сполуки. Річний об’єм техногенних надходжень в довкілля складає близько 1,5 млн. т. Основні джерела надходження – підприємства чорної металургії, машинобудування, транспорт, внаслідок процесів пов’язаних з корозією металів.

Сполуки двовалентного заліза мають загальний токсичний характер дії. Причому хлориди є більш токсичними ніж сульфати. Трьохвалентні сполуки заліза менш токсичні по відношенню до двохвалентного, але діють припалюючим чином на шлунковий тракт та викликають блювання. Fe₂O₃ у формі аерозолів чи пилу може відкладатися в легенях, викликаючи розвиток специфічного захворювання – сидероза. В легенях спостерігаються зміни у вигляді вузелково-сітчатого пневмоконіоза. Наслідками цього є можливість захворювання на бронхіт, початкову енфізему, сухий плеврит, а в деяких випадках призводить до виникнення онкологічних захворювань. Відомі випадки “залізної лихоманки” у електрозварювальників. Симптоми – втома, лихоманка (температура тіла зростає до 38,3–39,3⁰С), лейкоцитоз. Внаслідок попадання на шкіру рук та обличчя сполук заліза можуть утворюватись жовті плями, які з часом проходять. Гранично допустимі концентрації сполук заліза наведені в табл. 1.1 [12, 13, 15-17].

Таблиця 1.1 – Гранично-допустимі концентрації сполук міді та заліза

Спо-луки	Повітря			Водойми культ.-побут., госп.-питн. призначення		Грунт		Харчові про-дукти
	ГДКрз, мг/м^3	ГДКсд, мг/м^3	Характер дії	ГДК, мг/л	ЛПШ	ГДК, мг/кг	ЛПШ	ГДК, мг/кг
Cu^2+	1,0	0,002	загально- токс.	0,1	органо- лепт.	3	загальносан.	0,5
Fe^3+	6,0	0,04	загально-токс.	0,3	органо-лепт.	60	загальносан.	5,0

1.2.2 Небезпека електромагнітних випромінювань.

Електромагнітні поля (ЕМП) виникають при генерації, передачі використанні електромагнітних коливань (індукційний нагрів, робота трансформаторів, підсилювачів потужності, антен тощо). Вони поширюються у вигляді хвиль з певними параметрами – , f , v (у повітрі v дорівнює швидкості світла) Е, Н, ГПЕ [1-5, 9-14].

Антропогенні джерела ЕМП бувають трьох видів:

1. Точечні (радіо–, телецентри).

2. Вузлові (промислові установки, радіолокаційні станції).

3. Лінійні (лінії електропередачі – ЛЕП, мережі електрифікованого транспорту).

У джерел ЕМП розрізняють ближню (індукції) і дальню (випромінювання) зони впливу. Ближня зона реалізується на відстанях r /(2), де ЕМП ще не повністю сформувалося. Внаслідок цього одна з складових поля кількісно значно менше іншої (як правило це магнітна складова – іЗ. напруженістю Н, А/м), тому частіше вплив ЕМП на людину і довкілля характеризується напруженістю електричної складової – Е, В/м (5–8 радіочастотні діапазони, табл. 1.2). У дальній зоні випромінювання ( r /(2)) ЕМП повністю сформувалося, обидві складові чітко виражені і тому у 9–11 радіочастотних діапазонах ЕМП оцінюють за поверхневою густиною потоку енергії – ГПЕ , Вт/м².

Якщо одночасно діють декілька джерел ЕМП в одному діапазоні, розрахунок ведуть за формулами:

Е²_=Е²_і (1.1), Н²_=Н²_і (1.2), ГПЕ_=ГПЕ_і (1.3)

Ступінь і характер впливу ЕМП на організм людини визначається: довжиною хвилі, інтенсивністю випромінювання, режимом опромінення (безперервне чи переривчасте), тривалістю впливу, розміром поверхні тіла, що опромінюється, індивідуальних властивостей людини, наявністю зовнішніх небезпечних факторів (іонізуюче випромінювання, шум, вібрація).

Електричні поля обумовлюють наведення потенціалів на металічних предметах, людині, ізольованих від землі. Різниця потенціалів може досягати 15 кВ. ЕМП промислової частоти негативно впливають на центральну нервову та серцево–судинну системи, змінюють артеріальний тиск і пульс, викликають серцебиття, аритмію, зміни в печінці, нирках, легенях, підшлунковій залозі. Найбільш шкідлива електрична складова.

ЕМП радіочастотного діапазону здійснюють на людину тепловий вплив, призводять до структурних та функціональних змін в організмі. При впливі ЕМП на організм відбувається поглинання енергії поля тканинами тіла людини. При довжині хвилі, порівняльній з розмірами тіла людини чи його окремих органів, утворюються стоячі хвилі, що призводить до концентрації теплової енергії. Тепловий вплив характеризується підвищенням температури тіла, локальним нагрівом тканин, а також окремих органів і клітин. Особливо небезпечний нагрів органів зі слабким терморегулюванням (мозок, око, органи ШКТ).

