Параметры и виды воздействия потоков на человека

В любой точке жизненного пространства с координатами х, у, zмассовые, энергетические и информационные потоки могут оказы-вать воздействиеЕ. Это воздействие на объект (человек и др.) опреде-ляется его интенсивностьюI длительностью экспозиции(тау), т. е.

Потоки энергии и информации воздействуют на человека непосредственно, поэтому их влияние оценивают величинами Iэ и Iи, а потоки веществ практически всегда воздействуют на человека через изменение концентрации этих веществ в жизненном пространстве. В этом случае допустимое количество i-го вещества G_i, которое можно ввести в объем V помещения из условия отсутствия в нем недопус-тимого загрязнения i-м веществом, определяют по формуле

Американский зоолог В. Шелфордв начале ХХ в. сформулировалзакон толерантности:

«Лимитирующим фактором процветания по-пуляции (организма) может быть как минимум, так и максимум эко-логического воздействия, а диапазон между ними определяет величи-ну выносливости (предел толерантности) организма к заданному фактору»

Толерантность— способность организма переносить неблаго-приятное влияние того или иного фактора среды.

В зависимости жизненного потенциала от интенсивности фактора воздействия можно выделить несколько ЗОН ИНТЕНСИВНОСТИ:

- зона оптимума (1) с точкой комфорта(точка максимума —жизнен-ного потенциала)

- зоны допустимыхзначений (2) фактора воздействия являются областьюнормальной жизнедеятельности,

- зоны угнетения (3 – между зон 2 и 4), имеющие боль-шие отклоненияфактораот оптимумаи находящиеся дальше зон допустимой жизнедеятельности (2);

- зоны гибели (4), находящиеся запределами границзон угнетения (3)и в которыхсущество-вание организма невозможно.

Пре-делы толерантности по фактору воздействия совпадают со значения-ми минимума и максимума фактора (зона жизни- 5 - в пределахзон угнетения).

Пример 1. В естественных условиях на поверхности Земли темпе-ратура атмосферного воздуха изменяется от — 88 до + 60⁰С, в то время как температура внутренних органов человека за счет терморегуля-ции его организма сохраняется комфортной, близкой к 37⁰С.

При выполнении тяжелых работ и высокой температуре окружающего воздуха температура тела может повышаться на 1...2 ⁰С. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек,— 43⁰С, минимальная — + 24⁰С.

Температура воздуха в рабочих и жилых помещениях, на улицах и в природных условиях существенно влияет на состояние организма человека, изменяя его жизненный потенциал. При низких температу-рах нам холодно, при высоких — жарко. При температуре воздуха бо-лее 30 ⁰С работоспособность человека значительно падает.

У человека существует зависимость комфортных температур окружающей среды от категории тяжести выполняемых работ (легкая, средняя, тяжелая), от периода года и некоторых других параметров микроклимата. Для легкой работы - комфортнаятемпература летом составляет 23...25⁰С, зимой -22…-24⁰С; для занимающегося тяже-лым физическим трудом, летом: 18... 20⁰С, зимой:-6…-18⁰С.

На рис. 1.2 показана зависимость жизненного потенциала человека от изменения температуры окружающего его воздуха при длительном выполнении легких работ.

Отклонения температуры среды от комфортных значений на 2...5 ⁰С (зона II) считаютсядопустимыми, посколькуне оказывают влияния на здоровьечеловека, а лишьуменьшают производитель-ностьего деятельности.

Дальнейшие отклонения температуры окружающего воздуха от допустимых значений (опасная зонаIII) сопровождаютсятяжелыми воздей-ствиямина организм человека иухудшением его здоровья(наруше-ние дыхания, сердечной деятельности и др.).

При еще больших отклонениях температуры окружающего возду-ха от допустимых значений (зона чрезвычайной опасностиIV) возможенперегрев (гипертер-мия) илипереохлаждение (гипотермия) организма человека, а также получение имтепловых или холодовых травм.

Необходимо отметить, что классическая кривая Шелфордаимеет отношение только кприродным факторам воздействия(например, температура окружающей среды).

Факторы, полностью чуждые орга-низму, могут иметь зонукомфортности вблизи нуляинтенсивности итолько один максимальный предел воздействия.Это хорошо иллю-стрирует процесс влиянияакустических колебанийна организм че-ловека.

Пример 2. Интенсивность акустических колебанийIв атмосфер-ном воздухе (интенсивность звука) зависит отмощностиР [Вт],источ-ника звука,расстоянияRот источника до объекта воздействия (чело-века) исвойств среды (воздуха), в которой эти колебания распростра-няются.

В этом случае

I = (P . A)|( π R² . K) ; Вт/м²

где Ф — фактор на-правленности излучения звука;

К — коэффициент, учитывающий уменьшение интенсивности звука на пути его распространения за счет затухания в воздухе и на различных препятствиях:

в воздухе К = 1 при расстояниях до 50 м и при отсутствии препятствий.

Уровень звука обычно выражают в дБА и определяют по формуле:

L = 10 lg I / Io , где Io = 10 ^{- 12} , Вт/м² .

Реальные уровни звука в местах возможного пребывания человека могут изменяться в весьма широких пределах от 0 до 160 дБА и сопро-вождаются широкой гаммой ответных реакций организма человека (рис. 1.3).

При уровнях звука до 20 дБАчеловек чувствует себякомфортно (точка 1), не реагируя негативно на наличие звуков в окружающей его среде;

- уровни звука до 50 дБА(точка 2)не влияют на здоровьечелове-ка, занимающегосяинтеллектуальной деятельностью, а у людей, свя-занных сфизическим трудом, верхняя граница может быть расшире-надо 80...85 дБА(точки 2').

Эти значения уровня звука (точка 2 и 2') соответствуют предельно допустимым условиямвоздействия звука на человека в процессе его деятельности.

Дальнейший рост уровня звука свыше 85 дБАпри длительных его экспозициях (до нескольких лет) можетприводить к тугоухости, а приуровнях звука 140 дБА(точка 3) и выше возможнотравмирование человекаиз-за разрыва барабанных перепонок или контузии.

При уровнях 160 дБА(точка 4) может наступитьсмерть человека.

Из рассмотренного выше следует, что, изменяя потоки в среде обитания, можно получить ряд характерных ситуаций взаимодейст-вия в системе «человек — среда обитания», а именно:

— комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют опти-мальным условиям взаимодействия и создают:

- оптимальные условия деятельности и отдыха;

- предпосылки для проявлениянаивысшей ра-ботоспособностии, как следствие, продуктивности деятельности;

- га-рантируют сохранение здоровья человекаицелостности компонент среды обитания;

— допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье, но приво-дят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека.

Соблюдение условий допустимого взаимодействиягарантируетне-возможность возникновения и развитиянеобратимых негативных процессов у человека и в среде обитания;

— опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и ока-зывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и/или приводят к деградации природной среды;

— чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за корот-кий период времени могут привести к травме и даже ле-тальному исходу у человека, вызвать разрушения в среде обитания.

Гибель орга-низма происходит при значениях фактора воздействия, лежащих вне зонытолерантности ( т.е.происходит распад организма на простые системы).

Можно сформулировать аксиому о воздействии среды обитания на человека:

«Воздействие среды обита-ния на человекаможет бытьпозитивным или негативным,характер воздействияопределяютпараметры потоковвеществ, энергий и инфор-маций».

Применительно к любому живому телуаксиому о воздействии среды обитания на тело следует формировать так:

«Воз-действие среды обитания на живое теломожет бытьпозитивным или негативным,характервоздействия определяютпараметры потоковиспособность живого тела воспринимать эти потоки».

Из четыреххарактерных состояний взаимодействия человека со средой обитания лишьпервые два(комфортное и допустимое) соот-ветствуютпозитивным условиямповседневной жизнедеятельности, адва других(опасное и чрезвычайно опасное)недопустимыдля про-цессов жизнедеятельности человека.

При анализе процесса воздействия опасностей в системе «чело-век — техносфера» следует учитывать:

— аксиому об одновременном воздействии опасностей;

— наличие совокупного воздействияопасностейнаобъект защиты.

Аксиома об одновременном воздействии опасностей утверждает:«Потоки вещества, энергии и информации, генерируемые их источ-никами, не обладают избирательностью по отношению к объектам за-щиты и одновременно воздействуют на человека, природную среду и техносферу, находящихся в зоне их влияния».

Из этой аксиомы следует, например, что вибрация любого здания одновременно воздействует на людей, строительные материалы и конструкции, на коммуникации и устройства, находящиеся в нем.

Здесь необходимо отметить, что результат воздействия вибрации од-ной интенсивности на все находящиеся в здании объекты может быть различным (опасным или неопасным) и полностью определяется способностью объекта защиты (человек, коммуникация и т. п.) к вос-приятию возникшей в этом здании вибрации.

При оценке воздействия опасностей на объект защиты необходи-мо также учитывать, что любой объектвоспринимаетодновременновсе потокивещества, энергии и информации, поступающие в зону его пребывания в соответствии саксиомой о совокупном воздействии опасностей:

«На любой объект защиты одновременно воздействуют все потоки, поступающие из вне в зону его пребывания».

Таким образом, для современного состояния системы «человек--техносфера» характерны два виданегативных ситуаций, связанных с воздействием опасностей на человека:

I ситуация — длительное воздействиепостоянных или перемен-ных опасностей ограниченной интенсивности в локальных, регио-нальных и глобальных зонах.

Сюда входят ситуации, связанные с длительным действием опасностей на производстве, в быту и в горо-де, а также действия глобальных опасностей(потепление климата, разрушение озонового слоя, кислотные дожди, повышение радиоак-тивного фона атмосферы);

II ситуация — кратковременные воздействия импульсных опас-ностей высокой интенсивности в локальных, максимум в региональ-ных зонах.

Сюда входят ситуации, связанные с техногенными авария-ми, катастрофами и стихийными бедствиями.

3. Опасность и безопасность, системы безопасности. Понятия: опасность, вредный фактор, травмирующий фактор, потенциальная опасность, реализованная опасность, безопасность. Методы анализа опасностей.

Негативный результат опасного и чрезвычайно опасного 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 причинять ущерб самой материи: людям, природной среде, материальным ценностям.

Различают опасности естественного, техногенного и антропогенного происхождения.

Естественные опасности обусловлены климатическими и природными явлениями. Они возникают при изменении погодных условий и естественной освещенности в биосфере, а также вследствие стихийных явлений, происходящих в биосфере (наводнения, землетрясения и т.д.).

Негативное воздействие на человека и среду обитания, к сожалению, не ограничивается естественными опасностями. Человек, решая задачи достижения комфортного и материального обеспечения, непрерывно воздействует на среду обитания своей деятельностью и продуктами деятельности (техническими средствами, выбросами различных производств и т.п.), генерируя в среде обитания техногенные иантропогенные опасности.

Техногенные опасности создают элементы техносферы: машины, сооружения, вещества и т.п., а антропогенные возникают в результате ошибочных или несанкционированных действий человека или групп людей.

В настоящее время перечень техногенных реально действующих опасностей значителен и включает более 100 видов. К распространенным, имеющим достаточно высокий уровень опасности, относятся производственные опасности: запыленность и загазованность воздуха, шум, вибрации, электромагнитные поля, ионизирующие излучения, повышенные или пониженные параметры атмосферного воздуха (температуры, влажности, подвижности воздуха, давления), недостаточное и неправильное освещение, монотонность деятельности, тяжелый физический труд и др., а к травмирующим (травмоопасным) относятся: электрический ток, падающие предметы, высота, движущиеся машины и механизмы, части разрушающихся конструкций и др.

Вредный фактор - негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию.

Травмирующий (травмоопасный) фактор - негативное воздействие на человека, которое приводит к травме или летальному исходу.

В быту нас также сопровождает большая гамма негативных факторов: воздух, загрязненный продуктами сгорания природного газа, выбросами тепловых электростанций (ТЭС), промышленных предприятий, автотранспорта и мусоросжигающих устройств; вода с избыточным содержанием вредных примесей; недоброкачественная пища; шум, инфразвук; вибрации; электромагнитные поля от бытовых приборов, телевизоров, дисплеев, линий электропередач (ЛЭП), радиорелейных устройств; ионизирующие излучения (естественный фон, медицинские обследования, фон от строительных материалов, излучения приборов, предметов быта); медикаменты при избыточном и неправильном потреблении; табачный дым; бактерии, аллергены и др.

Разновидность опасностей, угрожающих личности, непрерывно увеличивается. В производственных, городских, бытовых условиях на человека воздействует одновременно, как правило, несколько негативных факторов. Комплекс негативных факторов, действующих в конкретный момент времени, зависит от текущего состояния системы "человек - среда обитания". На рис. 1.3 показана характерная суточная миграция городского жителя (сотрудника промышленного предприятия) в системе "человек - техносфера", где размер радиуса заштри

Рис. 1.3. Зависимость уровня негативных факторов, действующих на человека, от его суточной миграции:

БС - бытовая среда; ГС - городская среда; ПС - производственная среда

хованной области условно соответствует относительной доле негативных факторов антропогенного и техногенного происхождения в различных вариантах среды обитания.

Опасности по вероятности воздействия на человека и среду обитания разделяют на потенциальные, реальные и реализованные.

Потенциальная опасностьпредставляет угрозу общего характера, несвязанную с пространством и временем воздействия. 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 утверждении [1], что жизнедеятельность человека потенциально опасна. Оно 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 опасностьвсегда связана с конкретной угрозой воздействия на объект защиты (человека); она координирована в пространстве и во времени. Например, движущаяся по шоссе автоцистерна с надписью "Огнеопасно" представляет собой реальную опасность для человека, находящегося около автодороги. Как только автоцистерна исчезает из зоны пребывания человека, она становится по отношению к этому человеку источником потенциальной опасности.

Реальная опасность О может быть описана формулой (1.1) в вило

где £"пду - предельно допустимый уровень фактора воздействия.

Реализованная опасность - факт воздействия реальной опасности на человека и (или) среду обитания, приведший к потере здоровья или к смерти человека, к материальным потерям. Если взрыв автоцистерны привел к се разрушению, гибели людей и (или) возгоранию строений, то это реализованная опасность.

Реализованные опасности принято разделять на происшествия и чрезвычайные происшествия (аварии, катастрофы и стихийные бедствия).

Происшествие - событие, состоящее из негативного воздействия с причинением ущерба людским, природным или материальные ресурсам.

Чрезвычайное происшествие (411) - событие, происходящее обычно кратковременно и обладающее высоким уровнем негативного воздействия на людей, природные и материальные ресурсы. К ЧП относятся крупные аварии, катастрофы и стихийные бедствия.

Авария - происшествие в технической системе, не сопровождающееся гибелью людей, при котором восстановление технических средств невозможно или экономически нецелесообразно.

Катастрофа - происшествие в технической системе, сопровождающееся гибелью или пропажей без вести людей.

Стихийное бедствие - происшествие, связанное со стихийными явлениями на Земле и приведшее к разрушению биосферы, техносферы, к гибели или потере здоровья людей.

Чрезвычайная ситуация (ЧС) - состояние объекта, территории или акватории, как правило, после ЧП, при котором возникает угроза жизни и здоровью для группы людей, наносится материальный ущерб населению и экономике, деградирует природная среда.

Объекты защиты, как и источники опасностей, многообразны. Каждый компонент окружающей среды может быть объектом защиты от опасностей. В порядке приоритета к объектам защиты относятся: человек, сообщество людей, государство, природная среда (биосфера), техносфера и т.п.

Основное желаемое состояние объектов защиты - безопасное. Оно реализуется при полном отсутствии негативных воздействий опасностей. Состояние безопасности достигается также при условии, когда действующие на объект защиты опасности (потоки) снижены допредельно допустимых уровней воздействия.

Безопасность - состояние объекта защиты, при котором воздействие на него всех потоков вещества, энергии и информации не превышает максимально допустимых значений.

Термин "безопасность" имеет практическое значение лишь применительно к системе "объект защиты - источник опасности". Отсутствие объекта защиты и, тем более, источника опасности переводит разговор о безопасности в беспредметную область.

Термин "безопасность" широко используется в технике, социологии, праве и т.п. Словосочетания "безопасность труда", "безопасность АЭС", "безопасность движения", "радиационная безопасность", "экономическая безопасность" и т.п. привычны для широкого круга читателей, однако они не всегда имеют однозначное толкование и понимание. Например, когда говорят "безопасность труда", имеют в виду безопасное по отношению к человеку проведение производственного процесса, рассматривая систему "человек - производство". Здесь все однозначно и понятно. Но если говорят "безопасность АЭС", то в этом случае могут иметь в виду, с одной стороны, безопасность эксплуатации атомной электростанции (АЭС) по отношению к человеку и окружающей среде, когда рассматривают систему "человек - АЭС", с другой - это можно понимать и как обеспечение безопасной эксплуатации самой АЭС, т.е. как регламентированное проведение работ на АЭС, имея в виду систему "АЭС внешние факторы". В первом случае объектом защиты является человек - и это проблема БЖД, а во втором - сама АЭС - и это проблема сугубо техническая, связанная с правильным проектированием и эксплуатацией АЭС. Нормативами на обеспечение безопасности в нервом случае являются нормы допустимого воздействия АЭС на людей, а во втором - требования к персоналу по соблюдению режимов работы АЭС, устройству АЭС и др.

Чтобы правильно оценить принадлежность процесса обеспечения безопасности к его исполнителю, необходимо термин "безопасность" всегда рассматривать в сочетании с системой "объект защиты - источник опасности". Пользуясь этой схемой, можно правильно оцепить обстановку.

Например, словосочетание "безопасность движения" может иметь отношение к системам "автомобиль - опасность" и "человек - автомобиль". В первом случае решается задача обеспечения безопасности автомобиля за счет его технического состояния, правильной эксплуатации, в том числе рациональною вождения, и за счет поведения пешеходов. Во втором случае обеспечивается безопасность человека, в том числе пассажиров, водителя и пешеходов при эксплуатации автомобиля. Последняя задача полностью относится к проблемам БЖД, тогда как первая - к обеспечению штатного использования автомобиля и его систем.

Однако одна и та же опасность может проявить себя в двух системах: например, неисправные тормоза у автомобиля и, как следствие, наезд на людей, техническая авария автомобиля или и то, и другое одновременно. Вывод - опасность проявила себя в двух системах: не обеспечена безопасность пешеходов и автомобиля одновременно.

В табл. 1.1 представлены реально существующие системы безопасности человека.

Таблица 1.1. Системы безопасности человека

Система безопасности	Объект защиты	Опасности, поле опасностей
Безопасность (охрана) труда Защита в чрезвычайных ситуациях Охрана окружающей среды Система безопасности страны, национальная безопасность	Человек Человек Природная среда Материальные ресурсы Природная среда Материальные ресурсы Природная среда Общество, нация	Опасности среды деятельности Чрезвычайные опасности природной среды и техносферы Опасности техносферы Внешние и внутренние общегосударственные опасности

В последние годы развивается и набирает силу новая интегральная система обеспечения безопасности людей -"безопасность жизнедеятельности человека в техносфере", решающая задачу комплексного обеспечения безопасности в системе "человек - среда обитания" в техносферных условиях.

Безопасность жизнедеятельности - паука о комфортном и безопасном взаимодействии человека с техносферой.

При построении и анализе систем безопасности жизнедеятельности человеческий организм является центром, относительно которого рассматривается любое взаимодействие человека и техносферы. Таким образом, в БЖД всегда реализуется принцип антропоцентризма, гласящий: "Человек есть высшая ценность, сохранение и продолжение жизни которого является целью его существования".

В реальных случаях на объект защиты могут действовать одновременно несколько опасностей или источников опасностей, создавая поле опасностей. Анализ таких систем безопасности существенно усложняется, но для правильного проведения исследований необходимо строго соблюдать правило единственности объекта защиты. Теоретический анализ и практическую деятельность по обеспечению безопасности необходимо проводить только для одного объекта защиты (человек, сообщество людей, рабочая зона, техносфера, регион и т.п.). Это правило подтверждается необходимостью реализации нормативов безопасности, которые индивидуальны для каждого объекта защиты.

Другое дело, что, защищая один объект, можно попутно защитить и другие объекты, но такая ситуация возникает не всегда. Например, характерно, что обеспечение безопасности жизнедеятельности человека в городской техносфере - путь к решению многих проблем защиты природной среды в пригородной зоне от негативного влияния той же техносферы (выбросов, сбросов и т.п.).

Причинно-следственное поле воздействий на человеческий организм целесообразно представить в виде совокупности факторов первого, второго, третьего и иных кругов, расположенных вокруг человеческого организма [1]. При этом считается, что главное влияние на организм оказывают факторы первого круга, а факторы второго круга влияют в основном на факторы первого круга и т.д.

В состав первого круга опасностей, непосредственно действующих на человека и сообщества людей, входят опасности, связанные с климатом, содержанием вредных веществ в объектах окружающей среды, реализацией техпроцессов, чрезвычайными опасностями, степенью подготовленности населения в области безопасности.

Основные причины возникновения опасностей второго круга обусловлены наличием отходов производства и быта, недостаточным вниманием общества к требованиям безопасности при разработке технических средств, технологических процессов и производств, при проектировании и строительстве производственных и бытовых помещений, зданий и слабой подготовкой руководителей производства в сфере обеспечения безопасного проведения работ.

Опасности третьего круга не всегда выражены достаточно четко. К ним прежде всего относятся: отсутствие необходимых знаний и навыков у разработчиков технологических процессов, технических систем, зданий и сооружений; отсутствие эффективной государственной системы руководства вопросами безопасности; недостаточное развитие системы подготовки научных и руководящих кадров в области безопасности жизнедеятельности и др.

Анализируя круги опасностей, необходимо учитывать следующее: пренебрежение требованиями безопасности в их первом круге сопровождается, как правило, травмами, отравлениями или заболеваниями человека или группы людей; пренебрежение требованиями безопасности во втором круге отдаляет по времени негативные последствия, но увеличивает масштабы их воздействия па людей (массовые отравления при загрязнении биоресурсов отходами, гибель людей при обрушении строительных конструкций и т.п.).

Действие источников опасностей третьего круга, как правило, широкомасштабно. Так, например, применение этилированного бензина в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) губительно для населения отдельных стран и континентов; принятие решения о переработке радиоактивных отходов в России таит опасность для населения многих регионов нашей страны и т.д.

Из сказанного выше следует, что действия по обеспечению безопасности техносферы носят комплексный характер и включают огромный пласт индивидуальной, общечеловеческой и государственной деятельности людей. Одновременно это путь к решению многих проблем защиты природной среды от негативного влияния техносферы, фундамент для решения проблем безопасности на более высоких уровнях: региональном, биосферном, глобальном.

4. Критерии комфортности, безопасности и экологичности техносферы. Показатели ее негативности.

Комфортное состояние жизненного пространства помещений и территорий но показателям микроклимата и освещения достигается соблюдением нормативных требований. В качестве критериев комфортности устанавливают значения температуры воздуха в помещениях, его влажности и подвижности (например, ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны"). Условия комфортности достигаются также соблюдением нормативных требований к естественному и искусственному освещению помещений и территорий, содержащихся в СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение". При этом нормируются значения освещенности и ряд других показателей систем освещения.

Критериями безопасности техносферы являются ограничения, вводимые на концентрации веществ и потоки энергий в жизненном пространстве.

Концентрации регламентируют исходя из предельно допустимых значений концентраций этих веществ в жизненном пространстве:

где С, - концентрация 1-го вещества в жизненном пространстве; ПДК, - предельно допустимая концентрация 1-го вещества в жизненном пространстве; п - количество веществ.

Для оценки загрязнения атмосферного воздуха в населенных пунктах регламентированы класс опасности и допустимые концентрации загрязняющих веществ. Концентрация каждого вредного вещества в приземном слое не должна превышать максимально разовой предельно допустимой концентрации, т.е. С< ПДКтах, при экспозиции не более 20 мин. Если время воздействия вредного вещества превышает 20 мин, то С< ПДКСС, где ПДКСС - предельно допустимая среднесуточная концентрация.

При одновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, их концентрации должны удовлетворять условию (1.2).

Для потоков энергии допустимые значения устанавливаются соотношениями

где /, - интенсивность 1-го потока энергии; ПДУ,- - предельно допустимый уровень интенсивности г'-го потока энергии; п - количество потоков энергии.

Конкретные значения ПДК и ПДУ устанавливаются нормативными актами Государственной системы санитарно-эпидемиологического нормирования РФ. Так, например, применительно к условиям загрязнения производственной и окружающей среды электромагнитными излучениями радиочастотного диапазона действуют Санитарные правила и нормы (СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96).

ПДК и ПДУ лежат в основе определения предельно допустимых выбросов (сбросов) или предельно допустимых потоков энергии для источников загрязнения среды обитания.

Учитывая значения ПДК и ПДУ и зная фоновые концентрации веществ (Сф) и потоков энергии (/ф) в конкретном жизненном пространстве, можно определить критерии экологичности - предельно допустимые выбросы (сбросы) примесей (энергии) для конкретных источников загрязнения среды обитания.

Так, например, при определении предельно допустимого выброса (ПДВ) вещества в атмосферный воздух источник загрязнения должен удовлетворять условию

где С - концентрация вещества в жизненном пространстве, которая может быть создана источником загрязнения.

По значению концентрации С можно найти ПДВ для промышленного объекта в соответствии с Общесоюзным нормативным документом ОНД-86.

Таким образом, наличие жесткой связи между концентрациями примесей в жизненном пространстве и потоком примесей, выделяемых источником загрязнения, позволяет реально управлять ситуацией, связанной с загрязнением жизненного пространства за счет изменения количества выбрасываемых веществ (энергии).

В тех случаях, когда потоки масс и (или) энергий от источника негативного воздействия в среду обитания могут нарастать стремительно и достигать чрезмерно высоких значений (например, при авариях), в качестве критерия безопасности принимают допустимую вероятность (риск) возникновения подобного события.

Риск - вероятность реализации негативного воздействия в зоне пребывания человека. Зона риска формируется при совпадении во времени и пространстве области действия опасностей (ноксосферы) и области пребывания человека (гомосферы) (рис. 1.4).

Различают индивидуальный и коллективный риск. Индивидуальный риск характеризует реализацию опасности определенного вида деятельности для конкретного индивидуума.

Формирование зоны риска

Рис. 1.4. Формирование зоны риска

Коллективный риск - это травмирование или гибель двух и более человек от воздействия опасных и вредных производственных факторов.

Классификация источников опасности и уровней риска смерти человека, взятая из литературных источников, представлена в табл. 1.2.

Вероятность возникновения чрезвычайных происшествий применительно к техническим объектам и технологиям оценивают на основе статистических данных или теоретических исследований. При использовании статистических данных величину риска конкретного негативного воздействия определяют по формуле

где Л - риск; Л^чс - число чрезвычайных событий в год; Л^0 -общее число событий в год; 7?дои - допустимый риск.

Таблица 1.2. Классификация источников опасностей и уровней риска смерти человека в промышленно развитых странах (R - число смертельных случаев чел.-1 год-1)

Ожидаемый (прогнозируемый) риск R - это произведение частоты реализации конкретной опасности /на произведение вероятностей нахождения человека в "зоне риска" (\р) при различном регламенте технологического процесса. Эту величину полезно использовать в практической работе предприятия:

где/- число несчастных случаев (смертельных исходов) от данной опасности, чел."1 o год"1 (для отечественной практики /= Кч o 1(Г3, т.е. соответствует значению коэффициента частоты несчастного случая Л"ч, деленного на 1000); ]"[/>, - произведение вероятностей нахождения работника в "зоне риска" (/?! - вероятность нахождения работника в цехе в течение года (отношение числа рабочих дней в году к общему числу дней в году); р2 - вероятность работы человека на производстве в течение недели (отношение числа рабочих дней в неделе к числу дней педели); р3 - вероятность выполнения работником технологического задания непосредственно на оборудовании (отношение времени выполнения задания к продолжительности рабочей смены) и т.п., т.е.р-, - вероятности участия работника в производственной деятельности).

Использование формулы (1.6) для оценки вероятности производственного риска удобно тем, что, основываясь на имеющихся на производстве данных о частоте несчастных случаев (подлежат обязательному хранению), можно прогнозировать величину возможного риска, так как регламент технологических процессов дает четкие сведения о времени взаимодействия человека с производственными опасностями в течение рабочего дня, недели, года, т.е. позволяет определить вероятность нахождения работника в "зоне риска". Такой прогноз очень полезен при формировании мероприятий по улучшению условий труда на производстве, так как использование формулы (1.6) позволяет определять величины рисков воздействия различных негативных факторов для конкретного технологического процесса производства, проводить оценку значимости каждого фактора с позиции безопасности, что и является основой формирования мероприятий по улучшению условий труда.

5. Безопасность жизнедеятельности как наука. Аксиомы безопасности

БЖД – наука о нормированном, комфортном и безопасном взаимодействии человека со средой обитания. Решение проблемы БЖД состоит в обеспечении нормальных (комфортных) условий деятельности людей в их жизни, в защите человека и окружающей его среды (производственной, природной, городской, жилой) от воздействия вредных факторов, превышающих нормативно-допустимые уровни. Поддержание оптимальных условий деятельности и отдыха человека создаёт предпосылки для высшей работоспособности и продуктивности. Обеспечение безопасности труда и отдыха способствует сохранению жизни и здоровья людей за счет снижения травматизма и заболеваемости. Поэтому объектом изучения БЖД является комплекс отрицательно воздействующих явлений и процессов в системе «человек – среда обитания». Основополагающая формула БЖД – предупреждение и упреждение потенциальной опасности. Предметом изучения дисциплины являются вопросы обеспечения безопасного взаимодействия человека со средой обитания и защиты населения от опасностей в чрезвычайных ситуациях. Аксиомы БЖД:1. Всякая деятельность (бездеятельность) потенциально опасна. 2. Для каждого вида деятельности существуют комфортные условия, способствующие её максимальной эффективности. 3. Все естественные процессы, антропогенная деятельность и объекты деятельности обладают склонностью к спонтанной потере устойчивости или к длительному негативному воздействию на человека и среду его обитания, т.е. обладают остаточным риском. 4. Остаточный риск является первопричиной потенциальных негативных воздействий на человека и биосферу. 5. Безопасность реальна, если негативные воздействия на человека не превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексного воздействия. 6. Экологичность реальна, если негативные воздействия на биосферу не превышают предельно допустимых значений с учетом их комплексного воздействия. 7. Допустимые значения техногенных негативных воздействий обеспечивается соблюдением требований экологичности и безопасности к техническим системам, технологиям, а также применениям систем экобиозащиты (экобиозащитной техники). 8. Системы экобиозащиты на технических объектах и в технологических процессах обладают приоритетом ввода в эксплуатацию и средствами контроля режима работы.

Безопасность жизнедеятельности- область научно-практической деятельности, направленная на изучение общих закономерностей возникновения опасностей, их свойств, последствий их влияния на организм человека, основ защиты здоровья и жизни человека, среды его обитания от опасностей, а также на разработку и реализацию соответствующих средств и методов, создание и поддержание здоровых и безопасных условий жизни и деятельности человека.Структура безопасности жизнедеятельности:безопасность всех народов (глобальная или международная); безопасность региона (региональная); безопасность нации (национальная); бытовая безопасность (безопасность существования человека); безопасность животного и растительного мира.Основная цель безопасности жизнедеятельности как науки- защита человека в техносфере от негативных воздействий антропогенного и естественного происхождения и достижение комфортных условий жизнедеятельности. Средством достижения этой цели является реализация обществом знаний и умений, направленных на уменьшение в техносфере физических, химических, биологических и иных негативных воздействий до допустимых значений. Это и определяет совокупность знаний, входящих в науку о безопасности жизнедеятельности.Эта дисциплина решает следующие основные задачи:- идентификация (распознавание и количественная оценка) негативных воздействий среды обитания; - защита от опасностей или предупреждение воздействия тех или иных негативных факторов на человека; - ликвидация отрицательных последствий воздействия опасных и вредных факторов; - создание нормального, то есть комфортного состояния среды обитания человека.Основные функции БЖД- обеспечить безопасность труда и жизнедеятельности человека, охрану окружающей природной среды через: - описание жизненного пространства; - формирование требований безопасности к источникам негативных факторов – назначение ПДВ, ПДС, ПДЭВ, допустимого риска и т.д.; - организацию мониторинга состояния среды обитания и инспекционного контроля источников негативного воздействия; - разработку и использование средств биозащиты; - реализацию мер по предотвращению и ликвидации последствий ЧС; - обучение населения основам БЖД, подготовку специалистов всех уровней и форм деятельности. Практическое значение данной дисциплины исходит из целей и задач, которые реализует наука БЖД. Таким образом, основное практическое значение БЖД – это защита жизни и здоровья людей в чрезвычайных ситуациях. Наука БЖД исследует мир опасностей, действующих в среде обитания человека, разрабатывает системы и методы защиты человека от опасностей. В современном понимании наука о БЖД изучает опасности производственной, бытовой и городской среды как в условиях повседневной жизни, так и при возникновении ЧС техногенного и природного происхождения. Изучение курса БЖД позволяет получить, расширить и углубить знания в области анатомо-физиологических свойств человека и его реакциях на воздействие негативных факторов; комплексного представления об источниках, количестве и значимости травмирующих и вредных факторов среды обитания; принципов и методов качественного и количественного анализа опасностей; сформулировать общую стратегию и принципы обеспечения безопасности; подойти к разработке и применению средств защиты в негативных ситуациях с общих позиций.

6. Место и роль знаний по безопасности жизнедеятельности человека в современном мире. Уровни образования в области безопасности.

Приступая к изучению основ безопасности жизнедеятельности человека в техносфере, следует определить прежде всего место БЖД в общем объеме «знаний о взаимодействии живых существ между собой и окружающей средой» (Э. Геккель, 1869), изучаемых в науке экология*.

Экология – наука о доме. В экологии главное не изучение существ, а изучение состояния среды обитания и процессов взаимодействия существ со средой обитания. Объектами экологии являются биосфера, экосистемы, сообщества (биоценоз), популяции организмов, биотоп.

В XIX в. экологи изучали в основном закономерности биологического взаимодействия в биосфере, причем роль человека в этих процессах считалась второстепенной. В конце XIX в. и в XX в. ситуация изменилась, экологов все чаще стала беспокоить роль человека в изменении окружающего нас Мира. В этот период произошли значительные изменения в окружающей человека среде обитания. Биосфера постепенно утрачивала свое господствующее значение и в населенных людьми регионах стала превращаться в техносферу.

В окружающем нас Мире возникли новые условия взаимодействия живой и неживой материи: взаимодействие человека с техносферой, взаимодействие техносферы с биосферой (природой) и др. Сейчас правомерно говорить о возникновении новой области знаний – «Экология техносферы», где главными «действующими лицами» являются человек и созданная им техносфера.

Область знаний «Экология техносферы» включает, как минимум, основы техносферостроения и регионоведения, социологию и организацию жизнедеятельности в техносфере, сервис, безопасность жизнедеятельности человека в техносфере и защиту природной среды от негативного влияния техносферы. Структура областей показана на схеме:

В новых техносферных условиях все чаще биологическое взаимодействие стало замещаться процессами физического и химического взаимодействия, причем уровни физических и химических факторов воздействия в XX в. непрерывно нарастали, часто оказывая негативное влияние на человека и природу. В обществе возникла потребность в защите природы («Охрана природы») и человека («Безопасность жизнедеятельности») от негативного влияния техносферы.

Первопричиной многих негативных процессов в природе и обществе явилась антропогенная деятельность, не сумевшая создать техносферу необходимого качества как по отношению к человеку, так и по отношению к природе. В настоящее время, чтобы решить возникающие проблемы, человек должен совершенствовать техносферу, снизив ее негативное вливлияние на человека и природу до допустимых уровней. Достижение этих целей взаимосвязано. Решая задачи обеспечения безопасности человека в техносфере, одновременно решаются задачи охраны природы от губительного влияния техносферы.

Основная цель безопасности жизнедеятельности как науки – защита человека в техносфере от негативных воздействий антропогенного и естественного происхождения и достижение комфортных условий жизнедеятельности.

Средством достижения этой цели является реализация обществом знаний и умений, направленных на уменьшение в техносфере физических, химических, биологических и иных негативных воздействий до допустимых значений. Это и определяет совокупность знаний, входящих в науку о безопасности жизнедеятельности, а также место БЖД в общей области знаний – экологии техносферы.

7. Оценка тяжести и напряженности трудовой деятельности.

Тяжесть труда:

Тяжесть и напряженность труда характеризуются степенью функционального напряжения организма. При физическом труде оно может быть энергетическим, зависящим от мощности работы, а при умственном труде эмоциональным, когда идет информационная перегрузка. Тяжесть труда определяется уровнем физической нагрузки по следующим показателям:

1. По величине статической нагрузки, которая связана с затратой человеком усилий без перемещения тела или его отдельных частей. Она характеризуются величиной удерживаемого груза или прилагаемым усилием, а так же временем удержания его в статическом состоянии:

Р=m*t,

Где: m – масса груза;

t – время фиксации усилия.

2. По величине динамической нагрузки. Динамическая работа – процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а так же самого тела человека или его частей в пространстве.

3. По максимальной массе поднимаемого и перемещаемого груза. Условия труда считаются оптимальными (класс 1), если масса груза до 15 кг, допустимыми – до 30 кг.

4. По количеству стереотипных или повторяющихся рабочих движений мышц кистей и пальцев рук (локальная нагрузка): до 20000 – оптимальные условия труда, 20000-40000 – допустимые, свыше 60000 – вредные (класс 3.1.).

5. Особенности рабочей позы: - свободная; - удобная; - возможность смены рабочего положения тела сидя, стоя; - нахождение в наклонном положении.

6. По количеству наклонов корпуса: если наклонов до 50 в смену, то класс 1, если количество наклонов с углом более 30 градусов достигает 100 раз – класс 2 (допустимый).

7. По расстоянию, т.е. перемещению в пространстве. Переходы в течение смены, обусловленные технологическим процессом: до 4 км – оптимальные условия труда (1 класс), от 4 км до 10 км – допустимые (2 класс), свыше 15 км – вредные условия труда (класс 3.1 или 3.2).

В зависимости от этих факторов устанавливают класс опасности (вредности) от 1 до 3.3

Напряженность труда:

Уровень нервной нагрузки определяет напряженность труда, которая оценивается по следующим показателем:

1. Уровнем интеллектуальной нагрузки. Пример: работает оператор и принимает решения в рамках одной инструкции (класс условий труда допустимый). Решение сложных задач по известным алгоритмам или работа с использованием нескольких инструкций (класс работы 3.1). Решением сложных задач, при отсутствии очевидного алгоритма решения (класс вредности 3.2).

2. Уровнем эмоциональных нагрузок. Пример: оператор несет ответственность за выполнение только отдельных элементов производственного задания, тогда такой труд считается оптимальным (1 класс условий труда). Повышение степени ответственности за функциональное качество вспомогательных операций влечет дополнительные эмоциональные усилия со стороны непосредственного руководителя (бригадира, мастера) – допустимый класс работы. Если же на исполнителе лежит ответственность за функциональное качество основной работы, то класс условий труда является напряженным 1 степени (класс 3.1).

3. По степени монотонности труда. Степень монотонности труда определяется числом элементов и продолжительностью во времени выполнения этих элементов или операций. Если число элементов 10 и более – класс условий оптимальный, 9-6 – допустимый, менее 6 – напряженный (класс 3.1).

3. Наличие и продолжительность перерывов и сменность работы. Если продолжительность рабочего дня до 8 часов – оптимальный, до 9 часов – допустимый, более 9 часов – напряженный (класс 3.1).

4. От длительности сосредоточенного наблюдения: до 25% от продолжительности рабочей смены – первый класс, 26%-50% - второй класс, 51%-75% - класс 3.1, более 75% - класс 3.2.

5. Работа с видеодисплейными терминалами до 2х часов в смену – оптимальная, до 3х часов – допустимый. работа за компьютером определяет класс условий труда как напряженный: 3-4 часа – класс 3.1, более 4 часов – класс 3.2.

Степень вредности условий труда 3 класса определяется по сумме значений фактических степеней вредности, тяжести и напряженности труда:

Х_ФАКТ = Х_Ф1+ Х_Ф2+... Х_Фn=∑ Х_Фi

Число баллов по каждому фактору X_Фi представляют в карте условий труда аттестации рабочих мест, с учетом продолжительности его действия в течение смены:

Х_Фi = Х_CTi*T_i

Где: ХСТi – степень вредности фактора или тяжести работы, установленный

по показаниям гигиенической классификации труда;

Ti – продолжительность фактора в течение смены.

Ti=t_Фi/t_РС

если t_Фi >= t_РС , то Ti = 1.

Общая оценка условий труда по степени вредности и опасности устанавливается:

- по наиболее высокому классу и степени вредности;

- в случае сочетания действий 3 и более факторов класса 3.1. оценка будет класса 3.2;

- при сочетании двух или более факторов классов 3.2, 3.3 или 3.4 условия труда оценивается соответственно на 1 степень выше.

В зависимости от фактического состояния условий труда работодатель по согласованию с профсоюзом устанавливает доплаты в размере 4% - 24% тарифной сетки. Доплаты устанавливается по конкретным рабочим местам и начисляются рабочим за время фактической занятости на рабочих местах сроком на 1 год.

Доплата в зависимости от условий труда

Работа	Число фактических баллов	Размер доплаты тарифной ставки, %
Работа с тяжелыми и вредными условиями труда	до 2	4%
от 2,1 до 4	8%
от 4,1 до 6	12%
Работа с особо опасными и особо вредными условиями труда	от 6,1 до 8	16%
от 8,1 до 10	20%
более 10 баллов	24%

Режим труда и отдыха

Поддержанию высокого уровня трудоспособности в течение смены и рабочей недели способствует правильно выбранный режим труда и отдыха. Под режимом труда и отдыха понимают временный регламент работ. Основным показателем трудовой деятельности человека является трудоспособность, т.е. способность производить сформированные целенаправленные действия, характеризующиеся количеством и качеством работы за определенное время. Во время трудовой деятельности работоспособность организма изменяется по суточному ритму. В течение суток организм по разному реагирует на физическую и нервно – психическую нагрузку. В соответствии с суточным циклом организма наивысшая работоспособность отмечается с 8 до 12 часов и с 14 до 17 часов. В дневное время наименьшая работоспособность отмечается с 12 до 14 часов (в ночные с 3 до 4 часов). С учетом этих закономерностей определяют сменность работы предприятия, начало и окончание смены, перерыв на отдых и сон.

Изменение работоспособности в течение рабочего дня (недели) имеет несколько фаз:

1. Фаза врабатываемости. Уровень работоспособности повышается постепенно и зависит от индивидуальных особенностей человека и характера труда (от 15 минут до часа, а при умственно-творческом начале от 1,5 до 2 часов).

2. Фаза устойчивой работоспособности. Сочетание высоких трудовых показателей с относительной стабильностью (от 2 до 2,5 часов, иногда и более, все зависит от тяжести и напряженности труда).

3. Фаза снижения трудоспособности. Характеризуется уменьшением функциональных возможностей основных рабочих органов человека и сопровождается чувством усталости.

Утомление – психо-фоизиологическое состояние человека, сопровождающееся чувством усталости, которое вызвано интенсивной и длительной деятельностью, и которое выражается в ухудшении качественных и количественных показателей работы, и которое прекращается после отдыха.

Утомление – обратимое физиологическое состояние. Однако, если работоспособность не восстанавливается к началу следующего периода, утомление накапливается и переходит в переутомление, которое вызывает более стойкое снижение работоспособности.

Утомление и переутомление – основные причины повышенного травматизма.

Группы опасных и вредных производственных факторов

Опасный производственный фактор – такой фактор, воздействие которого на работающих в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному ухудшению здоровья.

Вредный производственный фактор – фактор, воздействие которого на рабочего приводит к заболеванию или снижению трудоспособности.

Источники вредных и опасных факторов:

1. Машины и механизмы;

2. Предметы труда;

3. Продукция труда;

4. Энергия;

5. Информация;

6. Флора и фауна.

Определяющими признаками вредных и опасных производственных факторов являются:

1. Возможность непосредственно отрицательного действия на организм человека;

2. Затруднение функционирования отдельных органов;

3. Возможность воздействия на элементы тех.процесса, в результате которых может произойти взрыв, пожар или авария;

Согласно ГОСТ 12.0.003-74 существуют несколько групп опасных и вредных производственных факторов:

1. По природе воздействия:

- физические опасные и вредные производственные факторы:

+ движущиеся машины и механизмы;

+ передвигающиеся изделия;

+ заготовки;

+ материалы;

+ повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

+ температура поверхности оборудования и материалов;

+ повышенный уровень шума на рабочих местах

+ повышенный уровень вибрации;

+ повышенный уровень радиации;

+ повышенная или пониженная влажность и подвижность воздуха;

+ повышенный уровень статического электричества;

+ повышенный уровень электромагнитного излучения;

+ отсутствие или недостаток естественного освещения;

+ недостаточная освещенность рабочего места.

- химические опасные и вредные производственные факторы:

+ общетаксического воздействия, воздействующие на нервную систему, кровь и кроветворные органы;

+ раздражающие вещества, действующие на слизистую оболочку глаз, носа, гортани и кожный покров (пары кислот и щелочей, аммиак);

+ канцерогенные вещества, приводят к развитию онкологических заболеваний (асбест, никотин, сажа);

+ мутагенные и тератогенные вещества. Мутагенные соединения, приводят к нарушению генетического аппарата клетки и появлению мутации (соединения ртути, свинца). Тератогенные вещества приводят к рождению детей с дефектами (радиоактивные вещества, бензол, стирол);

+ фиброгенные вещества вызывают появление в легких мельчайших рубцов, сокращение дыхательного объема легких, поражение кожи (экземы, дерматиты, ожоги кожи – пыль, уголь, асбестовая пыль, состоящая из нитевидных волокон, проникает глубоко в легкие и разрушает легочные ткани, они сохраняются в человека на всю жизнь);

+ сенсибилизирующего действия: вещества, которые после относительно непродолжительного воздействия на организм человека вызывают повышенную чувствительность к ним, т.е. быстро развиваются и возникают кожные заболевания и астматические явления (цветочная пыльца, пары марганца).

- биологические опасные и вредные производственные факторы: биологические объекты, воздействие которых на работающих вызывает травмы и заболевания:

+ микроорганизмы (бактерии и вирусы);

+ макроорганизмы (растения);

- психологические и психофизиологические опасные и вредные производственные факторы:

+ физические перегрузки: статические и динамические;

+ нервно-психические (умственное перенапряжение, монотонность труда, эмоциональные нагрузки).

2. По характеру воздействия на человека:

- активные;

- пассивно-активные. Проявляются за счет энергии, носителем которой является человек (острые кромки, шероховатость поверхности, неровность опоры, недостаточный коэффициент трения).

- пассивные (коррозия металла).

3. По следствию на работника вредных и опасных факторов проявляются:

- утомляемость;

- травматизм;

- заболевания;

- взрывы;

- пожары.

Каждый фактор характеризуется потенциалом, качеством, длительностью воздействия на человека, вероятностью проявления и размерами зоны действия.

Опасная зона – часть пространства, где постоянно присутствуют или периодически проявляются вредные производственные факторы.

8. Работоспособность и ее динамика.

Основным показателем трудовой деятельности человека принято считать его работоспособность, т. е. способность производить действия, характеризующиеся количеством и качеством работы за определенное время.

Работоспособность создается в результате происходящих в организме процессов в нервной системе, двигательном аппарате, органах дыхания и кровообращения, которые определяют потенциальные возможности человека выполнять конкретную работу при заданных режимах. При непрерывной работе мышцы, нервные клетки и различные органы могут расходовать только определенное количество энергии, не превышающее предела работоспособности.

Во время трудовой деятельности работоспособность организма закономерно изменяется на протяжении рабочей смены. Изменение работоспособности в течение рабочего дня имеет несколько фаз:

- фаза врабатывания или нарастающей работоспособности; вэтот период уровень работоспособности постепенно повышается посравнению с исходным; в зависимости от характера труда и индивидуальных особенностей человека этот период длится от несколькихминут до 1.5 ч, а при умственном творческом труде - до 2...2,5 ч;

- фаза высокой устойчивости работоспособности; для нее характерно сочетание высоких трудовых показателей с относительной стабильностью или даже некоторым снижением напряженности физиологических функций; продолжительность этой фазы может составлять2...2,5 ч и более в зависимости от тяжести и напряженности труда;

- фаза снижения работоспособности, характеризующаяся уменьшением функциональных возможностей основных работающих органов человека и сопровождающаяся чувством усталости.

Динамика работоспособности повторяется и после обеденного перерыва. При этом фаза врабатывания протекает быстрее, а фаза устойчивой работоспособности по уровню ниже и менее длительная, чем до обеда. Во второй половине смены снижение работоспособности наступает раньше и развивается быстрее в связи с утомлением.

В течение суток работоспособность также изменяется определенным образом. На кривой работоспособности, записанной в течение суток, выделяются три интервала, отражающие колебания работоспособности (рис. 2.2). С 6 до 15 ч -первый интервал, во время которогоработоспособность постепенно повышается. Она достигает своего максимума к 10-12 ч, а затем постепенно начинает понижаться. Во втором интервале (15...22 ч) работоспособность повышается, достигая максимума к 18 ч, а затем начинает уменьшаться до 22 ч. Третий интервал(22...6 ч) характеризуется тем, что работоспособность существенно снижается и достигает минимума около трех часов утра, затем начинает возрастать, оставаясь при этом, однако, ниже среднего уровня.

По дням недели работоспособность также меняется. Врабатывание приходится на понедельник, высокая работоспособность - на вторник, среду и четверг, а развивающееся утомление на пятницу и особенно на субботу.

Рис. 2.2. Колебания работоспособности в течение суток

Утомление - состояние организма, характеризующееся снижением работоспособности (ухудшением количественных и качественных показателей работы) в результате чрезмерной нагрузки. Утомление сопровождается чувством усталости, которое прекращается после адекватного затратам энергии отдыха. Для машинистов локомотивов, водителей автотранспортных средств, диспетчеров и других работников, связанных с организацией движения, следствием утомления становится снижение зрительного восприятия, контрастной чувствительности, концентрации внимания, точности оценки расстояния и скорости движения.

Утомление представляет собой обратимое физиологическое состояние. Однако, если работоспособность не восстанавливается к началу следующего периода работы, утомление может накапливаться и переходить в переутомление.

Переутомление — более стойкое снижение работоспособности, которое в дальнейшем ведет к развитию болезней, снижению сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям, требует обязательного обращения за профессиональной медицинской помощью. Признаками переутомления могут быть: бессонница, раздражительность, физический дискомфорт, ошибки в работе.

Утомление и переутомление достаточно часто бывают причиной создания человеком аварийной ситуации, могут явиться причиной повышенного травматизма на производстве.

Физическое и умственное утомление имеют сходные физиологические картины. При тяжелом физическом утомлении умственная работа малопродуктивна, и, наоборот, при умственном утомлении падает мышечная работоспособность человека. При умственном утомленииотмечается расстройство внимания, памяти, ухудшение процессов мышления, ослабляется точность и координированность движений.

Физиологические обоснования мер по снижению утомления иповышению работоспособности. В работу следует «входить» постепенно. Это обеспечивает последовательное включение физиологических механизмов, определяющих высокий уровень работоспособности. Необходимо соблюдать определенный ритм работы, что способствует выработке навыков и замедляет развитие утомления. Следует придерживаться последовательности и систематичности в работе, что обеспечивает длительное сохранение рабочего динамического стереотипа. Правильное чередование описанных выше видов труда с отдыхом уменьшает степень утомления, повышает работоспособность. Высокая работоспособность сохраняется при систематических упражнениях и тренировке.

Кроме того, должны быть соблюдены требования эргономики и дизайна (оптимизация размеров и массы инструмента, рабочих движений, количества информативных сигналов и другие требования к рационализации рабочего места - удобства стула, стола, пульта и щита управления, окраски рабочего помещения, выбор оптимального ритма работы, соответствующей освещенности и т.д.).

Что касается режима работы, то наилучшей сменой для поддержания работоспособности на необходимом уровне является дневная смена с началом рабочего дня не ранее 7 ч. В любой смене обязательно необходимы перерывы для отдыха и приема пищи в середине смены длительностью не менее получаса, а также перерывы на 10…15 мин примерно за час в конце первой и второй половины смены для производственной гимнастики. Работа в ночную смену для поддержания работоспособности требует особого режима сна, отдыха и приема пищи. Целесообразнее время для сна делить на две части (дробный сон) - 4…5 ч после работы в ночную смену и 3…4 ч перед ее началом. Периодичность перехода трудящихся для работы из одной смены в другую должна быть не короче и не длиннее недели. При работах без нервно-психических перегрузок увеличивает работоспособность использование функциональной музыки (перед началом, в середине и в конце каждой смены). Снижает утомление отдых в специальных комнатах психологической разгрузки. Отдых после рабочей недели в течение двух дней подряд более продуктивен, чем, например, в воскресенье и четверг. Наконец, совершенно необходимо поддержание благоприятных условий труда, при которых физиологические процессы в организме протекают наиболее эффективно.

9. Теплообмен человека с окружающей средой.

Говоря о биосфере в целом, необходимо отметить, что человек обитает в самом нижнем, прилегающем к Земле слое атмосферы, который называется тропосферой.

Атмосфера является непосредственно окружающей человека средой и этим определяется ее первостепенное значение для осуществления процессов жизнедеятельности.

Тесно соприкасаясь с воздушной средой, организм человека подергается воздействию ее физических и химических факторов: состав воздуха, температуры, влажности, скорости движения воздуха, барометрического давления и других. Особое внимание следует уделить параметрам микроклимата помещений – аудиторий, производственных и жилых зданий. Микроклимат, оказывая непосредственное воздействие на один из важнейших физиологических процессов – терморегуляцию, имеет огромное значение для поддержания комфортного состояния организма.

Терморегуляция– это совокупность процессов в организме, обеспечивающих равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей, благодаря которому температура тела человека остается постоянной.

Теплопродукция организма (производимое тепло) в состоянии покоя составляет для «стандартного человека» (масса 70 кг, рост 170 см, поверхность тела 1,8 м кв) до 283 кДж в час. При легкой физической работе – более 283 кДж в час, при работе средней тяжести – до 1256 кДж в час и при тяжелой – 1256 и более кДж в час. Метаболическое, лишнее тепло должно удаляться из организма.

Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения в определенных климатических условиях. Для того чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводится в окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к перегреву либо к переохлаждению организма и как следствие к потере трудоспособности, быстрой утомляемости, потере сознания и тепловой смерти.

Нормальная жизнедеятельность осуществляется в том случае, если тепловой баланс (тепловое равновесие), то есть соответствие между теплопродукцией вместе с теплотой, получаемой из окружающей среды, и теплоотдачей достигается без напряжения процессов терморегуляции. Отдача тепла организмом зависит от условий микроклимата, который определяется комплексом факторов, влияющих на теплообмен: температурой, влажностью, скоростью движения воздуха и радиационной температурой окружающих человека предметов.

Температура, скорость, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха получили название параметров микроклимата. Чтобы понять влияние того или иного показателя микроклимата на теплообмен, нужно знать основные пути отдачи тепла организмом. При нормальных условиях организм человека теряет примерно 85 % тепла через кожу и 15 % тепла расходуется на нагревание пищи, вдыхаемого воздуха и испарения воды из легких. 85 % тепла, отдаваемого через кожу, распределяется следующим образом: 45 % приходится на излучение, 30 % на проведение и 10 % на испарение. Эти соотношения могут изменяться в зависимости от условий микроклимата.

Одним из важных интегральных показателей теплового состояния организма является средняя температура тела (внутренних органов) порядка 36,6 градусов по Цельсию. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы. При выполнении работы средней тяжести и тяжелой при высокой температуре воздуха, температура тела может повышаться от нескольких десятых градуса до 1…2 градусов по Цельсию. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет +43 градусов по Цельсию, минимальная +25 градусов по Цельсию. Температурный режим кожи играет основную роль в теплоотдаче. Ее температура меняется в довольно значительных пределах и при нормальных условиях средняя температура кожи под одеждой составляет 30…34 градусов по Цельсию. При неблагоприятных метеорологических условиях на отдельных участках тела она может понижаться до 20 градусов по Цельсию, а иногда и ниже.

При комфортном микроклимате физиологические процессы терморегуляции не напряжены, теплоощущение хорошее, функциональное состояние нервной системы оптимальное, физическая и умственная работоспособность высокая, организм устойчив к воздействию негативных факторов среды.

Дискомфортный микроклимат вызывает напряжение процессов терморегуляции, имеет место плохое теплоощущение, ухудшается условно-рефлекторная деятельность и функция анализаторов, понижается работоспособность и качество труда, снижается устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов.

Рекомендуемые нормами параметры микроклимата должны обеспечить в процессе терморегуляции такое соотношение физиологических и физико-химических процессов, при котором поддерживалось бы устойчивое тепловое состояние в течение длительного времени, без снижения работоспособности человека.

10. Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека.

Одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение оптимальных метеорологических условий в помещениях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствие человека. Метеорологические условия, или микроклимат, зависят от

 

теплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года, условий отопления и вентиляции. Жизнедеятельность человека сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду. Ее количество зависит от степени физического напряжения в определенных климатических условиях и составляет от 85 Вт (в состоянии покоя) до 500 Вт (при тяжелой работе). Для того чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Одним из важных показателей теплового состояния организма является средняя температура тела (внутренних органов) порядка 36,5˚ С. Она зависит от степени нарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физической работы. При высокой температуре воздуха в период выполнения работы средней тяжести и тяжелой температура тела может повышаться от нескол

 

ьких десятых градуса до 1-2˚ С. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет +43˚ С, минимальная +25˚С Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение Q тп человека полностью воспринимается окружающей средой Q то, т.е. когда имеет место тепловой баланс Q тп = Q то, то в этом случае температура внутренних органов остается постоянной. Если теплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде (Q тп > Q то), самочувствие характеризуется понятием жарко. В случае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем ее воспроизводит человек (Q_тп< Q_то), происходит охлаждение организма. Такое тепловое самочувствие характеризуется понятием холодно. Тепловое самочувствие человека, или тепловой баланс, в системе «человек – среда обитания» зависит от температуры среды, подвижности и относительной влажности воздуха, атмосферного давления, температуры окружающих предметов и интенсивности физической нагрузки организма.

Параметры – температура, скорость, относительная влажность и атмосферное давление окружающего воздуха – получили название параметров микроклимата. Они оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность.

Установлено, что при температуре воздуха более 30ºС работоспособность человека начинает падать. Для человека определены максимальные температуры в зависимости от длительности их воздействия и используемых средств защиты. Предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специальных средств защиты, около 116ºС.

Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела.

Недостаточная влажность воздуха также может оказаться неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнения болезнетворными микроорганизмами. Поэтому при длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30-70%.

Длительное воздействие высокой температуры особенно в сочетании с повышенной влажностью может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегревания организма выше допустимого уровня – гипертермии – состоянию, при котором температура тела поднимается до 38-39ºС. При гипертермии, и как следствие тепловом ударе, наблюдаются головная боль, головокружение, общая слабость, искажение цветового восприятия, сухость во рту, тошнота, рвота, обильное потовыделение. Пульс и дыхание учащены, в крови увеличивается содержание азота и молочной кислоты. При этом наблюдается бледность, синюшность, зрачки расширены, временами возникают судороги, потеря сознания.

Производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности и влажности воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения организма – гипотермии. В начальный период воздействия умеренного холода наблюдается уменьшение частоты дыхания, увеличение объема вдоха. При продолжительном действии холода дыхание становится неритмичным, частота и объем вдоха увеличиваются, изменяется углеводный обмен. Результатом действия низких температур являются холодовые травмы.

3.2. Гигиеническое нормирование параметров микроклимата

Нормы производственного микроклимата установлены системой безопасности труда ГОСТ 12.1.005-88 и строительными нормами СН 2.2.2.548-96. Они едины для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями.

В этих документах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость воздуха в зависимости от способности организма к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.

Для оценки характера одежды (теплоизоляции) и акклиматизации организма в разное время года введено понятие периода года. Различают теплый и холодный периоды года. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10ºС и выше, холодный – ниже +10ºС.

При учете интенсивности труда все виды работ исходя из общих энергозатрат организма делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые.

К легким работам (категория I) с затратой энергии до 174 Вт относятся работы, выполняемые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжения. Они подразделяются на категорию Iа (затраты до 139 Вт) и категорию Iб (затраты энергии 140-174 Вт).

К работам средней тяжести (категория II) относят работы с затратой энергии 175-232 Вт (категория IIа) и 233-290 Вт (категория IIб). В категорию IIа входят работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, но не требующие перемещения тяжестей, в категорию IIб – работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей.

К тяжелым работам (категория III) относят работы, связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянным передвижением, с переноской значительных (более 10 кг) тяжестей с затратой энергии более 290 Вт.

В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005-88 могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Оптимальные микроклиматические условия – это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высокой работоспособности. Допустимые микроклиматические условия – это такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать напряжение реакций терморегуляции и которые не выходят за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие, и понижение работоспособности.

Общие санитарно-технические требования к производственным помещениям, рабочим местам и зонам, а также к микроклимату изложены в Строительных нормах и правилах (СН и П) и санитарных нормах проектирования предприятий.

Объемно-планировочные и конструктивные решения производственных зданий и сооружений должны отвечать требованиям СН и П.

Объем производственного помещения на одного работника должен составлять не менее 15 м³, площадь не менее 4,5 м², высота – не менее 3,2 м. Производственные помещения должны содержаться в надлежащей чистоте.

В производственных и вспомогательных помещениях освещение, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха должны обеспечивать оптимальные параметры воздушной среды (производственного микроклимата), способствующие сохранению здоровья человека и повышению его трудоспособности.

Температура воздуха в производственных помещениях в зависимости от тяжести работ в холодный и переходный периоды года должна быть от 14 до 21ºС, в теплый период – от 17 до 25ºС. Относительная влажность – в пределах 60-70%, скорость движения воздуха – не более 0,2-0,5 м/с. В теплый период года температура воздуха в помещениях не должна быть выше наружной более чем на 3-5ºС, но не выше 28ºС, а скорость движения воздуха – до 1 м/с.

11. Вредные вещества. Нормирование вредных веществ.

В настоящее время известно около 7 млн химических веществ и соединений (далее - вещество), из которых 60 тыс. находят применение в деятельности человека. На международном рынке ежегодно появляется 500-1000 новых химических соединений и смесей.

Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Таблица 3.2. Оптимальные и допустимые нормы параметров микроклимата в рабочей зоне производственных помещений

Химические вещества (органические, неорганические, элементоорганические) в зависимости от их практического использования классифицируются:

- на промышленные яды, используемые в производстве: например, органические растворители (дихлорэтан), топливо (пропан, бутан), красители (анилин);

- ядохимикаты, используемые в сельском хозяйстве: пестициды (гексахлоран), инсектициды (карбофос) и др.;

- лекарственные средства;

- бытовые химикаты, используемые в виде пищевых добавок (уксусная кислота), средства санитарии, личной гигиены, косметики и т.д.;

- биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях и грибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (змей, пчел, скорпионов);

- отравляющие вещества (ОВ): зарин, иприт, фосген и др. Ядовитые свойства могут проявить все вещества, даже такие, как поваренная соль в больших дозах или кислород при повышенном давлении. Однако к ядам принято относить лишь те вещества, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительно небольших количествах.

К промышленным ядам относится большая группа химических веществ и соединений, которые в виде сырья, промежуточных или готовых продуктов встречаются в производстве.

В организм промышленные химические вещества могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу. Однако основным путем их поступления являются легкие. Помимо острых и хронических профессиональных интоксикаций промышленные яды могут вызывать снижение устойчивости организма и повышение общей заболеваемости.

Бытовые отравления чаще всего возникают при попадании яда в желудочно-кишечный тракт (ядохимикатов, бытовых химикатов, лекарственных веществ). Возможны острые отравления и заболевания при попадании яда непосредственно в кровь, например, при укусах змеями, насекомыми и при инъекциях лекарственных веществ.

Токсическое действие вредных веществ характеризуется показателями токсикометрии, в соответствии с которыми вещества классифицируют на чрезвычайно токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные и малотоксичные. Эффект токсического действия различных веществ зависит от количества попавшего в организм вещества, его физических свойств, длительности поступления, химизма взаимодействия с биологическими средами (кровью, ферментами). Кроме тот, он зависит от пола, возраста, индивидуальной чувствительности, путей поступления и выведения, распределения в организме, а также метеорологических условий и других сопутствующих факторов окружающей среды.

Общая токсикологическая классификация вредных веществ приведена в табл. 3.3.

Таблица 3.3. Токсикологическая классификация вредных веществ

Общее токсическое воздействие

Токсические вещества

Нервно-паралитическое действие (бронхоспазм, удушье, судороги и параличи) Кожно-резорбтивное действие (местные воспалительные и некротические изменения в сочетании с общетоксическими резорбтивными явлениями) Общетоксическое действие (гипоксические судороги, кома, отек мозга, параличи) Удушающее действие (токсический отек легких) Слезоточивое и раздражающее действие (раздражение наружных слизистых оболочек) Психотическое действие (нарушение психической активности)

Фосфорорганическис инсектициды (хлорофос, карбофос, никотин, ОВ и др.) Дихлорэтан, гексахлоран, уксусная эссенция, мышьяк и его соединения, ртуть (сулема) Синильная кислота и ее производные, угарный газ, алкоголь и его суррогаты, О В Оксиды азота, ОВ Пары крепких кислот и щелочей, хлорпикрин, ОВ Наркотики, атропин

Яды наряду с общей обладают избирательной токсичностью, т.е. они представляют наибольшую опасность для определенного органа или системы организма. По избирательной токсичности выделяют яды:

- сердечные с преимущественным кардиотоксическим действием; к этой группе относят многие лекарственные препараты, растительные яды, соли металлов (бария, калия, кобальта, кадмия);

- печеночные, среди которых особо следует выделить хлорированные углеводы, яды, содержащиеся в грибах, фенолы, и альдегиды;

- кровяные, к которым относятся анилин и его производные, нитриты, мышьяковистый водород;

- легочные, в которые входят оксиды азота, озон, фосген и др.

Изучение биологического действия химических веществ на человека показывает, что их вредное воздействие всегда начинается с определенной пороговой концентрации.

Для количественной оценки вредного воздействия на человека химического вещества в промышленной токсикологии используются показатели, характеризующие степень его токсичности.

Средняя смертельная концентрация в воздухе ЛК50 - концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух- четырехчасовом ингаляционном воздействии на мышей или крыс.

Средняя смертельная доза ЛЩ0 - доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном введении в желудок.

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу ЛД!-0 -доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном нанесении на кожу.

Порог хронического действия 1лт(Т- минимальная (пороговая) концентрация вредного вещества, вызывающая вредное действие в хроническом эксперименте по 4 ч 5 раз в неделю па протяжении не менее 4 мес.

Порог острого действия 1Атас - минимальная (пороговая) концентрация вредного вещества, вызывающая изменения биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций.

Зона острого действия 2ас - отношение средней смертельной концентрации ЛК50 к порогу острого действияЫтаас:

Это соотношение показывает диапазон концентраций, оказывающих действие на организм при однократном поступлении, от начальных до крайних, влияющих наиболее неблагоприятно.

Зона хронического действия Zcr - отношение порога острого действия Limm. к порогу хронического действия Limr/;

Это соотношение показывает, насколько велик разрыв между концентрациями, вызывающими начальные явления интоксикации при однократном и длительном поступлении в организм. Чем меньше зона острого действия, тем опаснее вещество, поскольку даже небольшое превышение пороговой концентрации может вызвать смертельный исход. Чем шире зона хронического действия, тем опаснее вещество, так как концентрации, оказывающие хроническое действие, значительно меньше концентраций, вызывающих острое отравление.

Коэффициент возможного ингаляционного отравления (КВИО) - отношение максимально достигаемой концентрации вредного вещества в воздухе при 20 °С к средней смертельной концентрации вещества для мышей.

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны ПДКр;( - такая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или другой продолжительности, но не более 40 ч в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследования, в процессе работы пли в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Рис. 3.1. Зависимость биологического действия химических веществ от токсикологических показателей:

Д (К) - доза (концентрация)

Величина ПДКрз устанавливается на уровне в два-три раза ниже, чем порог хронического действия. Такое снижение называется коэффициентом запаса (K.J.

Зависимость биологического действия химических веществ от токсикологических показателей представлена на рис. 3.1.

В табл. 3.4 приведена классификация вредных веществ по классам опасности.

Таблица 3.4. Классификация вредных веществ по классам опасности

В реальных условиях в воздухе присутствует, как правило, несколько химических веществ, которые могут оказывать комбинированное воздействие на организм человека. Различают три возможных эффекта (рис. 3.2) комбинированного воздействия химических веществ на организм человека:

1 - суммация (аддитивность) - явление суммирования эффектов, индуцированных комбинированным действием;

Рис. 3.2. Характеристики эффекта воздействия вредного вещества на организм человека

2 - потенцирование (синергизм) - усиление эффекта воздействия (эффект, превышающий суммацию);

3 - антагонизм - эффект комбинированного воздействия меньше ожидаемого при суммации.

Нормирование комбинированного действия

отвечает случаю аддитивности.

При потенцировании используют формулу

где Х,- - поправка, учитывающая усиление эффекта; С, - фактические концентрации химических веществ в воздухе рабочей зоны; ПДК, - их предельно допустимые концентрации.

Нормирование качества воды рек, озер и водохранилищ проводят в соответствии с Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения № 4630-МЗ СССР по двум категориям водоемов: I - хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения; II - рыбохозяйственного назначения.

Правила устанавливают нормируемые значения для следующих параметров воды водоемов: содержание плавающих примесей и взвешенных веществ, запах, привкус, окраска и температуры воды, значение рН, состав и концентрации минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, биологическая потребность воды в кислороде, состав и ПДК,, ядовитых и вредных веществ и болезнетворных бактерий.

Лимитирующий показатель вредности (ЛПВ) для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения используют трех видов: санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический; для водоемов рыбохозяйственного назначения наряду с указанными используют еще два вида ЛПВ - токсикологический и рыбохозяйственный.

В табл. 3.5 представлены ПДКВ некоторых веществ для водоемов.

Санитарное состояние водоема отвечает требованиям норм при выполнении следующего соотношения:

где Ст - концентрация вещества /-го ЛПВ в расчетном створе водоема; ПДК, - предельно допустимая концентрация 1-го вещества.

Для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения проверяют выполнение трех, а для водоемов рыбохозяйственного назначения - пяти неравенств. При этом каждое вещество можно учитывать только в одном неравенстве.

Таблица 3.5. ПДКв некоторых веществ для водоемов (извлечение)

Гигиенические и технические требования к источникам водоснабжения и правила их выбора в интересах здоровья населения регламентируются ГОСТ 2761-84. Гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения указаны в санитарных правилах и нормах СанПиН 2.1.4.559-96 и СанПиН 2.1.4.544-96, а также ГН 2.1.5.689-98.

Нормирование химическою загрязнения почв осуществляется по предельно допустимым концентрациям (ПДКП). Это концентрация химического вещества в пахотном слое почвы, мг/ кг, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательной) влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы. По своей величине ПДКП значительно отличается от принятых допустимых концентраций для воды и воздуха. Это отличие объясняется тем, что поступление вредных веществ в организм непосредственно из почвы происходит в исключительных случаях в незначительных количествах, в основном через контактирующие с почвой среды (воздух, воду, растения).

Регламентирование загрязнения осуществляется в соответствии с нормативными документами. Различают четыре разновидности ПДК" (табл. 3.6) в зависимости от пути миграции химических веществ в сопредельные среды: ТВ - транслокационный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений; МА - миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу; МВ - миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водные источники; ОС - общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и микробиоценоз. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест проводится по методическим указаниям МУ 2.1.7.730-99.

Таблица 3.6. ПДКп для почвы

Для оценки содержания вредных веществ в почве проводят отбор проб на участке 25 м2 в 3-5 точках по диагонали с глубины 0,25 м, а при выяснении влияния загрязнения на грунтовые воды - с глубины 0,75-2 м в количестве 0,2-1 кг. В случае применения новых химических соединений, для которых отсутствует ПДКП, рассчитывают временные допустимые концентрации:

где ПДКмр - предельно допустимая концентрация для продуктов питания (овощных и плодовых культур), мг/кг.

К профессиональным заболеваниям, вызываемым воздействием вредных веществ, относятся острые и хронические интоксикации, протекающие с изолированным или сочетанным поражением органов и систем: токсическое поражение органов дыхания (ринофаринголарингит, эрозия, перфорация носовой перегородки, трахеит, бронхит, пневмосклероз и др.); токсическая анемия, токсический гепатит, токсическая нефропатия; токсическое поражение нервной системы (полиневропатия, неврозоподобные состояния, энцефалопатия); токсическое поражение глаз (катаракта, конъюктивит, кератоконъюктивит); токсическое поражение костей (остеопороз, остеосклероз). В ту же группу входят болезни кожи: металлическая, фторопластовая (тефлоновая) лихорадка, аллергические заболевания, новообразования.

Следует иметь в виду возможность развития профессиональных опухолевых заболеваний, особенно органов дыхания, печени, желудка и мочевого пузыря, лейкозов при длительных контактах с продуктами перегонки каменного угля, нефти, сланцев, с соединениями никеля, хрома, мышьяка, винил-хлоридом, радиоактивными веществами и т.д., а также профессиональных заболеваний, вызываемых воздействием промышленных аэрозолей: пневмокоииозы (силикоз, силикатозы, металлокониозы, карбокониозы, пневмокониозы от смешанной пыли, пневмокониозы от пыли пластмасс), биссиноз, хронический бронхит.

В среде обитания происходит постоянный рост частоты профессиональных заболеваний аллергической природы: конъюктивиты и риниты, бронхиальная астма и астматический бронхит, токсикодермия и экзема, токсикоаллергический гепатит при воздействии химических веществ - аллергенов. Среди них существенное место занимают лекарственные препараты, например витамины и сульфаниламиды, вещества биологической природы (гормональные и ферментные препараты и т.д.).

Факторы среды обитания, распространенные в условиях населенных мест, могут приводить к росту общих заболеваний, развитие и течение которых провоцируется неблагоприятным влиянием окружающей среды. К ним относятся респираторно-аллергические заболевания органов дыхания, болезни сердечно-сосудистой системы, печени, ночек, селезенки, нарушение детородной функции женщин, увеличение числа детей, родившихся с пороками, снижение половой функции мужчин, рост онкологических заболеваний.

12. Вибрации и акустические колебания. Нормирование вибрации и акустических колебаний. Защита от шума и вибрации.

Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает как слышимые, так и неслышимые колебания упругих сред. Акустические колебания в диапазоне 16Гц-20 кГц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом, называют звуковыми, с частотой менее 16 Гц - инфразвуковыми, выше 20 кГц - ультразвуковыми. Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле.

Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот и интенсивностей. Область слышимых звуков ограничена двумя пороговыми кривыми, изображенными на диаграмме области слухового восприятия (см. рис. 2.11): нижняя - порог слышимости, верхняя - порог болевого ощущения. Самые низкие значения порогов лежат в диапазоне 1-5 кГц. Порог слуха молодого человека составляет 0 дБ на частоте 1000 Гц, на частоте 100 Гц порог слухового восприятия значительно выше, так как ухо менее чувствительно к звукам низких частот. Болевым порогом принято считать звук с уровнем 140 дБ, что соответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности 100 Вт/м2. Звуковые ощущения оцениваются по порогу дискомфорта (слабая боль в ухе, ощущения касания, щекотания).

Шум определяют как совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. Окружающие человека шумы имеют разную интенсивность, дБА: разговорная речь - 50-60, автосирена - 100, шум двигателя легкового автомобиля - 80, громкая музыка - 70, шум от движения трамвая - 70-80, шум в обычной квартире - 30-40.

По спектральному составу в зависимости от преобладания звуковой энергии в соответствующем диапазоне частот различают низко-, средне- и высокочастотные шумы, по временным характеристикам - постоянные и непостоянные, последние в свою очередь делятся на колеблющиеся, прерывистые и импульсные, по длительности действия - продолжительные и кратковременные. С гигиенических позиций придается большое значение амплитудно-временным, спектральным и вероятностным параметрам непостоянных шумов, наиболее характерных для современного производства.

Интенсивный шум на производстве способствует снижению внимания и увеличению числа ошибок при выполнении работы, исключительно сильное влияние оказывает шум на быстроту реакций, сбор информации и аналитические процессы, из-за шума снижается производительность труда и ухудшается качество работы. Шум затрудняет своевременную реакцию работающих на предупредительные сигналы внутрицехового транспорта (автопогрузчиков, мостовых кранов и т.п.), что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.

В биологическом отношении шум является заметным стрессовым фактором, способным вызвать срыв приспособительных реакций. Акустический стресс может приводить к разным проявлениям: от функциональных нарушений регуляции центральной нервной системы (ЦНС) до морфологически обозначенных дегенеративных деструктивных процессов в разных органах и тканях. Степень шумовой патологии зависит от интенсивности и продолжительности воздействия, функционального состояния ЦНС и, что очень важно, от индивидуальной чувствительности организма к акустическому раздражителю. Индивидуальная чувствительность к шуму составляет 4-17%. Считают, что повышенная чувствительность к шуму определяется сенсибилизированной вегетативной реактивностью, присущей 11% населения. Женский и детский организмы особенно чувствительны к шуму. Высокая индивидуальная чувствительность может быть одной из причин повышенной утомляемости и развития различных неврозов.

Шум оказывает влияние на весь организм человека: угнетает ЦНС, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечнососудистых заболеваний, гипертонической болезни, может приводить к профессиональным заболеваниям.

Шум с уровнем звукового давления до 30-35 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40-70 дБ в условиях среды обитания создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия, и при длительном действии может быть причиной неврозов. Воздействие шума с уровнем свыше 75 дБ может привести к потере слуха - профессиональной тугоухости. При действии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при еще более высоких (более 160 дБ) -и смерть.

Специфическое шумовое воздействие, сопровождающееся повреждением слухового анализатора, проявляется медленно прогрессирующим снижением слуха. У некоторых лиц серьезное шумовое повреждение слуха может наступить в первые месяцы воздействия, у других потеря слуха развивается постепенно, в течение всего периода работы на производстве. Снижение слуха на 10 дБ практически неощутимо, на 20 дБ - начинает серьезно мешать человеку, так как нарушается способность слышать важные звуковые сигналы, наступает ослабление разборчивости речи.

Оценка состояния слуховой функции базируется на количественном определении потерь слуха и производится по показателям аудиометрического исследования. Основным методом исследования слуха является тональная аудиометрия. При оценке слуховой функции определяющими приняты средние показатели порогов слуха в области восприятия речевых частот (500, 1000, 2000 Гц), а также потеря слухового восприятия в области 4000 Гц.

В качестве критерия профессионального снижения слуха принят показатель средней арифметической величины снижения слуха в речевом диапазоне, равный 11 дБ и более. Помимо патологии органа слуха при воздействии шума наблюдаются отклонения в состоянии вестибулярной функции, а также общие неспецифические изменения в организме; рабочие жалуются на головные боли, головокружение, боли в области сердца, повышение артериального давления, боли в области желудка и желчного пузыря, изменение кислотности желудочного сока. Шум вызывает снижение функции защитных систем и общей устойчивости организма к внешним воздействиям.

Нормируемые параметры шума в местах пребывания людей определены ГОСТ 12.1.003-83 с дополнениями 1989 г. и СН 2.2.4/2.1.8.562-96 "Шум на рабочих местах,

в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки". Документы дают классификацию шумов по спектру на широкополосные и тональные, а по временным характеристикам - на постоянные и непостоянные. Для нормирования постоянных шумов применяют допустимые уровни звукового давления (УЗД) в девяти октавных полосах частот (табл. 3.7) в зависимости от вида производственной деятельности. Для ориентировочной оценки в качестве характеристики постоянного широкополосного шума на [рабочих местах допускается принимать уровень звука (дБА), определяемый по шкале А шумометра с коррекцией низкочастотной составляющей но закону чувствительности органов слуха и приближением результатов объективных измерений к субъективному восприятию.

Непостоянные шумы делятся на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные. Нормируемой характеристикой непостоянного шума является эквивалентный по энергии уровень звука (дБА). Допустимые значения эквивалентных уровней непостоянных широкополосных шумов приведены в табл. 3.7.

Для тонального и импульсного шума допустимый уровень звука должен быть на 5 дБ меньше значений, указанных в табл. 3.7. Эквивалентный по энергии уровень звука

где т,- - относительное время воздействия шума % времени измерения; Ц - уровень звука класса г, дБА.

При оценке шума допускается использовать дозу шума, так как установлена линейная зависимость "доза - эффект" по временному смещению порога слуха, что свидетельствует об адекватности оценки шума по энергии. Дозный подход позволяет также оценить кумуляцию шумового воздействия за рабочую смену.

Оценивать и прогнозировать потери слуха, связанные с действием производственного шума, дает возможность стандарт ИСО 1999: (1975) "Акустика - определение профессиональной экспозиции шума и оценка нарушений слуха, вызванных шумом".

В производственных условиях нередко возникает опасность комбинированного влияния высокочастотного шума и низкочастотного ультразвука, например, при работе реактивной техники, при использовании плазменных технологий.

Ультразвук (как упругие волны) не отличается от слышимого звука, однако частота колебательного процесса способствует большему затуханию колебаний вследствие трансформации энергии в теплоту.

По частотному спектру ультразвуковые колебания подразделяют па: низкочастотные - 1,12-10,4 -100 Гц; высокочастотные - 1,0-105-1,0-109 Гц; по способу распространения - на воздушный и контактный ультразвук.

Низкочастотные ультразвуковые колебания хорошо распространяются в воздухе. Биологический эффект воздействия их на организм зависит от интенсивности, длительности воздействия и размеров поверхности тела, подвергаемой действию ультразвука. Длительное систематическое влияние ультразвука, распространяющегося в воздухе, вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. У работающих на ультразвуковых установках отмечают выраженную астению, сосудистую гипотонию, снижение электрической активности сердца и мозга. Изменения ЦНС в начальной фазе проявляются нарушением рефлекторных функций мозга (чувство страха в темноте, в ограниченном пространстве, резкие приступы с учащением пульса, чрезмерной потливостью, спазмы в желудке, кишечнике, желчном пузыре). Наиболее характерны вегетососудистая листания с жалобами на резкое утомление, головные боли и чувство давления в голове, затруднение концентрации внимания, торможение мыслительного процесса, на бессонницу.

Контактное воздействие высокочастотного ультразвука на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности, т.е. развиваются периферические нарушения. Установлено, что ультразвуковые колебания могут вызвать изменения костной структуры с разрежением плотности костной ткани.

Таблица 3.7. Допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий по ГОСТ 12.1.003-83 с дополнениями 1989 г. (извлечение)

Профессиональные заболевания зарегистрированы лишь при контактной передаче ультразвука на руки - вегетосенсорная (ангионевроз) или сенсомоторная полиневропатия рук.

Гигиенические нормативы ультразвука определены ГОСТ 12.1.001-89 и СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96. Гигиенической характеристикой воздушного ультразвука на рабочих местах являются уровни звукового давления (дБ) в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами 12,5-100 кГц: среднегеометрические частоты третьоктавных полос, кГц: 12,5 уровень звукового давления, дБ: 80 80 (90) 100 105 I 10

Примечание. По согласованию с заказчиком допускается устанавливать значение показателя, указанное в скобках.

Характеристикой контактного ультразвука является пиковое значение виброскорости или его логарифмический уровень (табл. 3.8).

Допустимые уровни контактного ультразвука следует принимать на 5 дБ ниже значений, указанных в табл. 3.8, в тех случаях, когда работающие подвергаются совместному воздействию воздушного и контактного ультразвука.

Инфразвук - область акустических колебаний с частотой ниже 16-20 Гц. В условиях производства инфразвук, как правило, сочетается с низкочастотным шумом, в ряде случаев - с низкочастотной вибрацией.

Таблица 3.8. Допустимые уровни виброскорости и ее пиковые значения на рабочих местах

При воздействии на организм инфразвука с уровнем 110-150 дБ могут возникать неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения: нарушения в ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе. Отмечают жалобы на головные боли, головокружение, осязаемые движения барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижение внимания и работоспособности; может появиться чувство страха, сонливость, затруднение речи; специфическая для действия инфразвука реакция нарушение равновесия. При воздействии инфразвука с уровнем 105 дБ отмечены психофизиологические реакции в форме повышения тревожности и неуверенности, эмоциональной неустойчивости.

Установлен аддитивный характер действия инфразвука и низкочастотного шума. Следует отметить, что производственный шум и вибрация оказывают более агрессивное действие, чем инфразвук сопоставимых параметров.

Гигиеническая регламентация инфразвука производится по СН 2.2.4/2.1.8.583-96, которые задают для постоянного инфразвука предельно допустимые УЗД на рабочих местах для различных видов работ, а также в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки (табл. 3.9). Для колеблющегося во времени и прерывистого инфразвука уровни звукового давления £Л1|Н, измеренные по шкале шумомера "Лин", не должны превышать 120 дБ.

Таблица 3.9. Предельно допустимые уровни инфразвука в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц, на рабочих местах и на территории застройки

На людей и животных может воздействовать ударная волна. Прямое воздействие возникает в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха.

Ввиду небольших размеров тела человека ударная волна мгновенно охватывает человека и подвергает его сильному сжатию в течение нескольких секунд. Мгновенное повышение давления воспринимается живым организмом как резкий удар. Скоростной напор при этом создает значительное лобовое давление, которое может привести к перемещению тела в пространстве. Косвенные поражения людей и животных могут произойти в результате ударов осколков стекла, шлака, камней, дерева и других предметов, летящих с большой скоростью.

Степень воздействия ударной волны зависит от мощности взрыва, расстояния, метеоусловий, местонахождения (в здании, на открытой местности) и положения человека (лежа, сидя, стоя) и характеризуется легкими, средними тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.

Избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа и менее для людей и животных, расположенных вне укрытий, считается безопасным. Легкие поражения наступают при избыточном давлении 20-40 кПа. Они выражаются кратковременными нарушениями функций организма (звоном в ушах, головокружением, головной болью). Возможны вывихи, ушибы. Поражения средней тяжести возникают при избыточном давлении 40-60 кПа. При этом могут быть вывихи конечностей, контузии головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечения из носа и ушей.

Тяжелые контузии и травмы возникают при избыточном давлении 60-100 кПа. Они характеризуются выраженной контузией всего организма, переломами костей, кровотечениями из носа, ушей; возможно повреждение внутренних органов и внутреннее кровотечение. Крайне тяжелые контузии и травмы у людей возникают при избыточном давлении более 100 кПа. Отмечаются разрывы внутренних органов, переломы костей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга, длительная потеря сознания. Разрывы наблюдаются в органах, содержащих большое количество крови (печени, селезенке, почках), наполненных газом (легких, кишечнике), имеющих полости, наполненные жидкостью (головном мозге, мочевом и желчном пузырях). Эти травмы могут привести к смертельному исходу.

Радиус поражения обломками зданий, особенно осколками стекол, разрушающихся при избыточном давлении 2-7 кПа, может превысить радиус непосредственного поражения ударной волной.

Воздушная ударная волна также действует на растения. Полное повреждение лесного массива наблюдается при избыточном давлении более 50 кПа. Деревья при этом вырываются с корнем, ломаются и отбрасываются, образуются сплошные завалы. При избыточном давлении 30-50 кПа повреждается около 50% деревьев, создаются сплошные завалы, а при избыточном давлении 10-30 кПа - до 30% деревьев. Молодые деревья более устойчивы, чем старые.

Вибрация представляет собой процесс распространения механических колебаний в твердом теле. При воздействии вибрации на организм (рис. 3.3) важную роль играют анализаторы ЦНС: вестибулярный, кожный и другие аппараты.

Длительное воздействие вибрации ведет к развитию профессиональной вибрационной болезни. Вибрация, воздействуя на машинный компонент системы "человек - машина", снижает производительность технических установок (за исключением специальных случаев) и точность считываемых показаний приборов, вызывает знакопеременные напряжения, приводящие к усталостному разрушению в конструкции, и т.д.

Вибрации могут быть непреднамеренными (например, из-за плохой балансировки и центровки вращающихся частей машины и оборудования, пульсирующего движения жидкости, работы перфоратора) и специально используемыми в технологических процессах (вибропогружатели свай, вибрационное оборудование для производства железобетонных конструкций и укладки бетона, специальное оборудование

Рис. 3.3. Действие вибрации на человека

для ускорения химических реакций и т.п.). Вибрации характеризуются частотой и амплитудой смещения, скоростью и ускорением.

Особенно вредны вибрации с вынужденной частотой, совпадающей с частотой собственных колебаний тела человека или его отдельных органов (для тела человека - 6-9 Гц, головы - 6 Гц, желудка - 8 Гц, других органов - в пределах 25 Гц).

Частотный диапазон расстройств зрительных восприятий лежит между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок.

При работе строительных машин и в технологических процессах существуют горизонтальные и вертикальные толчки и тряска, сопровождающиеся возникновением периодических импульсных ускорений. При частоте колебаний от 1 до 10 Гц предельные ускорения, равные 10 мм/с2, являются неощутимыми, 40 мм/с2 - слабоощутимыми, 400 мм/с2 - сильно ощутимыми и 1000 мм/с2 - вредными.

Низкочастотные колебания с ускорением 4000 мм/с2 -непереносимые.

Вибрация по способу передачи телу человека подразделяется на общую (воздействие на все тело человека) и локальную (воздействие на отдельные части тела - руки и ноги).

Общую вибрацию по источнику ее возникновения и возможности регулирования ее интенсивности оператором подразделяют на следующие категории (ГОСТ 12.1.012-90 "Вибрационная безопасность. Общие требования"):

- категория 1 - транспортная вибрация, воздействующая на оператора па рабочих местах самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, агрофону и дорогам, в том числе при их строительстве; при этом оператор может активно, в известных пределах, регулировать воздействие вибрации;

категория 2 - транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека-оператора на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок; при этом оператор может лишь иногда регулировать воздействие вибрации;

- категория 3а - технологическая вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации;

категория 3б - вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом. К пей относятся рабочие места на промышленных кранах, у металло- и деревообрабатывающих станков, кузнечно-прессового оборудования, литейных машин и другого стационарного технологического оборудования.

Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые начинаются с концевых фаланг пальцев рук и распространяются па всю кисть, предплечье, захватывают сосуды сердца. Диапазон частот 35-250 Гц является наиболее критическим для развития вибрационной болезни.

Локальная вибрация по источнику возникновения подразделяется:

- на передающуюся от ручных машин (с двигателями), органов ручного управления машин и оборудования;

- передающуюся от ручных инструментов (без двигателей) и обрабатываемых деталей.

При гигиенической оценке двух видов вибрации следует иметь в виду, что санитарно-гигиенические требования и правила в первом случае включаются в техническую документацию на машины и оборудование, а во втором - в документацию на технологию проведения работ.

Вибрация рабочих мест операторов транспортных средств и оборудования носит преимущественно низкочастотный характер с высокими уровнями в октавах 1-8 Гц и зависит от технологической операции, скорости передвижения, типа сидения, виброзащиты, степени изношенности машины, профиля дорог и т.д. Характер спектров - широкополосный, при этом максимум энергии лежит в диапазонах 1-2 Гц; 4-8 Гц. На операторов транспортных средств обычно воздействует переменная по уровням и спектрам вибрация, микро- и макропаузы, причем операторы имеют возможность (в известных пределах) регулировать вибрационную экспозицию. Спектры вибраций рабочих мест технологического оборудования носят низко- и среднечастотный характер с максимумом энергии в октавах 4-16 Гц.

Благодаря наличию мягких тканей, костей, суставов, внутренних органов и особенностей конфигурации тело человека представляет собой сложную колебательную систему, первичная механическая реакция которой на вибрационное воздействие зависит от диапазона часки, предопределяя последующие физиологические эффекты.

Для санитарного нормирования и контроля вибраций используются среднеквадратичные значения виброускорения и виброскорости, а также их логарифмические уровни в децибелах (ГОСТ 12.1.012-90 "ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования" и СН 2.2.4/2.1.8.566-96 "Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и производственных зданий"), табл. 3.10.

Защита от вибраций

Виброакустические воздействия на работающих относятся к числу распространенных вредных факторов производства. Увеличение мощности и скоростных параметров оборудования приводит к росту интенсивности шума и вибрации. Вредное влияние виброакустических воздействий проявляется функциональными расстройствами нервной системы, поражениями органов слуха, нарушением деятельности сердечно-сосудистой системы. Вследствие этого защита от вибраций и шума имеет важное значение.

Физические характеристики и источники вибраций

Вибрациейназывают малые механические колебания любых упругих тел, распространяющихся по конструкциям: машинам, механизмам, сооружениям или их элементам. Различают вибрацию полезную и вредную. Примерамиполезного использования вибрацииявляются вибротранспорт, вибрационная технология уплотнения материалов, источники звуковых колебаний.Вреднаявибрация машин, механизмов, сооружений обусловлена несовершенством конструкции или эксплуатации этих объектов и мешает выполнению основных функций либо технологически полезна, но передается на рабочее место оператора, для которого она вредна. Мы рассмотрим только вредную для человека вибрацию.

К источникам вибрацийотносятся возвратно-поступательные движущиеся системы (кривошипно-шатунные прессы, агрегаты виброформования, высадочные автоматы и др.), неуравновешенные вращающиеся массы (шлифовальные станки и машины, турбины, моталки станов). Иногда вибрации создаются ударами при движении воздуха, жидкости. Часто вибрации вызываются дисбалансом в системе; неоднородностью материала вращающегося тела, несовпадением центра массы тела и оси вращения, деформацией деталей от неравномерного нагрева и др.

Вибрация определяется параметрами частоты (Гц), амплитудами смещения, скорости и ускорения.

Воздействие вибраций на человека

Воздействие вибрации на человека классифицируется по способу ее передачи и направлению действия. В зависимости от способа передачи вибрацию подразделяют на общую(вибрацию рабочих мест), передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, илокальную– передающуюся через руки (или ноги) человека.

Общая вибрацияс частотой менее 0,7 Гц (качка) неприятна, но не вызывает резонансных колебаний. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Для всего тела первая собственная частота лежит в диапазоне 4–6 Гц, вторая и третья (менее выраженные) – в диапазонах 10–12 Гц и 20–25 Гц соответственно. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазонах 6–9 Гц.

Локальная вибрациявызывает спазмы сосудов, начиная с пальцев, распространяется на всю кисть, предплечье, при этом нарушается снабжение конечностей кровью. Одновременно локальные вибрации действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, что приводит к деформациям и подвижности суставов.

Степень воздействия вибрации на организм человека зависит от частоты и амплитуды, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, явления резонанса.

Длительное воздействие интенсивной вибрации вызывает профессиональную вибрационную болезнь, которую можно подразделить на три формы. Первая форма болезни возникает при воздействии локальной вибрации, вторая – при воздействии общей средне- и высокочастотной или общей совместно с локальной, третья – от воздействия общей низкочастотной вибрации и толчков. Заболевшие вибрационной болезнью первой и второй формы теряют профессиональную трудоспособность и нуждаются в длительном лечении. Тяжесть и продолжительность заболевания зависят от мощности вибрации и длительности работы в ее условиях. Эти формы болезни наблюдаются у формовщиков, обрубщиков через 8–10 лет работы по профессии.

Низкочастотное и импульсное вибрационные воздействия – основной фактор, вызывающий заболевания периферической нервной системы (головокружения, пояснично-крестцовые радикулиты и др.) и заболевания желудочно-кишечного тракта. Течение этих болезней носит хронический характер и чаще не зависит от уровня мощности вибрации. Эта форма болезни наблюдается у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов.

13. Электромагнитные поля и излучения. Нормирование электромагнитных излучений. Защита от электромагнитного излучения.

Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 10 Гц. В зависимости от энергии фотонов (квантов) его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят также электрические и магнитные поля (ЭМП).

К ЭМП промышленной частоты относят ЛЭП с напряжением до 1150 кВ, открытые распределительные устройства, включающие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы. Они являются источниками электрических и магнитных полей промышленной частоты (50 Гц). Длительное действие таких полей па человека приводит к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной областях, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца. Для хронического воздействия ЭМП промышленной частоты характерны нарушение ритма и замедление частоты сердечных сокращений. У работающих с ЭМП промышленной частоты могут наблюдаться функциональные нарушения в ЦНС и сердечно-сосудистой системе, в составе крови. Поэтому необходимо ограничивать время пребывания человека в зоне действия электрического поля, создаваемого токами промышленной частоты напряжением выше 400 кВ.

Нормирование ЭПМ промышленной частоты осуществляют по предельно допустимым уровням напряженности электрического и магнитного полей частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в нем и регламентируется Санитарными нормами и правилами выполнения работ в

Таблица 3.10. Гигиенические нормы вибраций по СН 2.2.4/2.1.8.566-96 (извлечение)

условиях воздействия электрических полей промышленной частоты № 5802-91 и ГОСТ 12.1.002-84 по электрическому полю и СанПиН 2.2.4.723-98 по переменному магнитному полю частоты (50 Гц) в производственных условиях.

Пребывание в электрическом поле (ЭП) напряженностью до 5 кВ/м включительно допускается в течение всего рабочего дня. Допустимое время, ч, пребывания в ЭП напряженностью 5-20 кВ/м

где Е - напряженность воздействующего ЭП в контролируемой зоне, кВ/м.

Допустимое время пребывания человека в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное рабочее время напряженность ЭП не должна превышать 5 кВ/м. При напряженности ЭП 20-25 кВ/м время пребывания персонала в ЭП не должно превышать 10 мин. Предельно допустимый уровень напряженности ЭП устанавливается равным 25 кВ/м.

При нахождении персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП время пребывания

где Тпр - приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребыванию в нижней границе нормируемой напряженности ЭП, ч (Гпр < 8 ч); ££|,1Е),ЬЕп - время пребывания в контролируемых зонах с напряженностьюЕ2,£"; ТЕ[, ТЕг ТЕя - допустимое время пребывания в ЭП для соответствующих контролируемых зон. Различие в уровнях напряженности ЭП контролируемых зон устанавливается 1 кВ/м.

Влияние электрических полей переменного тока промышленной частоты в условиях населенных мест (внутри жилых зданий, на территории жилой застройки и на участках пересечения воздушных линий с автомобильными дорогами) ограничивается Санитарными нормами и правилами защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты № 2971-84. В качестве предельно допустимых уровней приняты следующие значения напряженности электрического поля:

- внутри жилых зданий - 0,5 кВ/м;

- на территории жилой застройки - 1 кВ/м;

- в населенной местности, вне зоны жилой застройки (земли городов в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа, в пределах поселковой черты этих пунктов), а также на территории огородов и садов - 5 кВ/м;

на участках пересечения воздушных линий (ВЛ) с автомобильными дорогами I-IV категорий - 10 кВ/м;

- в ненаселенной местности (незастроенные местности, хотя бы и частично посещаемые людьми, доступные для транспорта, и сельскохозяйственные угодья) - 15 кВ/м;

- в труднодоступной местности (не доступной для транспорта и сельскохозяйственных машин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения - 20 кВ/м.

Кроме электрических полей промышленной частоты, на работающих воздействуют переменные магнитные поля (МП) - 50 Гц.

Магнитное поле образуется в электроустановках, работающих на токе любого напряжения. Его интенсивность выше вблизи выводов генераторов, токопроводов, силовых трансформаторов и т.д.

Согласно современным представлениям основным механизмом биологического действия МП являются вихревые токи, которые индуцируются им в теле человека. При этом реакции организма имеют неспецифический характер, проявляющийся в возникновении изменений функционального состояния нервной, сердечно-сосудистой, иммунной систем.

Оценку воздействия МП на человека, согласно СанПиН 2.2.24.723-98 "Переменные магнитные поля промышленной частоты (50 Гц) в производственных условиях", производят па основании двух параметров - интенсивности и продолжительности воздействия.

Интенсивность воздействия МП определяется напряженностью (Я) или магнитной индукцией (В). Напряженность МП выражается в амперах па метр (А/м; кратная величина - кА/м), магнитная индукция - в теслах (Тл; дольные величины - мТл, мкТл, нТл). Индукция и напряженность МП связаны следующим соотношением:

где р0 = 4-10" Гн/м - магнитная постоянная. Если В измеряется в мкТл, то 1 А/м " 1,25 мкТл.

Предельно допустимые уровни МП устанавливают в зависимости от длительности пребывания персонала в зоне МП для условий общего (на вес тело) и локального (па конечности) воздействия (табл. 3.11).

Таблица 3.11. Предельно допустимые уровни МП

При необходимости пребывания персонала в зонах с различной напряженностью МП общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать предельно допустимое для зоны с максимальной напряженностью. Допустимое время пребывания может быть реализовано за один раз или дробно в течение рабочего дня. Требования по защите персонала от воздействия импульсных электромагнитных полей даны в СанПиН 2.2.4.1329-2003.

Воздействие электростатического поля (ЭСП) - статического электричества - на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько микроампер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на ток (резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, падении с высоты и т.д.

Исследование биологических эффектов показано, что наиболее чувствительны к электростатическому полю ЦНС, сердечнососудистая система, анализаторы. Люди, работающие в зоне воздействия ЭСП, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна и др. Характерны своеобразные фобии, обусловленные страхом ожидаемого разряда, склонность к психосоматическим расстройствам с повышенной эмоциональной возбудимостью и быстрой истощаемостью, неустойчивость показателей пульса и артериального давления.

Нормирование уровней напряженности ЭСП осуществляют в соответствии с ГОСТ 12.1.045-84 в зависимости от времени пребывания персонала па рабочих местах. Предельно допустимый уровень напряженности ЭСП Епрсд равен 60 кВ/м при действии в течение 1 ч. При напряженности менее 20 кВ/м время пребывания в ЭСП не регламентируется. В диапазоне напряженности 20-60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в ЭСП без средств защиты, ч,

где £фак, - фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.

Допустимые уровни напряженности ЭСП и плотности ионного потока для персонала подстанций и ВЛ постоянного тока ультравысокого напряжения установлены СН № 6032-91.

Магнитные поля могут быть постоянными (ИМИ) от искусственных магнитных материалов и систем, импульсными (ИМП), инфранизкочастотными (с частотой до 50 Гц), переменными (ПеМП). Действие магнитных полей может быть непрерывным и прерывистым.

Степень воздействия МП на работающих зависит от максимальной напряженности его в рабочем пространстве магнитного устройства или в зоне влияния искусственного магнита. Доза, полученная человеком, зависит от расположения рабочего места по отношению к МП и режима труда. Каких-либо субъективных воздействий ПМП не вызывают. При действии ПеМП наблюдаются характерные зрительные ощущения, так называемые фосфены, которые исчезают в момент прекращения воздействия. При постоянной работе в условиях хронического воздействия МП, напряженность которых превышает предельно допустимые уровни, развиваются нарушения функции нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. При преимущественно локальном воздействии могут развиваться вегетативные и трофические нарушения, как правило, в областях тела, находящихся под непосредственным воздействием МП (чаще всего рук). Они проявляются ощущением зуда, бледностью или синушностью кожных покровов, отечностью и уплотнением кожи, в некоторых случаях развивается гиперкератоз (ороговелость).

В соответствии с СН 1742-77 напряженность МП на рабочем месте не должна превышать 8 кА/м. Напряженность МП линии электропередачи напряжением до 750 кВ обычно не превышает 20-25 А/м, что не представляет опасности для человека.

Большую часть спектра полонизирующих электромагнитных излучений (ЭМИ) составляют радиоволны (3 Гц-3000 ГГц), меньшую часть - колебания оптического диапазона (инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое излучение). В зависимости от частоты падающего электромагнитного излучения ткани организмов проявляют различные электрические свойства и ведут себя как проводник или как диэлектрик.

С учетом радиофизических характеристик условно выделяют пять диапазонов частот: от единиц до нескольких тысяч герц, от нескольких тысяч до 30 МГц, 30 МГц-10 ГГц, 10-200 ГГц и 200-3000 ГГц.

Действующим началом колебаний первого диапазона являются протекающие токи соответствующей частоты через тело как через хороший проводник; для второго диапазона характерно быстрое убывание поглощения энергии с уменьшением частоты, а следовательно, и поглощенной мощности; особенностью третьего диапазона является резонансное поглощение. У человека такой характер поглощения возникает при действии ЭМИ с частотой, близкой к 70 МГц; для четвертого и пятого диапазонов характерно максимальное поглощение энергии поверхностными тканями, преимущественно кожей.

В целом по всему спектру поглощение энергии ЭМИ зависит от частоты колебаний, электрических и магнитных свойств среды. При одинаковых значениях напряженности поля коэффициент поглощения в тканях с высоким содержанием воды примерно в 60 раз выше, чем в тканях с низким содержанием воды. С увеличением длины волны глубина проникновения электромагнитных волн возрастает; различие диэлектрических свойств тканей приводит к неравномерности их нагрева, возникновению макро- и микротепловых эффектов со значительным перепадом температур.

В зависимости от места и условий воздействия ЭМИ различают четыре вида облучения: профессиональное, непрофессиональное, облучение в быту и облучение, осуществляемое в лечебных целях, а по характеру облучения - общее и местное.

Степень и характер воздействия ЭМИ на организм определяются плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывный, прерывистый, импульсный), размером облучаемой поверхности, индивидуальными особенностями организма, наличием сопутствующих факторов (повышенная температура окружающего воздуха (свыше 28 °С), наличие рентгеновского излучения). Наряду с интенсивностно-временными параметрами воздействия имеют значение режимы модуляции (амплитудный, частотный или смешанный) и условия облучения. Установлено, что относительная биологическая активность импульсных излучений выше непрерывных.

Биологические эффекты от воздействия ЭМИ могут проявляться в различной форме: от незначительных функциональных сдвигов до нарушений, свидетельствующих о развитии явной патологии. Следствием поглощения энергии ЭМИ является тепловой эффект. Избыточная теплота, выделяющаяся в организме человека, отводится путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции; начиная с определенного предела, организм не справляется с отколом теплоты от отдельных органов, и температура их может повышаться. Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузырь). Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), причем развитие катаракты является одним из немногих специфических поражений, вызываемых ЭМИ радиочастот в диапазоне 300 МГц-300 ГГц при плотности потока энергии (ППЭ) свыше 10 мВт/см2. Помимо катаракты при воздействии ЭМИ возможны ожоги роговицы.

Для длительного воздействия ЭМИ различных диапазонов длин волн при умеренной интенсивности (выше ПДУ) характерным считают развитие функциональных расстройств ЦНС с не резко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появиться головные боли, повышение и понижение давления, урежение пульса, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно-психические расстройства, быстрое развитие утомления. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела. Наблюдаются изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного анализаторов. На ранней стадии изменения носят обратимый характер, при продолжающемся воздействии ЭМИ происходит стойкое снижение работоспособности. В пределах радиоволнового диапазона доказана наибольшая биологическая активность микроволнового СВЧ-поля в сравнении с. ВЧ и УВЧ.

Острые нарушения при воздействии ЭМИ (аварийные ситуации) сопровождаются сердечнососудистыми расстройствами с обмороками, резким учащением пульса и снижением артериального давления. В последнее время особое беспокойство у специалистов в области электромагнитной безопасности человека вызывают сотовые телефоны и компьютеры, а также разнообразные радиоэлектронные и электрические изделия, широко используемые в быту: телевизоры, игровые приставки, микроволновые печи, электроплиты, электрочайники, холодильники, электроутюги, электрофены, электробритвы, электромассажеры, электрогрелки, электроодеяла, отопительные электрорадиаторы и другая бытовая техника.

Согласно определению стресса как общего адаптационного синдрома, вызывающего неспецифические реакции организма, ЭМИ, безусловно, могут быть определены как стрессирующий фактор. Уже при уровнях, превышающих фоновые, но не достигающих ПДУ для соответствующего диапазона частот, отмечаются значимые функциональные изменения состояния сердечно-сосудистой и нервной систем, гематологических, иммуноцитохимических показателей, свидетельствующие об адаптационно-компенсаторных процессах в организме, что является проявлением реакции напряжения. Субъективно человеком отмечаются повышенная раздражительность, утомляемость, головные боли, расстройства сна, памяти.

Систематическое воздействие на человека ЭМИ с уровнями, превышающими ПДУ, приводит к развитию явлений дезадаптации, что проявляется в виде серьезных изменений в состоянии его здоровья, которые, однако, не имеют специфического характера.

В первую очередь страдают ЦНС, эндокринная и иммунная системы.

В настоящее время имеются данные, свидетельствующие о том, что ЭМИ следует рассматривать как один из факторов риска в развитии раннего атеросклероза, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца и инфаркта миокарда, синдрома депрессии, таких нейродегенеративных заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, прогрессирующая мышечная атрофия.

Нормирование ЭМИ радиочастотного диапазона проводится по ГОСТ 12.1.006-84 и СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96. В основу гигиенического нормирования положен принцип действующей дозы, учитывающей энергетическую нагрузку.

В диапазоне частот 60 кГц-300 МГц интенсивность магнитного поля выражается предельно допустимой напряженностью Е1Щ электрического и Япд магнитного полей. Помимо напряженности нормируемым значением является предельно допустимая энергетическая нагрузка электрического ЭНЯ и магнитного ЭНН полей. Энергетическая нагрузка, создаваемая электрическим полем, равна ЭН£ =Е2Т, магнитным - ЭНя = Я2Г(гдеТ - время воздействия, ч).

Предельно допустимые £ и Я в диапазоне час гот 60 кГц-300 МГц на рабочих местах персонала устанавливают исходя из допустимой энергетической нагрузки и времени воздействия; они могут быть определены по следующим формулам:

где ЭН£ . и ЭНН - предельно допустимые значения энергетической нагрузки в течение рабочего дня, В/м2 o ч и А/м2 o ч (табл. 3.12).

В диапазоне частот 300 МГц-300 ГГц интенсивность ЭМИ характеризуется плотностью потока энергии (ППЭ); энергетическая нагрузка представляет собой произведение плотности потока энергии ноля на время его воздействия ЭНт]Э = ППЭ o Т.

Таблица 3.12. Максимальные значения .Епд, Нпд

Предельно допустимые значения ППЭ электромагнитного поля

где k- коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 1 для всех случаев воздействия, исключая облучение от вращающихся сканирующих антенн;k = = 10 - для случаев облучения от вращающихся сканирующих антенн; ЭНППЭ - предельно допустимая энергетическая нагрузка, равная 2 Вт/м2 o ч; Г - время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч.

Во всех случаях максимальное значение ППЭПД не должно превышать 10 Вт/м2, а при локальном облучении кистей рук - 50 Вт/м2.

Инфракрасное излучение (ИК) - часть электромагнитного спектра с длиной волныX = 780 нм-1000 мкм, энергия которого при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект. С учетом особенностей биологического действия ПК-диапазон спектра подразделяют на три области: ИК-А (780-1400 нм), И К-В (1400-3000 нм) и ИК-С (3000 нм-1000 мкм). Наиболее активно коротковолновое ИК-излучение, так как оно обладает наибольшей энергией фотонов, способно глубоко проникать в ткани организма и интенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях. Например, интенсивность 70 Вт/м2 при длине волныX = 1500 нм уже дает повреждающий эффект вследствие специфического воздействия лучистой теплоты (в отличие от конвекционной) на структурные элементы клеток тканей, на белковые молекулы с образованием биологически активных веществ.

Наиболее поражаемые у человека органы - кожный покров и органы зрения; при остром повреждении кожи возможны ожоги, резкое расширение артериокапилляров, усиление пигментации кожи; при хронических облучениях изменение пигментации может быть стойким, например эритемоподобный (красный) цвет лица у рабочих - стеклодувов, сталеваров. К острым нарушениям органа зрения относится ожог конъюктивы, помутнение и ожог роговицы, ожог тканей передней камеры глаза. При остром интенсивном ИК-излучении (100 Вт/см2 для X = 780-Н800 нм) и длительном облучении (0,08-0,4 Вт/см2) возможно образование катаракты. Коротковолновая часть ИК-излучения может фокусироваться па сетчатке, вызывая се повреждение. ИК-излучение воздействует, в частности, на обменные процессы в миокарде, водно-электролитный баланс в организме, на состояние верхних дыхательных путей (развитие хронического ларингита, ринита, синуситов), не исключается мутагенный эффект ИК-облучения.

Нормирование ИК-излучения осуществляется по интенсивности допустимых интегральных потоков излучения с учетом спектрального состава, размера облучаемой площади, защитных свойств спецодежды для продолжительности действия более 50% смены в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 и СН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений".

Видимое (световое) излучение - диапазон электромагнитных колебаний с длиной волны 780-400 нм. Излучение видимого диапазона при достаточных уровнях энергии также может представлять опасность для кожных покровов и органа зрения. Пульсации яркого света вызывают сужение полей зрения, оказывают влияние на состояние зрительных функций, нервной системы, общую работоспособность.

Широкополосное световое излучение больших энергий характеризуется световым импульсом, действие которого на организм приводит к ожогам открытых участков тела, временному ослеплению или ожогам сетчатки глаз (например, световое излучение ядерного взрыва). Минимальная ожоговая зона светового излучения колеблется в диапазоне 2,93-8,37 ДжДсм2 o с) за время мигательного рефлекса (0,15 с). Сетчатка может быть повреждена при длительном воздействии света умеренной интенсивности, недостаточной для развития термического ожога, например, при воздействии голубой части спектра (400 550 им), оказывающей на сетчатку специфическое фотохимическое воздействие.

Оптическое излучение видимого и инфракрасного диапазона при избыточной плотности может приводить к истощению механизмов регуляции обменных процессов, особенно к изменениям в сердечной мышце с развитием дистрофии миокарда и атеросклероза.

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) - спектр электромагнитных колебаний с длиной волны 200-400 нм. По биологическому эффекту выделяют три области УФИ: УФА - с длиной волны 400-315 нм, отличается сравнительно слабым биологическим действием; УФВ - с длиной волны 315-280 нм, обладает выраженным загарным и антирахитическим действием; УФС - с длиной волны 280-200 им, активно действует на тканевые белки и липиды, обладая выраженным бактерицидным действием.

Ультрафиолетовое излучение, составляющее приблизительно 5% плотности потока солнечного излучения, - жизненно необходимый фактор, оказывающий благотворное стимулирующее действие на организм. Ультрафиолетовое облучение может понижать чувствительность организма к некоторым вредным воздействиям вследствие усиления окислительных процессов в организме и более быстрого выведения вредных веществ из организма. Под воздействием УФИ оптимальной плотности наблюдалось более интенсивное выведение марганца, ртути, свинца; оптимальные дозы УФИ активизируют деятельность сердца, обмен веществ, повышают активность ферментов дыхания, улучшают кроветворение. Однако загрязнение атмосферы больших городов понижает ее прозрачность для УФИ, ограничивая его благотворное влияние на население.

Ультрафиолетовое излучение искусственных источников (например, электросварочных дуг, плазмотронов) может стать причиной острых и хронических профессиональных поражений. Наиболее уязвимы глаза, причем страдает преимущественно роговица и слизистая оболочка. Острые повреждения глаз, так называемые электроофтальмии, представляют собой острый конъюнктивит, или кератоконъюктивит. Заболевание проявляется ощущением постороннего тела или песка в глазах, светобоязнью, слезотечением. Нередко наблюдается эритема кожи лица и век. К хроническим заболеваниям относят хронический конъюнктивит, блефарит, катаракту. Роговица глаза наиболее чувствительна к излучению длиной волны 270-280 им; наибольшее воздействие на хрусталик оказывает излучение в диапазоне 295-320 нм. Возможность поражающего действия УФА на сетчатку невелика, однако не исключена.

Кожные поражения протекают в форме острых дерматитов с эритемой, иногда отеком и образованием пузырей. Могут возникнуть общетоксические явления с повышением температуры, ознобом, головными болями. На коже после интенсивного УФ-облучения развиваются гиперпигментация и шелушение. Длительное воздействие УФ-лучей приводит к старению кожи, атрофии эпидермиса, возможно развитие злокачественных новообразований. При повторном воздействии УФИ имеет место кумуляция биологических эффектов.

В комбинации с химическими веществами УФИ приводит к фотосенсибилизации - повышенной чувствительности организма к свету с развитием фототоксических и фотоаллергических реакций. Фотоаллергия проявляется в виде экзематозных реакций, образования узелково-папулезной сыпи на коже и слизистых. Фотоаллергия может приводить к стойкому повышению чувствительности организма к УФИ даже в отсутствие фотосенсибилизатора. Канцерогенный эффект УФИ для кожи зависит от дозы регулярного УФ-облучения и некоторых других сопутствующих факторов (диеты, приема лекарственных препаратов, температуры кожи), малые дозы УФИ представляют относительно небольшую опасность.

Гигиеническое нормирование УФИ в производственных помещениях осуществляется по СИ 4557-88, которые устанавливают допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волн при условии защиты органов зрения и кожи.

Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих при незащищенных участках кожи не более 0,2 м (лицо, шея, кисти рук и др.) общей продолжительностью воздействия излучения 50% рабочей смены и длительности однократного облучения свыше 5 мин и более не должно превышать 10 Вт/м2 для области УФА и 0,01 Вт/м2 - для области УФ В. Излучение в области УФС при указанной продолжительности не допускается.

При использовании специальной одежды и средств защиты лица и рук, не пропускающих излучение (кожа, ткани с пленочным покрытием и т.п.), допустимая интенсивность облучения в областях УФВ и УФС (200-315 нм) не должна превышать 1 Вт/м .

Лазерное излучение (ЛИ) представляет собой особый вид электромагнитного излучения, генерируемого в диапазоне длин волн 0,1 - 1000 мкм. Отличие ЛИ от других видов излучения заключается в монохроматичности, когерентности и высокой степени направленности. При оценке биологического действия следует различать прямое, отраженное и рассеянное ЛИ. Эффекты воздействия определяются механизмом взаимодействия ЛИ с тканями (тепловой, фотохимический, ударно-акустический и др.) и зависят от длины волны излучения, длительности импульса (воздействия), частоты следования импульсов, площади облучаемого участка, а также от биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов. ЛИ с длиной волны 380-1400 нм представляет наибольшую опасность для сетчатки глаза, а излучение с длиной волны 180-380 нм и свыше 1400 нм - для передних сред глаза.

Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны в спектральном диапазоне к = = 180-И00 000 нм. При воздействии ЛИ в непрерывном режиме преобладают в основном тепловые эффекты, следствием которых является коагуляция (свертывание) белка, а при больших мощностях - испарение биоткани. Степень повреждения кожи зависит от первоначально поглощенной энергии. Повреждения могут быть различными: от покраснения до поверхностного обугливания и образования глубоких дефектов кожи; значительные повреждения развиваются на пигментированных участках кожи (родимых пятнах, местах с сильным загаром). Минимальное повреждение кожи развивается при плотности энергии 0,1-1 Дж/см3.

Лазерное излучение, особенно дальней инфракрасной области (свыше 1400 нм), способно проникать через ткани тела на значительную глубину, поражая внутренние органы (прямое ЛИ).

Импульсный режим воздействия ЛИ с длительностью импульса меньше 10~2 с связан с преобразованием энергии излучения в энергию механических колебаний, в частности ударной волны. Ударная волна состоит из группы импульсов различной длительности и амплитуды. Максимальную амплитуду имеет первый импульс сжатия, который является определяющим в возникновении повреждения глубоких тканей, например, прямое облучение поверхности брюшной полости; при облучении головы возможны внутричерепные и внутримозговые кровоизлияния. Обычно различают локальное и общее повреждения организма.

Лазерное излучение представляет особую опасность для тех тканей, которые максимально поглощают излучение. Сравнительно легкая уязвимость роговицы и хрусталика глаза, а также способность оптической системы глаза увеличивать плотность энергии (мощности) излучения видимого и ближнего ИК-диапазона (750-1400 нм) на глазном дне более 6 o 10-1 раз по отношению к роговице делают глаз наиболее уязвимым органом. Степень повреждения глаза может изменяться от слабых ожогов сетчатки до полной потери зрения.

Повреждения сетчатки дифференцируют на временные нарушения, например, ослепление от высокой яркости световой вспышки при плотности излучения на роговице около 150 Вт/см2, и повреждения, сопровождающиеся разрушением сетчатки в форме термического ожога с необратимыми повреждениями или в виде "взрыва" зерен пигмента меланина, причем сила взрыва такова, что зерна пигмента выбрасываются в стекловидное тело.

Степень повреждения радужной оболочки ЛИ в значительной мере зависит от ее окраски. Зеленые и голубые глаза более уязвимы, чем карие. Длительное облучение глаза в диапазоне близкого инфракрасного ЛИ может привести к помутнению хрусталика; воздействие ЛИ ультрафиолетового диапазона (200-400 нм) поражает роговицу, развивается кератит. Наибольшим фотокератическим действием обладает излучение с длиной волны 280 нм. Излучение с длиной волны 320 нм почти полностью поглощается в роговице и в передней камере глаза, а с длиной волны 320-390 нм - в хрусталике.

Длительное хроническое действие диффузно отраженного лазерного излучения вызывает неспецифические, преимущественно вегетативно-сосудистые нарушения; функциональные сдвиги могут наблюдаться со стороны нервной, сердечно-сосудистой систем, желез внутренней секреции.

При нормировании ЛИ устанавливают предельно допустимые уровни ЛИ для двух условий облучения - однократного и хронического, для трех диапазонов длин волн: 180-300 нм, 380-1400 нм, 1400-100 000 нм. Нормируемыми параметрами являются энергетическая экспозиция Я и облученностьЕ.

Гигиеническая регламентация ЛИ производится по Санитарным нормам и правилам устройства и эксплуатации лазеров - СИ 5804-91.

Для определения ПДУ (ЯПдУ и £Пду) ПРИ воздействии ЛИ на кожу усреднение производится по ограничивающей апертуре диаметром 1,1-10-3 м (площадь апертуры 5а = 10_6 м ). Для определения Яцду и £цду при воздействии ЛИ на глаза в диапазонах 180-380 и 1400-100 000 нм усреднение производится также по апертуре (зрачка) диаметром 1,1-10" м, в диапазоне 380-1400 нм - по апертуре диаметром 7-10-3 м.

Нормируются также энергия WnмощностьР излучения, прошедшего через указанные ограничивающие апертуры. ПДУ при ЛИ существенно различаются в зависимости от длины волны, длительности одиночного импульса, частоты следования импульсов; установлены раздельные ПДУ при воздействии на глаза и кожу.

В зависимости от выходной энергии (мощности) и ПДУ при однократном воздействии генерируемого излучения по степени опасности лазеры разделяют на четыре класса. К лазерам I класса относят полностью безопасные лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности для облучения кожи и глаз. У лазеров II класса выходное излучение представляет опасность для облучения кожи и глаз человека коллимированным пучком (пучком, заключенным в ограниченном телесном угле); диффузно отраженное их излучение безопасно как для кожи, так и для глаз.

Выходное излучение лазеров III класса представляет опасность при облучении глаз не только коллимированным, но и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) при облучении кожи коллимированным пучком. Диффузно отраженное излучение не представляет опасности для кожи. Этот класс распространяется только на лазеры, генерирующее излучение которых в спектральном диапазоне составляет 380-1400 нм.

К лазерам IV класса относят такие лазеры, диффузно отраженное излучение которых представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Способы защиты от вредного воздействия электромагнитных полей и излучений оптического диапазона длин волн

Защита человека от опасного воздействия электромагнитного излучения осуществляется следующими способами:

• уменьшение излучения от источника;

• экранирование источника излучения и рабочего места;

• установление санитарно-защитной зоны;

• поглощение или уменьшение образования зарядов статического электричества;

• устранение зарядов статического электричества;

• применение средств индивидуальной защиты.

Уменьшение мощности излучения от источника реализуется применением поглотителей электромагнитной энергии; блокированием излучения или снижением его мощности для вращающихся антенн в секторе, в котором находится защищаемый объект.

Поглощение электромагнитных излучений осуществляется поглотительным материалом путем превращения энергии электромагнитного поля в тепловую. В качестве такого материала применяют каучук, поролон, пенополистирол, ферромагнитный порошок со связывающим диэлектриком, волосяные маты, пропитанные графитом.

Экранирование источника излучения и рабочего места осуществляется специальными экранами по ГОСТ 12.4.154-85 “ССБТ. Устройства экранирующие для защиты от электрических полей промышленной частоты”.

Различают отражающие и поглощающие экраны. Первые изготавливают из материала с низким электросопротивлением – металлы и их сплавы (медь, латунь, алюминий, сталь). Они могут быть сплошные и сетчатые. Более эффективными являются экраны, изготовленные из проволочной сетки или из тонкой (толщиной 0,01-0,05 мм) алюминиевой, латунной или цинковой фольги.

Экраны из металлической сетки и металлических прутков в виде навесов, козырьков применяют для защиты от излучений промышленной частоты (рис. 8.1). Они должны быть заземлены. Допустимая величина защитного сопротивления заземления экранирующих устройств не должна быть более 10 Ом.

Защитные свойства отражающих экранов заключаются в том, что под действием электромагнитного поля в материале экрана возникают вихревые токи (токи Фуко), которые наводят в нем вторичное поле. Амплитуда наведенного поля приблизительно равна амплитуде экранируемого поля, а фазы полей противоположны. Результирующее поле, возникающее в результате сложения двух рассмотренных полей, быстро затухает в материале экрана, проникая в него на малую глубину.

Хорошей экранизирующей способностью обладают токопроводящие краски на основе коллоидного серебра, порошкового графита, сажи, оксида железа, меди, алюминия. Этими красками окрашивают экраны с металлизированной поверхностью со стороны падающей электромагнитной волны. В качестве экранов могут применяться различные пленки и ткани с металлизированным покрытием. Для экранирования смотровых окон, окон помещения, потолочных фонарей применяется металлизированное стекло. Такое свойство стеклу придает тонкая прозрачная пленка либо из окислов металлов, чаще всего олова, либо из металлов – меди, никеля, серебра – и их сочетаний. Радиоэкранирующими свойствами обладают практически все строительные материалы.

Экраны должны быть заземлены для обеспечения стекания в землю образующихся на них зарядов.

Рис. 8.1. Экранирующий навое над проходом в здание

Эффективность экранов оценивают в децибеллах по формулам

(8.6)

где Е₀, Н₀, ППЭ₀– соответственно напряженность электрического и магнитного полей и плотность потока энергии перед экраном;

Е, Н, ППЭ – те же параметры после экрана.

Поглощающие экраны выполняют из радиопоглощающих материалов, а именно: эластичных или жестких пенопластов, резиновых ковриков, листов поролона или волокнистой древесины, обработанной специальным составом, а также из ферромагнитных пластин. Отраженная мощность излучения от этих экранов не превышает 4%. Как поглощающий экран можно рассматривать лес и лесозащитные полосы.

Защита от статического электричества осуществляется путем подбора пар материалов элементов машин, которые взаимодействуют между собой трением, одинаковых или максимально близко расположенных в электростатическом ряду. Другим способом исключения образования зарядов является смешение материалов, которые при взаимодействии с элементами оборудования заряжаются разноименно.

Для устранения зарядов статического электричества используют заземление частей оборудования. Электрическое сопротивление заземлителя может быть повышено до 100 Ом.

Для увеличения интенсивности стекания статических зарядов с поверхностей в воздух помещений последние увлажняют.

Для нейтрализации зарядов статического электричества на поверхностях оборудования, материалов применяются ионизаторы-нейтрализаторы, которые создают вблизи наэлектризованных поверхностей положительные и отрицательные ионы. Ионы, несущие противоположный заряд поверхности, притягиваются к ней и нейтрализуют ее заряд. По принципу действия нейтрализаторы подразделяются:

• на коронного разряда (индукционные и высоковольтные);

• радиоизотопные и аэродинамические.

Принцип действия индукционных ионизаторов состоит в том, что около разрядных электродов в виде заземленных игл в электростатическом поле наэлектризованного материала возникает ударная ионизация воздуха. Иглы индукционных ионизаторов необходимо располагать на расстоянии не более 20 мм от наэлектризованной поверхности. В высоковольтных нейтрализаторах коронный разряд образуется под действием высокого напряжения, создаваемого специальным источником. Дальность действия таких нейтрализаторов от 35 до 600 мм.

Во взрывоопасных помещениях применяют радиоизотопные нейтрализаторы, действие которых основано на ионизации воздуха альфа-излучением плутония-239 и бета-излучением прометия-147.

В аэродинамических нейтрализаторах для генерации ионов используется или ионизирующее излучение, или коронный разряд, а подача ионов к месту образования зарядов статического электричества осуществляется воздушным потоком.

К средствам индивидуальной защиты (СИЗ) от статического электричества и электрических полей промышленной частоты относят защитные халаты, комбинезоны, очки, спецобувь (рис. 8.2), заземляющие браслеты.

Материалом для защитных халатов, комбинезонов, фартуков служит специальная ткань, в структуре которой используются тонкие металлические нити, скрученные с хлопчатобумажными. Шлем и бахилы костюма делаются из такой же ткани, но в шлем спереди вшиты очки и специальная проволочная сетка для дыхания. СИЗ должны быть заземлены.

Очки изготавливаются из стекол специальных марок металлизированных диоксидом олова.

Защита от действия инфракрасного излучения предполагает дистанционное управление процессом; теплоизоляцию поверхности оборудования; устройство защитных экранов, покрытых теплоизоляционными материалами; водяные и воздушные завесы; применение теплозащитных костюмов.

Рис. 8.2. Сродства защиты от электромагнитных излучений: а – радиозащитный костюм: 1 – металлическая или металлизированная каска; 2 – комбинезон из токопроводящей ткани; 3 – проводники, обеспечивающие электрическую связь между отдельными элементами экранирующего костюма; 4 – рукавицы из токопроводящей ткани; 5 – ботинки с электропроводящими подошвами; 6 – вывод от токопроводящей подошвы; б – защитная маска с перфорационными отверстиями: 1,2,3 – поролоновые прокладки; 4 – ремни крепления маски; 5 – перфорационные отверстия

Существуют различные способы защиты от действия ультрафиолетового облучения: защита расстоянием, экранирование источников излучения и рабочих мест, использование средств индивидуальной защиты, специальная окраска помещений, рациональное размещение рабочих мест.

Наиболее рациональным является экранирование источника излучения. Для экрана применяют материалы и светофильтры, не пропускающие или снижающие интенсивность излучений.

Стены в помещениях окрашивают в светлые тона с добавлением в краску оксида цинка.

Для защиты от ультрафиолетового излучения обязательно применение индивидуальных средств защиты (куртка, брюки, рукавицы, фартук из специальной ткани и щиток со светофильтром, очки со стеклами, содержащими оксид цинка и др.).

Для защиты кожи от УФИ применяют мази, содержащие вещества, служащие светофильтрами для излучений (салол, салицилово-метиловый эфир, бензофенол и проч.).

14. Ионизирующие излучения. Нормирование ионизирующих излучений. Радиационная безопасность.

Ионизирующее излучение вызывает в организме цепочку обратимых и необратимых изменений. Пусковым механизмом воздействия являются процессы ионизации и возбуждения атомов и молекул в тканях. Диссоциация сложных молекул в результате разрыва химических связей - прямое действие радиации. Существенную роль в формировании биологических эффектов играют радиационно-химические изменения, обусловленные продуктами радиолиза воды. Свободные радикалы водорода и гидроксильной группы, обладая высокой активностью, вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов и других элементов биоткани, что приводит к нарушению биохимических процессов в организме. В результате нарушаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, не свойственные организму. Это приводит к нарушению деятельности отдельных функций и систем организма.

Индуцированные свободными радикалами химические реакции развиваются с большим выходом, вовлекая в процесс сотни и тысячи молекул, не задействованных излучением. В этом состоит специфика действия ионизирующего излучения на биологические объекты. Эффекты развиваются в течение разных промежутков времени: от нескольких секунд до многих часов, дней, лет.

Ионизирующая радиация при воздействии на организм человека может вызвать два вида эффектов, которые клинической медициной относятся к болезням: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.) и стохастические (вероятностные) беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).

Острые поражения развиваются при однократном равномерном гамма-облучении всего тела и поглощенной дозе выше 0,5 Гр. При дозе 0,25-0,5 Гр могут наблюдаться временные изменения в крови, которые быстро нормализуются. В интервале дозы 0,5-1,5 Гр возникает чувство усталости, менее чем у 10% облученных могут наблюдаться рвота, умеренные изменения в крови. При дозе 1,5- 2,0 Гр наблюдается легкая форма острой лучевой болезни, которая проявляется продолжительной лимфопенией, в 30-50% случаев - рвота в первые сутки после облучения. Смертельные исходы не регистрируются.

Лучевая болезнь средней тяжести возникает при дозе 2,5- 4,0 Гр. Почти у всех облученных в первые сутки наблюдаются тошнота, рвота, резко снижается содержание лейкоцитов в крови, появляются подкожные кровоизлияния, в 20% случаев возможен смертельный исход, смерть наступает через 2-6 недель после облучения. При дозе 4,0-6,0 Гр развивается тяжелая форма лучевой болезни, приводящая в 50% случаев к смерти в течение первого месяца. При дозах, превышающих 6,0 Гр, развивается крайне тяжелая форма лучевой болезни, которая почти в 100% случаев заканчивается смертью вследствие кровоизлияния или инфекционных заболеваний. Приведенные данные относятся к случаям, когда отсутствует лечение. В настоящее время имеется ряд противолучевых средств, которые при комплексном лечении позволяют исключить летальный исход при дозах около 10 Гр.

Хроническая лучевая болезнь может развиться при непрерывном или повторяющемся облучении в дозах, существенно ниже тех, которые вызывают острую форму. Наиболее характерными признаками хронической лучевой болезни являются изменения в крови, ряд симптомов со стороны нервной системы, локальные поражения кожи, поражения хрусталика, пневмосклероз (при ингаляции плутония-239), снижение иммунореактивности организма.

Степень воздействия радиации зависит от того, является облучение внешним (при попадании радиоактивного изотопа внутрь организма) или внутренним. Внутреннее облучение возможно при вдыхании, заглатывании радиоизотопов и проникновении их в организм через кожу.

Некоторые радиоактивные вещества поглощаются и накапливаются в конкретных органах, что приводит к высоким локальным дозам радиации. Кальций, радий, стронций и др. накапливаются в костях, изотопы йода вызывают повреждение щитовидной железы, редкоземельные элементы вызывают преимущественно опухоли печени. Равномерно распределяются изотопы цезия, рубидия, вызывая угнетение кроветворения, атрофию семенников, опухоли мягких тканей. При внутреннем облучении наиболее опасны альфа-излучающие изотопы полония и плутония.

Способность вызывать отдаленные последствия: лейкозы, злокачественные новообразования, раннее старение - одно из коварных свойств ионизирующего излучения.

Гигиеническая регламентация ионизирующего излучения осуществляется Нормами радиационной безопасности НРБ-99 (Санитарными правилами СП 2.6.1.758-99). Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливаются для следующих категорий облучаемых лиц:

- персонал - лица, работающие с техногенными источниками (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);

- все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для категорий облучаемых лиц устанавливают три класса нормативов: основные пределы доз - ПД (табл. 3.13), допустимые уровни, соответствующие основным пределам доз, и контрольные уровни.

Таблица 3.13. Основные пределы доз (извлечение из НРБ-99)

Нормируемые величины	Пределы доз, мЗв
	Персонал (группа А)	Население
Эффективная доза	20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год	1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год
Эквивалентная доза за год: в хрусталике глаза; коже, кистях и стопах	150 500	15 50

* Для лиц группы Б все дозовые пределы не должны превышать 0,25 дозовых пределов группы А.

Доза эквивалентная НТ н - поглощенная доза в органе или тканиОт н, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного излученияУЯ:

Единицей измерения эквивалентной дозы является Дж o кг-1, имеющий специальное наименование - зиверт (Зв).

Значения №д для фотонов, электронов и мюонов любых энергий составляет 1, для а- частиц, осколков деления, тяжелых ядер - 20.

Доза эффективная - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органеНхТ на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани ]¥т:

где НхТ- эквивалентная доза в ткани Г за время т.

Единица измерения эффективной дозы так же, как эквивалентной дозы, - Дж o кг" (зиверт).

Значения У/у для отдельных видов ткани и органов приведены ниже.

Вид ткани, орган: ¥т

гонады..............................................................................................0,2

костный мозг...............................................................................0,12

печень, грудная железа, щитовидная железа...................0,05

кожа................................................................................................0,01

Основные пределы доз облучения не включают в себя дозы от природного и медицинского облучения, а также дозы, полученные вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения.

Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) - 7 мЗв.

В табл. 3.14 приведены значения допустимого радиоактивного загрязнения рабочих поверхностей, кожи, спецодежды, спецобуви, средств индивидуальной защиты персонала.

Таблица 3.14. Допустимые уровни радиоактивного загрязнения рабочих поверхностей, кожи, спецодежды, спецобуви и средств индивидуальной защиты, част/(см-1 - мин) (извлечение из НРБ-99)

Объект загрязнения	а-активные нуклиды		(і-активные нуклиды
	отдельные	прочие
Неповрежденная кожа, полотенца, спецбелье, внутренняя поверхность лицевых частей средств индивидуальной защиты	2	2	200
Основная спецодежда, внутренняя поверхность дополнительных средств индивидуальной защиты, наружная поверхность спецобуви	5	20	2000
Наружная поверхность дополнительных средств индивидуальной защиты, снимаемой в сан шлюзах	50	200	10 000
Поверхности помещений периодического пребывания персонала и находящегося в них оборудования	50	200	10 000

Защита от ионизирующих излучений

При взаимодействии жесткого излучения и высокоэнергетических частиц с веществом происходит его ионизация. Излучения с различной длиной волны сильно отличаются друг от друга интенсивностью и степенью поглощения их веществом. Наиболее интенсивное ионизирующее излучение, особенноγ-излучение, не поглощается веществами, непрозрачными для волн оптического диапазона.

Обеспечение радиационной безопасности определяются следующими принципами:

нормирования - непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующего излучения;

обоснования - запрещение всех видов деятельности по использованию источников ионизирующего излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риска возможного вреда;

оптимизации - поддержание на возможно низком и достижимом уровне индивидуальных доз облучения и числа облученных лиц при использовании любого источника ионизирующего излучения.

Нормирование уровня ионизирующих излучений. Нормирование ионизирующих излучений определяется характером воздействия ионизирующей радиации на организм человека. В России в 1999 г. были введены Санитарные правила радиационной безопасности СП 2.6.1.758-99 "Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)" и Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности СП 2.6.1.799-99 (ОСПОРБ-99), основанные на международных нормах.

Нормы радиационной безопасности НРБ-99 применяются для обеспечения безопасности человека во всех условиях воздействия на него ионизирующего излучения искусственного или природного происхождения.

НРБ-99 включают в себя определения и термины радиационной безопасности, устанавливают основные дозовые пределы (ПД), ПДК радиоактивных веществ в воздушной зоне, в воде открытых водоемов, допустимое содержание радиоактивных веществ в органах и т.п.

На основании нормативных требований санитарные правила СП 2.6.1.799-99 устанавливают порядок проведения работе источниками ионизирующих излучений и обеспечение ликвидации радиоактивных отходов.

Устанавливаются следующие категории облучаемых лиц: персонал - лица, работающие с техногенными источниками (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б); все население, включая лиц из персонала вне сферы и условий их производственной деятельности. В табл. 20.2 приведены сведения об основных дозовых пределах облучения, устанавливаемые НРБ-99.

Таблица 20.2. Основные дозовые пределы облучения

Нормируемые величины	Дозовыс пределы, мЗв
	Лица из персонала (группа А)	Лица из населения
Эффективная доза	20 мЗв в год в среднем за любые последователь­ные 5 лет, но не более 50 мЗв в год	1 мЗв в год в среднем за любые последователь­ные 5 лет, но не более 5 мЗв в год
Эквивалентная доза за год в:
хрусталике	150	15
коже	500	50
кистях и стопах	500	50

Примечание. Дозы облучения, как и все остальные допустимые производные уровни, персонала группы Б не должны превышать 1/4 значений для персонала группы А.

Требования по обеспечению радиационной безопасности населения распространяются на регулируемые природные источники излучения: изотопы радона и продукты их распада в воздухе помещений, гамма-излучение природных радионуклидов, содержащихся в строительных изделиях, природные радионуклиды в питьевой воде, удобрениях и полезных ископаемых.

Относительную степень радиационной безопасности населения характеризуют следующие значения эффективных доз от природных источников излучения:

менее 2 мЗв/год - облучение не превышает средних значений доз для населения страны от природных источников излучения:

от 2 до 5 мЗв/год - повышенное облучение;

более 5 мЗв/год - высокое облучение.

Нормы распространяются на следующие виды воздействия ионизирующего излучения на человека: в условиях нормальной эксплуатации техногенных источников излучения; в результате радиационной аварии; от природных источников излучения; при медицинском облучении.

НРБ-99 устанавливают также допустимые уровни мощности поглощенной дозы при внешнем облучении всего тела от техногенных источников ионизирующего излучения. В рабочих помещениях, предназначенных для пребывания персонала, допустимые уровни равны 10 мкГр/ч, а в жилых помещениях и в пределах территорий постоянного нахождения лиц из населения - 0,1 мкГр/ч. Приведенные уровни мощности дозы не включают мощность дозы от естественного радиационного фона.

В реальных условиях на человека могут воздействовать несколько радиоактивных веществ и источников ионизирующих излучений, создавая при этом внешнее и внутреннее облучение. При совместном действии внешнего и внутреннего облучения для каждого критического органа должно соблюдаться условие:

(20.10)

(20.11)

где НMΣ - среднегодовая мощность максимальной эквивалентной дозы; cj -среднегодовая концентрация j-го радионуклида в воздухе зоны; сk - среднегодовая концентрация k-го радионуклида в рационе; Пj - среднегодовое поступление j-го радионуклида в органы дыхания; Пk - среднегодовое поступление k-го радионуклида с рационом.

В настоящее время широко используется понятие риска от радиационного воздействия. Для оценки состояния радиационной безопасности введен показатель радиационного риска. В наибольшей степени этот риск характеризует суммарная накопленная эффективная доза от всех источников излучения. Значимость каждого источника излучения следует оценивать по его вкладу в суммарную эффективную дозу.

Радиационный риск можно рассматривать как вероятность возникновения у человека или его потомства какого-либо вредного эффекта в результате облучения. Предел индивидуального пожизненного риска в условиях нормальной эксплуатации для техногенного облучения в течение года персонала принимается округленно 1,0 · 10_3, а для населения - 5,0 10-5.

Уровень пренебрежимого риска разделяет область оптимизации риска и область безусловно приемлемого риска, он составляет 10-6.

Основные принципы радиационной безопасности реализуются путем уменьшения мощности источников излучения до минимальных величин (защита количеством); ограничения поступления радионуклидов в окружающую среду; сокращения времени работы с источниками (защита временем); увеличения расстояния от источника до работающих (защита расстоянием); экранирования источников излучения материалами, поглощающими ионизирующее излучение (защита экранами); проведением комплекса организационно-технических и лечебно-профилактических мероприятий.

Защита от ионизирующих излучений достигается в основном методами защиты расстоянием, экранирования и ограничения поступления радионуклидов в окружающую среду, проведением комплекса организационно-технических и лечебно-профилактических мероприятий.

Наиболее простые способы уменьшения вреда от воздействия радиации состоят либо в уменьшении времени облучения, либо в уменьшении мощности источника, либо же в удалении от него на расстояние R, обеспечивающее безопасный уровень облучения (до предела или ниже эффективной дозы). Интенсивность излучения в воздухе при удалении от источника даже без учета поглощения уменьшается по закону 1/R₂.

Основными мероприятиями по защите населения от ионизирующих излучений является всемерное ограничение поступления в окружающую атмосферу, воду, почву отходов производства, содержащих радионуклиды, а также зонирование территорий вне промышленного предприятия. В случае необходимости создают санитарно-защитную зону и зону наблюдения.

Санитарно-защитная зона - территория вокруг источника ионизирующего излучения, на которой уровень облучения людей в условиях нормальной эксплуатации данного источника может превысить установленный предел дозы облучения населения.

Зона наблюдения - территория за пределами санитарно-защитной зоны, на которой возможное влияние радиоактивных выбросов учреждения и облучение проживающего населения может достигать установленного ПД и на которой проводится радиационный контроль. На территории зоны наблюдения, размеры которой, как правило, в 3...4 раза больше размеров санитарно-защитной зоны, проводится радиационный контроль.

Если же перечисленные приемы по каким-либо причинам неосуществимы или недостаточны, то следует применять материалы, эффективно ослабляющие излучение.

Защитные экраны следует выбирать в зависимости от вида ионизирующего излучения. Для защиты от α-излучения применяют экраны из стекла, плексигласа толщиной в несколько миллиметров (слой воздуха в несколько сантиметров).

В случае β-излучения используют материалы с малой атомной массой (например, алюминий), а чаще комбинированные (со стороны источника - материал с малой, а затем далее от источника - материал с большей атомной массой).

Для γ-квантов и нейтронов, проникающая способность которых значительно выше, необходима более массивная защита. Для зашиты от γ-излучений применяют материалы с большой атомной массой и высокой плотностью (свинец, вольфрам), а также более дешевые материалы и сплавы (сталь, чугун). Стационарные экраны выполняют из бетона.

Для защиты от нейтронного облучения применяют бериллий, графит и материалы, содержащие водород (парафин, вода). Широко применяют бор и его соединения для зашиты от нейтронных потоков с малой энергией.

15. Электрический ток. Виды электротравм. Гигиеническое нормирование. Электробезопасность.

Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое действия.

Термическое действие тока проявляется ожогами отдельных участков тела, нагревом до высокой температуры органов, расположенных на пути тока, вызывая в них различные функциональные расстройства. Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, в том числе крови, в нарушении ее физико-химического состава. Механическое действие тока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывообразного образования пара из тканевой жидкости и крови. Биологическое действие тока проявляется раздражением и возбуждением живых тканей организма, а также нарушением внутренних биологических процессов.

Электротравмы условно разделяют на общие и местные. К общим относят электрический удар, при котором процесс возбуждения различных групп мышц может привести к судорогам, остановке дыхания и сердечной деятельности. Остановка сердца связана с фибрилляцией - хаотическим сокращением отдельных волокон сердечной мышцы (фибрилл). К местным травмам относят ожоги, металлизацию кожи, механические повреждения, электроофтальмии. Металлизация кожи связана с проникновением в нее мельчайших частиц металла при его расплавлении под влиянием чаще всего электрической дуги.

Исход поражения человека электротоком зависит от многих факторов: силы тока и времени его прохождения через организм, характеристики тока (переменный или постоянный), пути тока в теле человека, при переменном токе - от частоты колебаний.

Ток, проходящий через организм, зависит от напряжения прикосновения, под которым оказался пострадавший, и суммарного электрического сопротивления, в которое входит сопротивление тела человека. Величина последнего определяется в основном сопротивлением рогового слоя кожи, составляющим при сухой коже и отсутствии повреждений сотни тысяч ом. Если эти условия состояния кожи не выполняются, то сопротивление падает до 1 кОм. При высоком напряжении и значительном времени протекания тока через тело сопротивление кожи падает еще больше, что приводит к более тяжелым последствиям поражения током. Внутреннее сопротивление тела человека не превышает нескольких сотен ом и существенной роли не играет.

На сопротивление организма воздействию электрического тока оказывает влияние физическое и психическое состояние человека. Нездоровье, утомление, голод, опьянение, эмоциональное возбуждение приводят к снижению сопротивления. Характер воздействия тока на человека в зависимости от его силы и вида приведен в табл. 3.15.

Таблица 3.15. Характер воздействия тока на человека (путь тока рука-нога, напряжение 220 В)

Ток, мА	Переменный ток (50 Гц)	Постоянный ток
0,6-1,5	Начало ощущения, легкое дрожание пальцев	Ощущений нет
2,0-2,5	Начало болевых ощущений	То же
5,0-7,0	Начало судорог в руках	Зуд, ощущение нагрева
8,0-10,0	Судороги в руках, трудно, по можно оторваться от электродов	Усиление ощущения нагрева
20,0-25,0	Сильные судороги и боли, неотпускающий ток, дыхание затруднено	Судороги рук, затруднение дыхания
50,0 80,0	Паралич дыхания	То же
90,0-100,0	Фибрилляция сердца при действии тока в течение 2-3 с, паралич дыхания	Паралич дыхания при длительном протекании тока
300,0	То же, за меньшее время	Фибрилляция сердца через 2-3 с, паралич дыхания

Допустимым считается ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Его величина зависит от скорости прохождения тока через тело человека: при длительности действия более 10 с - 2 мА, при 10 с и менее - 6 мА. Ток, при котором пострадавший не может самостоятельно оторваться от токоведущих частей, называется неотпускающим.

Переменный ток опаснее постоянного, однако при высоком напряжении (более 500 В) опаснее постоянный ток. Из возможных путей протекания тока через тело человека (голова-рука, голова-ноги, рука-рука, нога-рука, нога-нога и т.д.) наиболее опасен тот, при котором поражается головной мозг (голова-руки, голова-ноги), сердце и легкие (руки-ноги). Неблагоприятный микроклимат (повышенная температура, влажность) увеличивает опасность поражения током, так как влага (пот) понижает сопротивление кожных покровов.

При гигиеническом нормировании устанавливаются предельно допустимые напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека (рука-рука, рука-нога) при аварийном режиме работы электроустановок постоянного и переменного тока частотой 50 Гц (табл. 3.16).

Меры защиты от поражения электрическим током

Электробезопасность(по ГОСТ 12.1.009–76 "ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения") обеспечивается организационными и техническими мероприятиями, конструкцией электроустановок, применением технических методов, средств защиты.

Организационные меры защиты.Применение защитных мер регламентируется нормативными документами по электробезопасности: Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), утвержденными приказом Минэнерго России от 8 июля 2002 г. № 204; Межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТ Р М-016-01), утвержденными постановлением Минтруда России от 5 января 2001 г. № 3; Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП9-2003), утвержденными приказом Минэнерго России от 12 января 2003 г. № 6.

Электроустановкаминазываются машины, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия. Меры защиты должны соответствовать виду электроустановки и условиям применения электрооборудования, обеспечивая достаточную безопасность.

Опасность поражения в электроустановках и его тяжесть зависят от номинального напряжения. Согласно ПУЭ электроустановки подразделяются на (а) работающие под напряжением более 1 кВ с глухозаземленной нейтралью (чаще используются сети напряжением U =110 : 750 кВ) и с изолированной нейтралью (6, 10, 20, 35 кВ) и (б) работающие под напряжением менее 1 кВ с глухозаземленной и с изолированной нейтралью.

Электрические сети напряжением до 1 кВ выполняются, как правило, трехфазными: 660, 380 и 220 В. Чаще применяют четырехпроводные сети напряжением 380/220 В. В ряде производств недопустимо использование сетей с глухозаземленной нейтралью. Силовые электроустановки напряжением 660, 380, 220 В, работающие с изолированной нейтралью, имеют меньшую опасность при однофазном прикосновении ввиду большого сопротивления изоляции проводов.

Классификация помещений.Безопасность при эксплуатации электроустановок существенно зависит от повышенной влажности и температуры воздуха, запыленности и загазованности помещений. Согласно ПУЭ все помещения по опасности поражения током делят натри категории: 1) помещения без повышенной опасности; 2) помещения с повышенной опасностью; 3) особо опасные помещения. При этом выделяют следующиепризнаки повышенной опасности:

– наличие токопроводящих полов – металлических, железобетонных, кирпичных и т.п.;

– сырость помещений при относительной влажности воздуха > 75%;

– высокая температура воздуха (t >35 °С);

– токопроводящая пыль (металлическая, угольная и др.). Пыльными считаются помещения, в которых по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она проникает внутрь машин и оборудования;

– возможность одновременного прикосновения человека к заземленной металлоконструкции и к металлическому корпусу электроустановки;

– коэффициент заполнения помещения электрооборудованием > 0,2.

Признаки особой опасности:

– особая сырость (ф ≈ 100% – стены, пол и потолок покрыты влагой);

– наличие химически активной среды (агрессивные пары, газы, жидкости).

Классификация обслуживающего персонала по электробезопасности. Существует пять квалификационных групп по охране труда, зависящих от типа электроустановок и рода работы. Для эксплуатации ручного электрооборудования достаточна первая квалификационная группа. Для управления электрооборудованием с напряжениемUменее 1000 В необходима квалификация персонала не ниже второй группы, для работы на электроустановках сUболее 1000 В – не ниже третьей.

Способы и меры защиты от поражения электрическим током. Технические способы и средства защиты приведены в ГОСТ 12.1.019–79 "Электробезопасность. Общие требования". Для обеспечения электробезопасности должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства: защитное заземление; зануление; выравнивание потенциалов; электрическое разделение сетей; защитное отключение; изоляция токоведущих частей (рабочая, дополнительная, усиленная, двойная); оградительные устройства; предупредительная сигнализация, блокировка; знаки безопасности; средства защиты и предохранительные приспособления.

Защита от прикосновения или опасного приближения к токоведущим частям достигается дополнительной или усиленной изоляцией токоведущих частей; расположением токоведущих частей на недоступной высоте или в недоступном месте; использованием ограждений: сплошных в виде кожухов и крышек (в электроустановках U< 1 кВ) и сетчатых; применением блокировок, предупредительной сигнализации, знаков безопасности. По принципу действия блокировки делятся на механические и электрические. Например, в аппаратуре автоматики и ЭВМ применяют штепсельное соединение отдельных блоков, т.е. механическую блокировку. Электрическая блокировка осуществляет отключение электроустановки при открытии дверей, ограждений, крышек кожухов.

Малое напряжение и электрическое разделение сетей используют для повышения безопасности при работе в основном с ручным электрифицированным инструментом.

Малое напряжение– это номинальное напряжение ≤ 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Наибольшая степень безопасности достигается при напряжении до 10 В (сила тока при случайном прикосновенииIh=10/1000 = 0,01 А). Источники малого напряжения: батареи, аккумуляторы, трансформаторы – должны быть максимально приближены к потребителю. Для ручного электроинструмента и местного освещения в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях используют напряжение 12, 36, 42 В.

Электрическое разделение сетей: разветвленная сеть большой протяженности имеет значительную емкость и небольшое активное сопротивление изоляции относительно земли; ток замыкания на землю в такой сети может достигать значительной величины, поэтому однофазное прикосновение в сети является опасным. Опасность поражения резко снизится, если единую сильно разветвленную сеть с большой емкостью и малым сопротивлением разделить на ряд небольших сетей с незначительной емкостью и высоким сопротивлением изоляции с помощью специальных разделяющих трансформаторов.

Защитное заземление, зануление и защитное отключение являются наиболее распространенными техническими средствами для защиты персонала при прикосновении к токоведущим частям электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением из-за повреждения изоляции.

Защитное заземление или зануление выполняют: а) во всех случаях при номинальном переменном напряжении ≥ 380 В и постоянном напряжении ≥ 440 В; б) в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при номинальном переменном U= 42 : 380 В и постоянномU=110 -5- 440 В. Таким образом, электроустановки, работающие иод напряжением до 42 В переменного и до 110 В постоянного тока, не требуют защитного заземления и зануления, за исключением некоторых случаев, оговоренных в ПУЭ.

Защитное заземление– это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Принцип действия защитного заземления состоит в снижении до безопасных значений напряжения прикосновения и силы тока, проходящего через человека, обусловленных замыканием на корпус (рис. 5.3). При заземлении корпуса происходит замыкание на землю; прикосновение к заземленному корпусу вызывает появление параллельной ветви, по которой часть тока замыкания проходит на землю через тело человека. Сила тока в параллельных цепях обратно пропорциональна сопротивлениям цепей, поэтому ток, проходящий через тело человекаIh, безопасен.

Рис. 5.3. Принципиальная схема защитного заземления

Область применения защитного заземления – трехфазные сети напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью и сети напряжением более 1 кВ как с изолированной, так и с заземленной нейтралью.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя (одного или нескольких металлических элементов, погруженных на определенную глубину в грунт) и проводников, которые соединяют заземляемое оборудование с заземлителем. В зависимости от расположения заземлителей относительно оборудования заземляющие устройства делятся на выносные и контурные. Выносное устройство располагается на некотором удалении от оборудования. Преимуществом такого типа заземляющего устройства является возможность выбора места размещения, недостатком – отдаленность заземлителя от защищаемого оборудования. Контурное устройство, заземлители которого расположены по контуру вокруг заземляемого оборудования, обеспечивают лучшую защиту.

Основной элемент заземляющего устройства – естественный или искусственный заземлитель. Естественными заземлителями могут быть металлические и железобетонные части коммуникаций и других сооружений, имеющие надежное соединение с землей. Для искусственных заземлителей применяют обычно вертикальные и горизонтальные элементы. В качестве вертикальных элементов используют стальные трубы, уголки, прутки, которые соединяют прочно между собой горизонтальными элементами из полосовой стали. Для заземляющих проводников используют полосовую и круглого сечения сталь.

Зануление – это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических токоведущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Это основное средство обеспечения электробезопасности в трехфазных сетях с заземленной нейтралью иUменее 1 кВ (обычно 220/127, 380/220, 660/380 В). В таких сетях уменьшить напряжение на корпусе, контактирующем с токоведущими частями, невозможно, но можно повысить безопасность оборудования, уменьшив длительность замыкания на корпус. В сети с занулением различают (рис. 5.4.): нулевой рабочий проводник HP (для питания током электроприемников) и нулевой защитный проводник НЗ (для зануления).

Рис. 5.4.Принципиальная схема зануления в трехфазной сети с нулевым рабочим (HP) и нулевым защитным (НЗ) проводниками:

1и2– корпусы одно- и трехфазного приемников тока;3– плавкие предохранители,Iк – ток однофазного короткого замыкания,Uф – фазное напряжение

Зануление превращает замыкание на корпус в однофазное короткое замыкание, возникает ток большой величины, в результате чего срабатывает максимальная токовая защита, которая селективно отключает поврежденный участок. Для того чтобы быстро отключить аварийный участок, ток короткого замыкания, согласно ПУЭ, должен не менее чем в три раза превышать номинальный ток через плавкую вставку или в 1,25–1,4 раза номинальный ток автоматического выключателя. Расчет зануления заключается в определении сечения нулевого провода, удовлетворяющего условию срабатывания максимальной токовой защиты. Если запуленный корпус одновременно заземлен, то это улучшает условия безопасности, так как обеспечивает дополнительное заземление нулевого защитного (НЗ) провода.

Защитное отключение– это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током. Подобная опасность возникает при повреждениях установки, таких как замыкание на землю; снижение сопротивления изоляции; неисправности заземления, зануления или устройства защитного отключения.

Повреждение установки приводит к изменениям некоторых величин, которые можно использовать как входные величины автоматического устройства, осуществляющего защитное отключение. Например, напряжение корпуса относительно земли, напряжение нулевой последовательности (несимметрия напряжения фаз относительно земли), ток замыкания на землю, ток нулевой последовательности и другие параметры могут быть восприняты датчиком автоматического устройства как входная величина (время срабатывания менее 0,2 с). Защитное отключение можно использовать в качестве единственной или основной меры защиты совместно с дополнительным заземлением или занулением или в дополнение к заземлению или занулению.

Электрозащитные средстваприменяются для защиты людей, работающих с электроустановками, от поражения электрическим током, воздействия электрической дуги и электромагнитного поля. По характеру применения электрозащитные средства подразделяются на две категории: средства коллективной и средства индивидуальной защиты.

Электрозащитные средства могут быть основными и дополнительными. Основными являются средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановки и которые позволяют прикасаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Средства защиты, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения током, а применяются совместно с основными электрозащитными средствами, служат дополнительными средствами.

16. Общие принципы защиты от опасностей.

Принципы защиты от опасностей

Научные знания в БЖД опираются на перечисленные несколько принципов.

Первый принцип − принцип антропоцентризма: «человек есть высшая ценность, сохранение и продление жизни которого является целью его существования [3]

Второй принцип − принцип существования внешних воздействий на человека: «Человеческий организм всегда может подвергнутъся внешнему воздействию со стороны какого – либо фактора».

Кратко применительно к БЖД это обычно формулируют проще: «жизнь потенциально опасна», полагая, что в БЖД анализируются только опасные воздействия.

Третий принцип − принцип возможности создания для человека среды обитания «Создание комфортной и безопасной для человека среды обитания принципиально возможно и достижимо при соблюдении предельно допустимых уровней воздействий на человека».

Четвертый принцип − принцип реализации безопасного взаимодействия человека со средой обитания: «Безопасное взаимодействие человека со средой обитания достигается его адаптацией к опасностям, снижением их значимости и применением человеком защитных мер».

Пятый принцип — принцип отрицания абсолютной безопасности: «Абсолютная безопасность человека в среде обитания не достижима»

Шестой принцип − принцип роста защищенности жизни человека будущего: рост знаний человека, совершенствование техники и технологии, применение мер защиты, ослабление социальной напряженности в будущем неизбежно приведут к повышению защищенности человека от опасностей. Этот принцип сформулирован, опираясь на принцип Ле – Шателье: «Эволюция любой системы идет в направлении снижения потенциальной опасности» [3].

Анализ реальных ситуаций, событий и факторов уже сегодня позволяет сформулировать ряд аксиом науки о безопасности жизнедеятельности в техносфере.

К ним относятся:

Аксиома 1. Техногенные опасности существуют, если повседневные потоки вещества, энергии и информации в техносфере превышают пороговые значения.

Аксиома 2. Источниками техногенных опасностей являются элементы техносферы.

Аксиома 3. Техногенные опасности действуют в пространстве и во времени.

Аксиома 4. Техногенные опасности оказывают негативное воздействие на человека, природную среду и элементы техносферы одновременно.

Аксиома 5. Техногенные опасности ухудшают здоровье людей, приводят к травмам, материальным потерям и к деградации природной среды.

Аксиома 6. Защита от техногенных опасностей достигается совершенствованием источников опасности, увеличением расстояния между источником опасности и объектом защиты, применением защитных мер.

Аксиома 7. Показатели комфортности процесса жизнедеятельности взаимосвязаны с видами деятельности и отдыха человека.

Аксиома 8. Компетентность людей в мире опасностей и способах защиты от них – необходимое условие достижения безопасности жизнедеятельности.

Широкая и все нарастающая гамма техногенных опасностей, отсутствие естественных механизмов защиты от них требуют приобретения человеком навыков обнаружения опасностей и применения средств защиты. Это достижимо только в результате обучения и приобретения опыта на всех этапах образования и практической деятельности человека.

Возможные варианты взаимного положения зон опасности и зоны пребывания человека:

                    безопасная ситуация;

                    ситуация кратковременной или локальной опасности;

                    опасная ситуация;

                    условно безопасная ситуация.

Реализация 2…4 ситуаций всегда требует применения средств защиты от опасностей в системе «источник опасности − человек».

Сформировались следующие группы принципов обеспечения безопасности по признаку реализации их:

         организационные;

         ориентирующие;

         технические;

         управленческие.

Организационные принципы определяют направления поиска безопасных решений: принцип системности, деструкции, снижения опасности, ликвидации опасности.

Ориентирующие принципы. На них базируется научная организация труда. К ним относят принцип защиты временем, защиты расстоянием, принцип компенсации и др.

К техническим принципам относят принцип слабого звена, принцип экранирования, принцип блокировки.

К управленческим принципам относят принцип обратной связи, принцип управления.

В целом все принципы сводятся к следующему:

         совершенствование источников опасности с целью максимального снижения значимости генерируемых ими опасностей. Это не только снижает уровни опасности, но и, как правило, сокращает размеры опасной зоны;

         применение защитных средств (экобиозащитная техника) для изоляции зоны пребывания человека от негативных воздействий, в том числе и применение средств индивидуальной защиты человека от опасностей.

Кроме реализации организационных и технических видов защиты, существенное значение в процессе реализации защитных мероприятий имеют знания и умения работающих и населения в области безопасности жизнедеятельности, уровень их подготовки и адаптации к действиям в опасных и чрезвычайно опасных ситуациях.

Существует четыре группы методов обеспечения безопасности:

метод А − пространственное и временное разделение гомо− и ноксосферы (2);

метод Б − применение средств безопасности к гомосфере;

метод В − применение средств безопасности к ноксосфере;

метод Г − любая комбинация методов А − В.

Совершенствование источников опасности с целью сокращения опасных зон.

При воздействии вредных факторов сокращение размеров зон должно достигаться прежде всего совершенствованием технических систем, приводящих к уменьшению выделяемых ими отходов.

Для ограничения вредного воздействия на человека и среду обитания к технической системе предъявляются требования по величине выделяемых в среду токсичных веществ в виде предельно допустимых выбросов, сбросов и отбросов (ПДВ, ПДС и ПДО), а также по величине энергетических загрязнений в виде предельно допустимых излучений в среду обитания. Значения ПДВ и ПДС определяют расчетом, исходя из значений ПДК в зонах пребывания человека.

Предельно допустимые потоки вещества и предельно допустимые излучения энергии источниками загрязнения среды обитания являются критериями экологичности источника воздействия на среду обитания.

Соблюдение этих критериев гарантирует безопасность жизненного пространства.

Уменьшение отходов систем при их эксплуатации − радикальный путь к снижению воздействия вредных факторов от источника опасностей.

Большие, трудности в ограничении размеров опасных зон от воздействия травмирующих факторов возникают при эксплуатации технических систем повышенной энергоемкости (хранилищ углеводородов, химических производств, АЭС и т. п.).

При авариях на таких объектах травмоопасные зоны охватывают, как правило, не только производственные зоны, но и зоны пребывания населения.

Основные направления в снижении травмоопасности таких объектов:

         совершенствование систем безопасности технических объектов;

         непрерывный контроль состояния источников опасности;

         достижение высокого профессионализма операторов технических систем.

Частота возникновений аварий в технических системах − техногенный (технический) риск определяется показателями надежности технических систем, их склонностью к отказам.

Важное значение в снижении аварийности технических систем имеет широкомасштабное использование предохранительных, ограничительных и иных средств защиты от аварий, а также обеспечение объектов средствами индивидуальной защиты, средствами эвакуации и т. п.

Техногенным риском можно управлять.

Снижение травмоопасности технических систем достигается их совершенствованием с целью реализации допустимого техногенного риска.

Экобиозащитная техника. Если совершенствованием источников опасности или защитой расстоянием не удается обеспечить предельно допустимые вредные и травмоопасные воздействия на человека в зоне его пребывания, то необходимо применять экобиозащитную технику в виде различных ограждений, защитных боксов и т. п.

В тех случаях, когда возможности экобиозащитной техники коллективного использования ограничены и не обеспечивают значений ПДК и ПДУ в зонах пребывания людей, для защиты применяют средства индивидуальной защиты (СИЗ).

СИЗ применяют в условиях труда, при которых работающий может получить травму или иное воздействие, опасное для здоровья.

Еще более опасные условия для людей могут возникнуть при авариях и при ликвидации их последствий.

В этих случаях для защиты человека также необходимо применять средства индивидуальной защиты.

Их использование должно обеспечивать максимальную безопасность, а неудобства, связанные с применением СИЗ, должны быть сведены к минимуму.

Номенклатура СИЗ включает обширный перечень средств, применяемых в производственных условиях (СИЗ повседневного использования), а также средств, используемых в чрезвычайных ситуациях (СИЗ кратковременного использования).

В последних случаях применяют преимущественно изолирующие средства индивидуальной защиты (ИСИЗ).

Подготовка работающих. Значительное место в достижении БЖД человека в техносфере имеет уровень его подготовки и адаптации к опасным и чрезвычайным условиям жизнедеятельности.

Для реализации этих задач необходима специальная подготовка работающих к рациональному поведению и действиям в опасных и чрезвычайно опасных ситуациях.

С этой целью все работающие должны быть обучены основам БЖД, пройти инструктаж по безопасности труда, знать основы поведения в ЧС, уметь оказывать доврачебную медицинскую помощь, умело использовать СИЗ и другие защитные средства.

При окончательном выборе комплекса средств защиты человека и зон его пребывания от опасностей необходимо:

         проверить все источники опасностей, воздействующие на человека и/или рассматриваемую зону защиты, на соответствие их требованиям безопасности;

         на генплане помещения, территории цеха, региона и т. п. расположить эти источники опасностей и нанести параметры зоны воздействия потоков, исходящих от каждого источника;

         определить на генплане суммарные значения выбросов (сбросов и т. п.) веществ, потоков энергии и техногенных рисков в каждой точке генплана и построить линии изоконцентраций, изоэнергий и изорисков;

         сравнить их с допустимыми значениями ПДК, ПДУ, Rдоп и выделить на генплане опасные зоны;

         сформулировать комплекс защитных мер, направленных на ликвидацию или сокращение до минимума уровня опасностей и размеров зон их действия.

17. Промышленная вентиляция и кондиционирование.

Вентиляция– обмен воздуха в помещениях, осуществляемый при помощи различных систем и приспособлений.

По мере пребывания человека в помещении качество воздуха в нем ухудшается. Наряду с выдыхаемым углекислым газом в воздухе скапливаются и другие продукты обмена веществ, пыль, вредные производственные вещества. Кроме того, повышается температура и влажность воздуха. Поэтому возникает необходимость в вентиляции помещения, при которой обеспечиваетсявоздухообмен– удаление загрязненного воздуха и замена его чистым воздухом.

Воздухообмен может осуществляться естественным способом – через форточки и фрамуги.

Лучшим способом воздухообмена является искусственная вентиляция, при которой подача свежего и удаление загрязненного воздуха осуществляется механическим способом – при помощи вентиляторов и других приспособлений.

Наиболее совершенной формой искусственной вентиляции являетсякондиционирование воздуха—создание и поддержание в закрытых помещениях и транспорте с помощью технических средств наиболее благоприятных (комфортных) условий для людей, для обеспечения технологических процессов, действия оборудования и приборов, сохранности ценностей культуры и искусств.

Кондиционирование воздуха достигается путем создания оптимальных параметров воздушной среды, ее температуры, относительной влажности, газового состава, скорости движения и давления воздуха.

Установки для кондиционирования воздуха оснащаются приспособлениями для очистки воздуха от пыли, для нагревания, охлаждения, осушения и увлажнения его, а также для автоматического регулирования, контроля и управления. В отдельных случаях с помощью систем кондиционирования воздуха можно проводить также одорацию (насыщение воздуха ароматическими веществами), дезодорацию (нейтрализация неприятных запахов), регулирование ионного состава (ионизацию), удаление избыточной углекислоты, обогащение кислородом и бактериологическую очистку воздуха (в лечебных учреждениях, где находятся больные с воздушно—капельной инфекцией).

Различают центральные системы кондиционирования воздуха, обслуживающие, как правило, все строение, и местные, обслуживающие одно помещение.

Кондиционирование воздуха осуществляется с помощью кондиционеров различного типа, конструкция и устройство которых зависит от их назначения. Для кондиционирования воздуха используются различные ап параты: вентиляторы, увлажнители, ионизаторы воздуха. В помещениях оптимальной считается температура воздуха зимой от + 19 до +21 C, летом – от +22 до +25 C при относительной влажности воздуха от 60 до 40 % и скорости движения воздуха не более 30 см/с.

18. Защита от влияния инфракрасного излучения, высоких и низких температур.

Защита от влияния инфракрасного излучения, высоких и низких температур. Производственное освещение

Защита от влияния инфракрасного излучения, высоких и низких температур включает мероприятия, представленные на рис. 4.

Ведущая роль в профилактике вредного влияния высоких температур, инфракрасного излучения принадлежит технологическим мероприятиям: замена старых и внедрение новых технологических процессов и оборудования, способствующих оздоровлению неблагоприятных условий труда. Внедрение автоматизации и механизации дает возможность пребывания рабочих вдали от источника радиационной и конвекционной теплоты.

 

 

Рис. 4. Виды защиты от влияния инфракрасного излучения, высоких и низкихтемператур

К группе санитарно-технических и организационных мероприятий относится применение коллективных средств защиты: локализация тепловыделений, теплоизоляция горячих поверхностей, экранирование источников либо рабочих мест; воздушное душирование, радиационное охлаждение, мелкодисперсное распыление воды; общеобменная вентиляция или кондиционирование воздуха. Общеобменной вентиляции при этом отводится ограниченная роль — доведение условий труда до допустимых с минимальными эксплуатационными затратами.

Уменьшению поступления теплоты в цех способствуют мероприятия, обеспечивающие герметичность оборудования (локализация тепловыделений).

Плотно подогнанные дверцы, заслонки, блокировка закрытия технологических отверстий с работой оборудования — все это значительно снижает выделение теплоты от открытых источников. Выбор тепложащитных средств в каждом случае должен осуществляться по максимальным значениям эффективности с учётом требований эргономики, технической эстетики, безопасности для данного процесса или вида работ и технико-экономического обоснования. Устанавливаемые в цехе теплозащитные средства должны быть простыми в изготовлении и монтаже, удобными для обслуживания, не затруднять осмотр, чистку, смазывание агрегатов, обладать необходимой прочностью, иметь минимальные эксплуатационные расходы.

Теплоизоляция поверхностей источников излучения (печей, сосудов и трубопроводов с горячими газами и жидкостями) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает как общее тепловыделение, так и радиационное. Кроме улучшения условий труда, тепловая изоляция уменьшает тепловые потери оборудования, снижает расход топлива (электроэнергии, пара) и приводит к увеличению производительности агрегатов. Следует иметь в виду, что тепловая изоляция, повышая рабочую температуру изолируемых элементов, может резко сократить срок их службы, особенно в тех случаях, когда теплоизолируемые конструкции находятся в температурных условиях, близких к верхнему допустимому пределу для данного материала. В таких случаях решение о тепловой изоляции должно быть проверено расчетом рабочей температуры и изолируемых элементов. Если она окажется выше предельно допустимой, то защита от тепловых излучений должна осуществляться другими способами.

Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, оберточной, засыпной, из штучных изделий и смешенной. Мастичная изоляция осуществляется нанесением мастики (штукатурного раствора с теплоизоляционным наполнителем) на горячую поверхность изолируемого объекта. Эту изоляцию можно применять на объектах любой конфигурации. Оберточную изоляцию изготавливают из волокнистых материалов – асбестовой ткани, минеральной ваты, войлока и др. Устройство оберточной изоляции проще мастичной, но на объектах сложной конфигурации ее труднее закреплять. Наиболее пригодна оберточная изоляция для трубопроводов. Засыпную изоляцию применяют реже, так как необходимо устанавливать кожух вокруг изолируемого объекта. Эту изоляцию используют в основном при прокладке трубопроводов каналах и коробах, там, где требуется большая толщина изоляционного слоя, или при изготовлении теплоизоляционных панелей. Теплоизоляцию штучными или формованными изделиями, скорлупами применяют для облегчения работ. Смешенная изоляция состоит из нескольких различных слоев. В первом слое обычно устанавливают штучные изделия. Наружный слой изготовляют из мастики или оберточной изоляции. Целесообразно устраивать алюминиевые кожухи снаружи теплоизоляции. Затраты на устройство кожухов быстро окупаются вследствие уменьшения тепловых потерь на излучение и повышение долговечности изоляции под кожухом.

При выборе материала для изоляции необходимо принимать во внимание механические свойства материалов, а также их способность выдерживать высокую температуру. Обычно для этого применяют материалы, коэффициент теплопроводности которых при температурах 50…10⁰С меньше 0,2 Вт/(м ∙ ⁰С). Многие теплоизоляционные материалы берут в их естественном состоянии, например, асбест, слюда, торф, земля, но большинство получают в результате специальной обработки естественных материалов и представляют собой различные смеси.

При высоких температурах изолируемого объекта применяют многослойную изоляцию: сначала ставят материал, выдерживающий высокую температуру (высокотемпературный слой), а затем уже более эффективный материал, с точки зрения теплоизоляционных свойств. Толщину высокотемпературного слоя выбирают с учетом того, чтобы температура на его поверхности не превышала предельную температуру следующего слоя.

Теплозащитные экраны применяют для локализации источников лучистой теплоты, уменьшения облученности на рабочих местах и снижения температуры поверхностей, окружающих рабочее место. Ослабление теплового потока за экраном обусловлено его поглотительной и отражательной способностью. В зависимости от того, какая способность экрана более выражена, различают теплоотражающие, теплопоглощающие и теплоотводящие экраны.

По степени прозрачности экраны делят на три класса: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные. К первому классу относят металлические водоохлаждаемые и футерированные асбестовые, альфолиевые экраны; ко второму – экраны из металлические сетки, цепные завесы, экраны из стекла, армированного металлической сеткой; все эти экраны могут орашаться водяной пленкой. Третий класс составляют экраны из различных стекол: силикатного, кварцевого и органического, бесцветного, окрашенного и металлизированного, пленочные водяные завесы, свободные и стекающие по стеклу, вододисперсные завесы.

При воздействии на работающего теплового облучения интенсивностью 0,35 кВт/м² и более, а также 0,175…0,35 кВт/м² при площади излучающих поверхностей в пределах рабочего места более 0,2 м²применяют воздушное душирование (подачу воздуха в виде воздушной струи, направленной на рабочее место).

Воздушное душирование устраивают также для производственных процессов с выделением вредных газов или паров и при невозможности устройства местных укрытий.

Мероприятия по профилактике неблагоприятного воздействия холода должны предусматривать предупреждение выхолаживания производственных помещений, использование средств индивидуальной защиты (респираторы, противогазы, спецодежда), подбор рационального режима труда и отдыха. Спецодежда должна быть воздухо- и влагонепроницаемой (хлопчатобумажная, льняная, грубошерстное сукно), иметь удобный покрой.

Для работы в экстремальных условиях (ликвидация пожаров и др.) применяют специальные костюмы, обладающие повышенной теплосветоотдачей.

Для защиты головы от излучения применяют дюралевые, фибровые каски, войлочные шляпы; для защиты глаз — очки темные или с прозрачным слоем металла, маски с откидным экраном.

Важным фактором, способствующим повышению работоспособности, является рациональный режим труда и отдыха. Он разрабатывается применительно к конкретным условиям работы. Частые короткие перерывы более эффективны для поддержания работоспособности, чем редкие, но продолжительные. При физических работах средней тяжести на открытом воздухе с температурой до 25⁰С внутренний режим предусматривает 10-минутные перерывы после 50…60 мин работы; при температуре наружного воздуха 25…33⁰С рекомендуется 5-минутный перерыв после 45 мин работы и разрыв рабочей смены на 4…5 ч на период наиболее жаркого времени.

При кратковременных работах в условиях высоких температур (тушении пожаров, ремонте металлургических печей), где температура достигает 80…100⁰С, большое значение имеет тепловая тренировка. Устойчивость к высоким температурам может быть в некоторой степени повышена с использованием фармакологических средств, вдыхания кислорода, аэроионизации.

При нефиксированных рабочих местах и работе на открытом воздухе в холодных климатических условиях организуют специальные помещения для обогревания. При неблагоприятных метеорологических условиях – температура воздуха -10⁰С и ниже – обязательны перерывы на обогрев продолжительностью 10…15 мин каждый час. При температуре наружного воздуха -30…-45⁰С 15-минутные перерывы на отдых организуются каждые 60 мин от начала рабочей смены и после обеда, а затем через каждые 45мин работы. В помещениях для обогрева необходимо предусматривать возможность питья горячего чая.

19. Производственное освещение. Параметры и устройство освещения.

Введение

1. Основные световые величины и параметры, определяющие зрительные условия работы

2. Система и виды производственного освещению

3. Влияние параметров световой среды на здоровье человека

4. Основные требования к производственному освещению

5. Естественное освещение

6. Принцип расчета естественного освещения

7. Источники искусственного света

8. Светильники

9. Нормирование искусственного освещения

10. Расчет искусственного освещения

Вывод

Список используемой литературы

Введение

Освещение рабочего места - важный фактор создания нормальных условий труда. Неудовлетворительное освещение может исказить информацию, получаемую человеком посредством зрения, кроме того оно утомляет не только зрение, но вызывает утомление организма в целом, отрицательно сказывается на состоянии центральной нервной системы. Неправильное освещение может являться причиной производственного травматизма. Освещение влияет на производительность труда и качество выпускаемой продукции. Так при выполнении операции точной сборки увеличение освещенности с 50 до 1000 лк позволяет получить повышение производительности труда до 25 % и даже при выполнении работ малой точности, не требующих большого зрительного напряжения, увеличение освещенности рабочего места повышает производительность труда на 2-3 %

Оптической областью спектра называется часть электромагнитного спектра с длиной волны = 10 - 340 нм. Она делится на:

- инфракрасное излучение ( = 340 - 770 нм), которое проявляется в основном в тепловом воздействии;

- видимое излучение ( = 770 - 380 нм): в зависимости от длины волны вызывает у человека, различные световые и цветовые ощущения: от фиолетового ( = 400 нм) до красного ( = 750 нм). Зрение наиболее чувствительно к излучению с длиной волны = 550 нм. что соответствует желто-зеленому цвету: к границам видимого спектра чувствительность уменьшается;

- ультрафиолетовое излучение ( = 380 - 10 нм). УФ излучение оказывает биологически положительное воздействие на организм человека, вызывая загар При высокой интенсивности УФ излучение способно вызвать ожог кожи. глаз. УФ излучение возникает при электро и газовой сварке, при работе кварцевых ламп, электрической дуги высокой интенсивности, лазерных установок. Защита от УФ излучений проста - их пропускают на ткань одежды и очки с простым стеклом.