ЕМП змінюють орієнтацію клітин чи ланцюгів молекул у відповідності з напрямком силових ліній поля, послаблюють біохімічну активність білкових молекул, призводять до зміни структур клітин крові, її складу, ендокринної системи, викликають катаракту, трофічні захворювання (випадання волосся, ламкість нігтів), опіки, омертвіння тканин організму. Ймовірно виникнення шкірної хвороби під назвою “ефект перлинної нитки”, яке проявляється в ряді послідовно розміщених пухирців на шкірі, наповнених рідиною.

Систематичний вплив ЕМП може викликати функціональні зміни в стані нервової, серцево-судинної систем, що виявляється в підвищенні втомлюваності, порушенні сну, гіпертонії чи гіпотонії, з’являються болі в області серця, виникають нервово-психічні розлади.

Використання засобів захисту від негативної дії ЕМП визначається характеристикою джерел за частотою. Головний засіб захисту – захист відстанню (табл. 1.3). Застосовується також захист часом – обмеження часу перебування людини в зоні впливу ЕМП. Широке застосування дістав захист екрануванням – за допомогою відбивальних та поглинальних екранів. Екрануючу здатність екрану (е, дБ) можливо оцінити за формулами:

е=20lg(Е_зовн/Е_внутр) (1.4), е=20lg(Н_зовн/Н_внутр) (1.5), е=20lg(ГПЕ_зовн/ГПЕ_внутр) (1.6)

Завдяки екрануючій здатності житлової будівлі напруженість електричної складової ЕМП практично повністю зменшується до рівнів, безпечних для людини, магнітна складова фактично не екранується, кратність послаблення ГПЕ наведена в табл. 1.4. Матеріали, фарби для стін не однаково відбивають електромагнітні хвилі, наприклад, масляна фарба відбиває до 30 % електромагнітної енергії в сантиметровому діапазоні. Дуже малу відбивальну властивість мають вапняні покриття. Тому для стель бажано використовувати вапняну або крейдову побілку.

Для захисту від ЕМП промислової частоти необхідно збільшувати висоту підвіски фазних дротів, зменшувати відстань між ними (зниження Е в 1,6-1,8 рази). Екранування залізобетонними конструкціями знижує рівні ЕМП в 1,5–2 рази, а багаторядні зелені насадження (в 15–20 м) – на 10–15%.

Для обмеження рівнів ЕМП, які діють на людину у виробничому середовищі застосовують:

1. екранування обладнання, що є джерелом ЕМП відбивальними екранами (з магнітних матеріалів – сталь, пермалой, ферити і немагнітних – мідних, цинкових, латунних, свинцевих, алюмінієвих) і поглинальними (гума, поролон, волокнисті матеріали);

2. поглиначі потужності – спеціальні облицювання на основі матеріалів з високим вмістом вуглецю;

3. раціональний вибір типу обладнання;

4. засоби індивідуального захисту – спецодяг з металізованої тканини, окуляри ОРЗ–5, ЗП –5–90 (із скла з прозорою плівкою SnO₂).

Гранично допустима напруженість постійного електричного (електростатичного) поля Е_доп, кВ/м визначається в залежності від часу опромінення t, год.: Е_доп=60/t^0,5 , (1.7)

а для промислової частоти:

Е_доп=50/(t+2) . (1.8)

Таблиця 1.2 – Радіочастотні діапазони (МКР)

Діапазон	f		Назва діапазону	Позначення	Характеристика
5	30...300 кГц	10^4...10^3 м	кілометрові хвилі, низькі частоти	НЧ	Е, В/м Н, А/м
6	300...3000 кГц	10^3...10^2 м	гектаметрові хвилі, середні частоти	СЧ
7	3...30 МГц	10^2...10 м	декаметрові хвилі, високі частоти	ВЧ
8	30...300 МГц	10...1 м	метрові хвилі, дуже високі частоти	ДВЧ
9	300...3000 МГц	1...0,1 м	дециметрові хвилі, ультрависокі частоти	УВЧ	ГПЕ, Вт/м^2
10	3...30 ГГц	10...1 см	сантиметрові хвилі, надвисокі частоти	НВЧ
11	30...300ГГц	1...0,1 см	міліметрові хвилі, вкрайвисокі частоти	ВВЧ

Таблиця 1.3 – Розмір санітарно захисної зони (СЗЗ) для населення, телецентри (СН 3850 – 85)

Потужність передавача, кВт	5	27	50
Ширина СЗЗ, км	0,5	1...1,5	1,5...2

Таблиця 1.4 – Екрануюча здатність будівельних конструкцій, е (дБ)

Екрани	, см
	3	10
Цегляна стіна , 70 см	21	16
Міжповерхові перекриття	22	2
Оштукатурена стіна будівлі	12	8
Вікна з дверними рамами	18	7

Напруженість постійного магнітного поля не повинна перевищувати

8 кА/м, а магнітних полей промислової частоти (А/м):

Н=810³exp(–1,35lg(f+1)), (1.9)

де f – частота, Гц.

Допустимий час опромінення людини t_доп, год.: