Реферат: Безопасность жизнедеятельности

/>/>/>Содержание

Содержание. 1

Предисловие. 4

ВВЕДЕНИЕ. 6

ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ… 6

Раздел I. ЧЕЛОВЕК И ТЕХНОСФЕРА… 66

1. ОСНОВЫ ФИЗИОЛОГИИ ТРУДА И КОМФОРТНЫЕ УСЛОВИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ… 66

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ ФОРМ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА   66

1.2. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИЧЕЛОВЕКА… 73

1.3. ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НАЧЕЛОВЕКА… 80

1.4. ПРОФИЛАКТИКА НЕБЛАГОПРИЯТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МИКРОКЛИМАТА   100

1.5. ПРОМЫШЛЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ. 108

1.6. ВЛИЯНИЕ ОСВЕЩЕНИЯ НА УСЛОВИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА   125

2. НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ ТЕХНОСФЕРЫ… 141

2.1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕГИОНОВ ТЕХНОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ   141

2.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕХНОСФЕРЫ… 157

2.3. НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ… 163

2.4. НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ… 168

3. ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА ЧЕЛОВЕКА И ТЕХНОСФЕРУ   173

3.1. СИСТЕМЫ ВОСПРИЯТИЯ ЧЕЛОВЕКОМ СОСТОЯНИЯ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ   173

3.2. ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ И ИХ НОРМИРОВАНИЕ  191

Раздел II. ОПАСНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ЗАЩИТА ОТ НИХ   263

4. АНАЛИЗ ОПАСНОСТЕЙ… 263

4.1. ПОНЯТИЯ И АППАРАТ АНАЛИЗА ОПАСНОСТЕЙ… 263

4.2. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ОПАСНОСТЕЙ… 274

4.3. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ОПАСНОСТЕЙ… 296

4.4. АНАЛИЗ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧЕПЕ. 313

5. СРЕДСТВА СНИЖЕНИЯ ТРАВМООПАСНОСТИТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ   316

5.1. ВЗРЫВОЗАЩИТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ… 316

5.2. ЗАЩИТА ОТ МЕХАНИЧЕСКОГО ТРАВМИРОВАНИЯ… 333

5.3. СРЕДСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И СИГНАЛИЗАЦИИ… 339

5.4. ЗАЩИТА ОТ ОПАСНОСТЕЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИРОБОТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА… 341

5.5. СРЕДСТВА ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ… 342

5.6. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА… 346

6. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ВРЕДНЫХ ФАКТОРОВ И ЗАЩИТА ОТ НИХ… 350

6.1. СОСТАВ И РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ВАТМОСФЕРУ   350

6.2. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ АТМОСФЕРЫ… 364

6.3. СОСТАВ И РАСЧЕТ ВЫПУСКОВ СТОЧНЫХ ВОД В ВОДОЕМЫ… 387

6.4. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ГИДРОСФЕРЫ… 391

6.5. СБОР И ЛИКВИДАЦИЯ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ ОТХОДОВ… 411

7. СРЕДСТВА ИВДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ… 479

Раздел III. ЧРЕЗВычАЙНЫЕ СИТУАЦИИ… 489

8. ЗАЩИТА В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ И ЛИКВИДАЦИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ   489

8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ… 489

8.2. УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ… 493

8.3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОПАСНЫХ ЗОН… 498

8.4. ЛИКВИДАЦИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧС… 526

Раздел IX.УПРАВЛЕНИЕБЕЗОПАСНОСТЬЮ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ… 534

9. ПРАВОВЫЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ… 534

9.1. ПРАВОВЫЕ И НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ… 534

9.2. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ… 543

9.3. ЭКСПЕРТИЗА И КОНТРОЛЬ ЭКОЛОГИЧНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ   562

9.4. МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО… 573

ПРИЛОЖЕНИЯ… 1

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ЗОН ЗАРАЖЕНИЯ СДЯВ… 1

3. СТЕПЕНЬ РАЗРУШЕНИЯ КОММУНАЛЬНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ИТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СЕТЕЙ… 8

4. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПРИБОРОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯТРЕБОВАНИЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ… 10

5. ПЕРЕЧЕНЬ ГОСТов РФ КОМПЛЕКСА ГОСТ Р 22 ОПАСНОСТЬ В ЧС… 13

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ… 16


Предисловие

Вучебнике впервые обобщены научные и практические достижения в новой области знаний– безопасности жизнедеятельности. Он подготовлен в соответствии с примернымипрограммами дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» (БЖД) для всехспециальностей и направлений бакалавриата высшего профессионального образования.Основа программ разработана кафедрой «Промышленная экология и безопасность»МГТУ им. Н.Э. Баумана еще в 1989 г.

Авторыучебника имеют опыт чтения курса лекций по дисциплине БЖД на факультетахмашиностроительного и приборостроительного профиля, а также опыт написанияконспекта лекций «Безопасность жизнедеятельности», изданного в двух частях в1992–1993 гг. Всесоюзной ассоциацией специалистов по охране труда (ВАСОТ) ипредназначенного для преподавателей технических вузов (0.1, 0.3).

Основунаучных и практических знаний, содержащихся в учебнике БЖД, составляют знания,ранее излагавшиеся в отдельных курсах: «Охрана труда», «Охрана окружающейсреды» и «Гражданская оборона», имевших выраженную прикладную направленность. Целевоепредназначение указанных курсов и их основное содержание сводились к изучениюсредств и методов защиты человека и природной среды от негативных факторовтехногенного происхождения.

Вводимаяв настоящее время в высших учебных заведениях, средних специальных учебныхзаведениях и средней школе дисциплина «Безопасность жизнедеятельности» призванаинтегрировать на общей методической основе в единый комплекс знания, необходимыедля обеспечения комфортного состояния и безопасности человека во взаимодействиисо средой обитания. Предпосылкой такого подхода является значительная общностьв указанных выше курсах целей, задач, объектов и предметов изучения, а такжесредств познания и принципов реализации теоретических и практических задач.

Объединениекурсов позволяет расширить и углубить познания в областианатомо-физиологических свойств человека и его реакциях на воздействиенегативных факторов; комплексного представления об источниках, количестве изначимости травмирующих и вредных факторов среды обитания; принципов и методовкачественного и количественного анализа опасностей; сформулировать общуюстратегию и принципы обеспечения безопасности; подойти к разработке и применениюсредств защиты в негативных ситуациях с общих позиций.

Учебниксоздан преподавателями кафедры «Промышленная экология и безопасность» МГТУ им.Н.Э. Баумана. Введение, гл.2, пп.6.1, 6.2, 6.5, гл.7 написаны С.В. Беловым, гл.1–В.П. Сивковым, гл.3 –А.В. Ильницкой (главным специалистом МНИИ гигиены им.Ф. Ф.Эрисмана) и Л.Л. Морозовой, гл.4, п.6.6 –И.В. Переездчиковым, пп.6.3, 6.4 –Г.П.Павлихиным, пп.5.1, 5.6, гл.8 –Д.М. Якубовичем, пп.5.2–5.5, гл.9 –А.Ф. Козьяковым.

Авторыбудут благодарны всем, кто сочтет целесообразным высказать замечания ипожелания по содержанию учебника, которые следует направлять по адресу: 101430, г. Москва, ГСП-4, Неглинная ул., д.29/14, издательство «Высшая школа».

Авторы


/>/>ВВЕДЕНИЕ

/> 

ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ. />ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ ИОПРЕДЕЛЕНИЯ

Жизнедеятельность– это повседневная деятельность и отдых, способ существования человека.

Приступаяк изучению основ безопасности жизнедеятельности человека в техносфере, следуетопределить прежде всего место БЖД в общем объеме «знаний о взаимодействии живыхсуществ между собой и окружающей средой» (Э. Геккель, 1869), изучаемых в наукеэкология*.

*Нельзяне поддержать мнение Б.А. Немировского, опубликованное в газете «Московскийкомсомолец» 18 мая 1998 г., с.7. «У нас плохая экология», — так или примернотак жалуются на свою судьбу современные обитатели крупных городов России, амежду тем экология — это биологическая наука. Она занимается изучениемколлективного сосуществования живых организмов в одной коммунальной квартирепод названием «окружающая среда». Наука не может быть ни плохой, ни хорошей: «плохаяэкология» звучит так же абсурдно, как «плохая физика» или «плохая математика».

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

ВXIX в. экологи изучали в основном закономерности биологического взаимодействияв биосфере, причем роль человека в этих процессах считалась второстепенной. Вконце XIX в. и в XX в. ситуация изменилась, экологов все чаще стала беспокоитьроль человека в изменении окружающего нас Мира. В этот период произошли значительныеизменения в окружающей человека среде обитания. Биосфера постепенно утрачиваласвое господствующее значение и в населенных людьми регионах стала превращатьсяв техносферу.

Вокружающем нас Мире возникли новые условия взаимодействия живой и неживой материи(рис.0.1): взаимодействие человека с техносферой, взаимодействие техносферы сбиосферой (природой) и др. Сейчас правомерно говорить о возникновении новойобласти знаний – «Экология техносферы», где главными «действующими лицами»являются человек и созданная им техносфера.

Областьзнаний «Экология техносферы» включает, как минимум, основы техносферостроения ирегионоведения, социологию и организацию жизнедеятельности в техносфере,сервис, безопасность жизнедеятельности человека в техносфере и защиту природнойсреды от негативного влияния техносферы. Структура областей показана на схеме:

/>

Вновых техносферных условиях все чаще биологическое взаимодействие сталозамещаться процессами физического и химического взаимодействия, причем уровнифизических и химических факторов воздействия в XX в. непрерывно нарастали,часто оказывая негативное влияние на человека и природу. В обществе возниклапотребность в защите природы («Охрана природы») и человека («Безопасностьжизнедеятельности») от негативного влияния техносферы.

Первопричиноймногих негативных процессов в природе и обществе явилась антропогеннаядеятельность, не сумевшая создать техносферу необходимого качества как поотношению к человеку, так и по отношению к природе. В настоящее время, чтобырешить возникающие проблемы, человек должен совершенствовать техносферу, снизивее негативное вливлияние на человека и природу до допустимых уровней. Достижениеэтих целей взаимосвязано. Решая задачи обеспечения безопасности человека втехносфере, одновременно решаются задачи охраны природы от губительного влияниятехносферы.

Основнаяцель безопасности жизнедеятельности как науки – защита человека в техносфере отнегативных воздействий антропогенного и естественного происхождения идостижение комфортных условий жизнедеятельности.

Средствомдостижения этой цели является реализация обществом знаний и умений,направленных на уменьшение в техносфере физических, химических, биологических ииных негативных воздействий до допустимых значений. Это и определяетсовокупность знаний, входящих в науку о безопасности жизнедеятельности, а такжеместо БЖД в общей области знаний – экологии техносферы.

Безопасностьжизнедеятельности – наука о комфортном и безопасном взаимодействии человека стехносферой.

Эволюциясреды обитания, переход от биосферы к техносфере. В жизненном цикле человек иокружающая его среда обитания образуют постоянно действующую систему «человек –среда обитания».

Средаобитания – окружающая человека среда, обусловленная в данный моментсовокупностью факторов (физических, химических, биологических, социальных),способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленноевоздействие на деятельность человека, его здоровье и потомство.

Действуяв этой системе, человек непрерывно решает, как минимум, две основные задачи:

–обеспечивает свои потребности в пище, воде и воздухе;

–создает и использует защиту от негативных воздействий, как со стороны средыобитания, так и себе подобных.

Негативныевоздействия, присущие среде обитания, существуют столько, сколько существуетМир. Источниками естественных негативных воздействий являются стихийные явленияв биосфере: изменения климата, грозы, землетрясения и т.п.

Постояннаяборьба за свое существование вынуждала человека находить и совершенствоватьсредства защиты от естественных негативных воздействий среды обитания. Ксожалению, появление жилища, применение огня и других средств защиты,совершенствование способов получения пищи – все это не только защищало человекаот естественных негативных воздействий, но и влияло на среду обитания.

Напротяжении многих веков среда обитания человека медленно изменяла свой облик и,как следствие, мало менялись виды и уровни негативных воздействий. Такпродолжалось до середины XIX в. – начала активного роста воздействия человекана среду обитания. В XX в, на Земле возникли зоны повышенного загрязнениябиосферы, что привело к частичной, а в ряду случаев и к полной региональнойдеградации. Этим изменениям во многом способствовали:

–высокие темпы роста численности населения на Земле (демографический взрыв) иего урбанизация;

–рост потребления и концентрация энергетических ресурсов;

–интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства;

–массовое использование средств транспорта;

–рост затрат на военные цели и ряд других процессов.


Рис.0.2.Рост численности населения Земли:

I – ростчисленности до 28–30 млрд. человек к. 2070–2100 гг.;

II –стабилизация численности на уровне 10 млрд. человек

Год…………………………………………… 1840 1930 1962 1975 1987 Численность населения, млрд. чел………… 1 2 3 4 5 Период прироста, лет/1 млрд. чел…………. 500000 90 32 13 12

Демографическийвзрыв. Достижения в медицине, повышение комфортности деятельности и быта,интенсификация и рост продуктивности сельского хозяйства во многомспособствовали увеличению продолжительности жизни человека и как следствиеросту населения Земли. Одновременно с ростом продолжительности жизни в рядерегионов мира рождаемость продолжала оставаться на высоком уровне, и составлялав некоторых из них до 40 человек на 1000 человек в год и более. Высокий уровеньприроста населения характерен для стран Африки, Центральной Америки, Ближнего иСреднего Востока, Юго-Восточной Азии, Индии, Китая. Статистические данные очисленности населения Земли и тенденции его изменения показаны на рис.0.2.

Вероятноеизменение численности населения в некоторых регионах мира приведено ниже (млрд.чел. /доля,%):


1950 г. 2025 г. Европа и Северная Америка…………………………… 0,83/32 1,3/15,7 Азия……………………………………………………… 1,37/53 4,9/57 Африка…………………………………………………... 0,17/9 1,6/18,3 Латинская Америка……………………………………... 0,22/6 0,76/9 Итого, млрд. чел………………. ………. ………………. 2,59 8,56

Существуютнесколько прогнозов дальнейшего изменения численности населения Земли (см. рис.0.2).По I варианту (неустойчивое развитие) к концу XXI в. возможен рост численностидо 28–30 млрд. человек. В этих условиях Земля уже не сможет (при современномсостоянии технологий) обеспечивать население достаточным питанием и предметамипервой необходимости. С определенного периода начнутся голод, массовыезаболевания, деградация среды обитания и как следствие резкое уменьшениечисленности населения и разрушение человеческого сообщества. Уже в настоящеевремя в экологически неблагополучных регионах наблюдается связь между ухудшениемсостояния среды обитания и сокращением продолжительности жизни, ростом детскойсмертности.

ПоII варианту (устойчивое развитие) численность населения необходимостабилизировать на уровне 10 млрд. человек, что при существующем уровнеразвития технологий жизнеобеспечения будет соответствовать удовлетворениюжизненных потребностей человека и нормальному развитию общества.

Урбанизация.Одновременно с демографическим взрывом идет процесс урбанизации населенияпланеты. Этот процесс имеет во многом объективный характер, ибо способствуетповышению производительной деятельности во многих сферах, одновременно решаетсоциальные и культурно-просветительные проблемы обществ. По данным ООН, вгородах мира проживали или будут проживать:

Год 1880 1950 1970 1984 2000 Городское население,% 1,7 13,1 17 50 80…85

К 1990 г в США урбанизировано 70% населения, в Российской Федерации к 1995–76%.

Интенсивнорастут крупные города в 1959 г. в СССР было только три города-миллионера, а в 1984 г. – 22. В обозримом будущем в мире появятся мегаполисы с численностью населения 25–30 млн. человек.Десятка мировых урбанистических лидеров выглядит сегодня следующим образом:

Город, страна Данные на 1994 г., млн. чел. Прогноз на 2015 г., млн. чел. Токио (Япония) …………………………. . 26,5 28,7 Нью-Йорк (США) ………………………. . 16,3 17,6 Сан-Паулу (Бразилия) …………………… 16,1 20,8 Мехико (Мексика) ………………………. . 15,5 18,8 Шанхай (Китай) …………………………. . 14,7 23,4 Бомбей (Индия) …………………………. . 14,5 27,4 Лос-Анджелес (США) …………………… 12,2 14,3 Пекин (Китай) ……………………………. 12,0 19,4 Калькутта (Индия) ………………………. . 11,5 17,6 Сеул (Южная Корея) ……………………. . 11,5 13.1

Москвазанимает лишь 21 место среди крупнейших городов мира. Ее население — 9,2 млн. человек.

Урбанизациянепрерывно ухудшает условия жизни в регионах, неизбежно уничтожает в нихприродную среду. Для крупнейших городов и промышленных центров характеренвысокий уровень загрязнения компонент среды обитания. Так, атмосферный воздухгородов содержит значительно большие концентрации токсичных примесей посравнению с воздухом сельской местности (ориентировочно оксида углерода в 50раз, оксидов азота — в 150 раз и летучих углеводородов — в 2000 раз).

Ростэнергетики, промышленного производства, численности средств транспорта. Увеличениечисленности населения Земли и военные нужды стимулируют рост промышленного производства,числа средств транспорта, приводят к росту производства энергетических ипотреблению сырьевых ресурсов. Потребление материальных и энергетическихресурсов имеет более высокие темпы роста, чем прирост населения, так какпостоянно увеличивается их среднее потребление на душу населения. Онеограниченных способностях к росту потребления свидетельствует использованиеэлектроэнергии в США. По статистическим данным, в 1970 г. США имели 7% населения и 1/3 мирового производства электроэнергии.

Огромнызатраты на военные цели. После второй мировой войны на вооружение в мире израсходованооколо 6 трлн. долларов США. Динамика ассигнований на оборону в США составляет:

Год…………… 1982 1983 1984 1988

Расходы,млрд. долларов…. .187,4 214,8 245,3 300

Военнаяпромышленность является одним из активных стимуляторов развития техники и ростаэнергетического и промышленного производства:

Год…………… 1970* 1980 1990 2000

Производствоэлектроэнергии в мире,% к 1950 г………. .173 234 318 413

*Произведено 6600 кВт. ч, в том числе в США — 2200, в СССР — 700,

Оцениваяэкологические последствия развития энергетики, следует иметь в виду, что вомногих странах это достигалось преимущественным использованием тепловыхэлектрических станций (ТЭС), сжигающих уголь, мазут или природный газ. Об этомсвидетельствует и структура производства электроэнергии в СССР (1985 г): ТЭС-1196 млрд. кВт. ч (74,5%), ГЭС-216 млрд. кВт. ч (13,5%), АЭС-193 млрд. кВт. ч (12%). ВыбросыТЭС наиболее губительны для биосферы.

Вовторой половине XX в. каждые 12...15 лет удваивалось промышленное производствоведущих стран мира, обеспечивая тем самым удвоение выбросов загрязняющихвеществ в биосферу. В СССР в период с 1940 по 1980 гг. возросло производствоэлектроэнергии в 32 раза; стали — в 7,7; автомобилей — в 15 раз; увеличиласьдобыча угля в 4,7, нефти — в 20 раз. Аналогичные или близкие к ним темпы ростанаблюдались во многих других отраслях народного хозяйства. Значительно болеевысокими темпами развивалась химическая промышленность, объекты цветнойметаллургии, производство строительных материалов и др.

Постоянноувеличивался мировой автомобильный парк: с 1960 по 1990 гг. он возрос с 120 до 420млн. автомобилей.

Необходимоотметить, что развитие промышленности и технических средств сопровождалось нетолько увеличением выброса загрязняющих веществ, но и вовлечением впроизводство все большего числа химических элементов:

Год………… ...1869 1906 1917 1937 1985

Известно………… 62 84 85 89 104

Использовалось…… ...35 52 64 73 90

Кнастоящему времени в окружающей среде накопилось около 50 тыс. видов химическихсоединений, не разрушаемых деструкторами экосистем (отходы пластмасс, пленок,изоляции и т.п.)

Развитиесельского хозяйства. Вторая половина XX в. связана с интенсификациейсельскохозяйственного производства. В целях повышения плодородия почв и борьбыс вредителями в течение многих лет использовались искусственные удобрения иразличные токсиканты, что не могло не влиять на состояние компонент биосферы. В 1986 г. среднее количество минеральных удобрений на 1 га пашни в мире составило около 90 кг, в СССР и США — более 100 кг, в Европе — 230 кг. При избыточном применении азотных удобрений почва перенасыщается нитратами, а при внесениифосфорных удобрений — фтором, редкоземельными элементами, стронцием. Прииспользовании нетрадиционных удобрений (отстойного ила и т.п.) почваперенасыщается соединениями тяжелых металлов. Избыточное количество удобренийприводит к перенасыщению продуктов питания токсичными веществами, нарушаетспособность почв к фильтрации, ведет к загрязнению водоемов, особенно впаводковый период.

Пестициды,применяемые для защиты растений от вредителей, опасны и для человека. Установлено,что от прямого отравления пестицидами в мире ежегодно погибает около 10 тыс. человек,гибнут леса, птицы, насекомые. Пестициды попадают в пищевые цепи, питьевую воду.Все без исключения пестициды обнаруживают либо мутагенное, либо иноеотрицательное воздействие на человека и живую природу. В настоящее времяотмечаются высокие загрязнения почв фосфорорганическими пестицидами (фозалоном,метафосом), гербицидами (2,4-Д, трефланом, трихлорацетатом натрия) и др.

Техногенныеаварии и катастрофы. До середины XX в. человек не обладал способностьюинициировать крупномасштабные аварии и катастрофы и тем самым вызыватьнеобратимые экологические изменения регионального и глобального масштаба,соизмеримые со стихийными бедствиями.

Происшествие– событие, состоящее из негативного воздействия с причинением ущерба людским,природным или материальным ресурсам.

Авария– происшествие в технической системе, не сопровождающееся гибелью людей, прикотором восстановление технических средств невозможно или экономически нецелесообразно.

Катастрофа– происшествие в технической системе, сопровождающееся гибелью или пропажей безвести людей.

Стихийноебедствие–происшествие, связанное со стихийными явлениями на Земле и приведшее кразрушению биосферы, гибели или потери здоровья людей.

Появлениеядерных объектов и высокая концентрация прежде всего химических веществ и ихпроизводств сделали человека способным оказывать разрушительное воздействие наэкосистемы. Примером тому служат трагедии в Чернобыле, Бхопале.

Огромноеразрушительное воздействие на биосферу оказывается при испытании ядерного (в г.Семипалатинске, на о. Новая Земля) и других видов оружия. Для испытанияхимического оружия необходим полигон размером около 500 тыс. га. Иллюстрациейнегативного экологического влияния современных локальных войн являются итогивойны в зоне Персидского залива (огромные проливы нефти в залив, пожары нанефтяных скважинах).

Изприведенного выше видно, что XX столетие ознаменовалось потерей устойчивости втаких процессах, как рост населения Земли и его урбанизация. Это вызвалокрупномасштабное развитие энергетики, промышленности, сельского хозяйства,транспорта, военного дела и обусловило значительный рост техногенноговоздействия. Во многих странах оно продолжает нарастать и в настоящее время. Врезультате активной техногенной деятельности человека во многих регионах нашейпланеты разрушена биосфера и создан новый тип среды обитания – техносфера.

Биосфера–областьраспространения жизни на Земле, включающая нижний слой атмосферы, гидросферу иверхний слой литосферы, не испытавших техногенного воздействия.

Техносфера–регионбиосферы, в прошлом преобразованный людьми с помощью прямого или косвенноговоздействия технических средств в целях наилучшего соответствия своим материальными социально-экономическим потребностям (техносфера – регион города илипромышленной зоны, производственная или бытовая среда).

Регион– территория, обладающая общими характеристиками состояния биосферы или техносферы.

Производственнаясреда – пространство, в котором совершается трудовая деятельность человека.

Создаваятехносферу, человек стремился к повышению комфортности среды обитания, к ростукоммуникабельности, к обеспечению защиты от естественных негативных воздействий.Все это благоприятно отразилось на условиях жизни и в совокупности с другимифакторами (улучшение медицинского обслуживания и др.) сказалось напродолжительности жизни людей:


Век

Продолжительность жизни человека, лет Медный, бронзовый, железный……………………………… 30 К началу XIX в ………………………………………………… 35-40 В конце XX в…… ………………………………………………. 60–63

Однакосозданная руками и разумом человека техносфера, призванная максимально удовлетворятьего потребности в комфорте и безопасности, не оправдала во многом надежды людей.Появившиеся производственная и городская среды оказались далеки по уровнюбезопасности и экологичности от допустимых требований.

Появлениетехносферы привело к тому, что биосфера во многих регионах нашей планеты сталаактивно замещаться техносферой (табл.0.1). Данные табл.0.1 показывают, что напланете осталось мало территорий с ненарушенными экосистемами. В наибольшейстепени экосистемы разрушены в развитых странах – в Европе, Северной Америке,Японии. Здесь естественные экосистемы сохранились в основном на небольшихплощадях, они представляют собой небольшие пятна биосферы, окруженные со всехсторон нарушенными деятельностью человека территориями, и поэтому подверженысильному техносферному давлению.

 

Таблица0.1. Состав площадей на некоторых континентах Земли

Континент Ненарушенная территория,% Частично нарушенная территория,% Нарушенная территория.%

Европа

Азия

Северная Америка

15.6

43.6

56.3

19,6

27.0

18,8

64,9

29,5

24,9

Техносфера– детище XX в., приходящее на смену биосфере.

Кновым техносферным относятся условия обитания человека в городах и промышленныхцентрах, производственные, транспортные и бытовые условия жизнедеятельности. Практическивсе урбанизированное население проживает в техносфере, где условия обитаниясущественно отличаются от биосферных прежде всего повышенным влиянием начеловека техногенных негативных факторов. Характерное состояние системы«человек–среда обитания», совокупность и направленность воздействия негативныхфакторов в регионах техносферы показаны на рис.0.3.

Взаимодействиечеловека и техносферы. Человек и окружающая его среда (природная, производственная,городская, бытовая и др.) в процессе жизнедеятельности постоянно взаимодействуютдруг с другом. При этом «жизнь может существовать только в процессе движениячерез живое тело потоков вещества, энергии и информации» (Закон сохраненияжизни, Ю.Н. Куражковский [0.8]).

Человеки окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях,когда потоки энергии, вещества и информации находятся в пределах, благоприятновоспринимаемых человеком и природной средой. Любое превышение привычных уровнейпотоков сопровождается негативными воздействиями на человека и/или природнуюсреду. В естественных условиях такие воздействия наблюдаются при измененииклимата и стихийных явлениях.

Вусловиях техносферы негативные воздействия обусловлены элементами техносферы(машины, сооружения и т.п.) и действиями человека. Изменяя величину любогопотока от минимально значимой до максимально возможной, можно пройти рядхарактерных состояний взаимодействия в системе «человек – среда обитания»:

–комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия:создают оптимальные условия деятельности и отдыха; предпосылки для проявлениянаивысшей работоспособности и как следствие продуктивности деятельности; гарантируютсохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания;

–допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, неоказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижаяэффективность деятельности человека. Соблюдение условий допустимоговзаимодействия гарантирует невозможность возникновения и развития необратимыхнегативных процессов у человека и в среде обитания;

–опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативноевоздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействиизаболевания, и/или приводят к деградации природной среды;

–чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период временимогут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушенияв природной среде.

Изчетырех характерных состояний взаимодействия человека со средой обитания лишьпервые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиямповседневной жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно опасное) –недопустимы для процессов жизнедеятельности человека, сохранения и развитияприродной среды.

Взаимодействиечеловека со средой обитания может быть позитивным или негативным, характервзаимодействия определяют потоки веществ, энергий и информаций.

Опасности,вредные и травмирующие факторы. Результат взаимодействия человека со средойобитания может изменяться в весьма широких пределах: от позитивного докатастрофического, сопровождающегося гибелью людей и разрушением компонентсреды обитания. Определяют негативный результат взаимодействия опасности –негативные воздействия, внезапно возникающие, периодически или постояннодействующие в системе «человек – среда обитания».

Опасность– негативное свойство живой и неживой материи, способное причинять ущерб самойматерии: людям, природной среде, материальным ценностям.

Приидентификации опасностей необходимо исходить из принципа «все воздействует навсе». Иными словами, источником опасности может быть все живое и неживое, аподвергаться опасности также может все живое и неживое. Опасности не обладаютизбирательным свойством, при своем возникновении они негативно воздействуют навсю окружающую их материальную среду. Влиянию опасностей подвергается человек,природная среда, материальные ценности. Источниками (носителями) опасностейявляются естественные процессы и явления, техногенная среда и действия людей. Опасностиреализуются в виде энергии, вещества и информации, они существуют впространстве и во времени.

Опасность– центральное понятие в безопасности жизнедеятельности.

Различаютопасности естественного и антропогенного происхождения. Естественные опасностиобусловливают стихийные явления, климатические условия, рельеф местности и т.п.Ежегодно стихийные явления подвергают опасности жизнь около 25 млн. человек. Так,например, в 1990 г. в результате землетрясений в мире погибло более 52 тыс. человек.Этот год стал наиболее трагичным в минувшем десятилетии, учитывая, что запериод 1980… 1990 гг. жертвами землетрясений стали 57 тыс. человек.

Негативноевоздействие на человека и среду обитания, к сожалению, не ограничиваетсяестественными опасностями. Человек, решая задачи своего материальногообеспечения, непрерывно воздействует на среду обитания своей деятельностью ипродуктами деятельности (техническими средствами, выбросами различныхпроизводств и т.п.), генерируя в среде обитания антропогенные опасности. Чемвыше преобразующая деятельность человека, тем выше уровень и числоантропогенных опасностей, вредных и травмирующих факторов, отрицательновоздействующих на человека и окружающую его среду.

Вредныйфактор – негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшениюсамочувствия или заболеванию.

Травмирующий(травмоопасный) фактор – негативное воздействие на человека, которое приводит ктравме или летальному исходу.

Перефразируяаксиому о потенциальной опасности, сформулированную О.Н. Русаком в работе [0.9],можно констатировать:

Жизнедеятельностьчеловека потенциально опасна.

Аксиомапредопределяет, что все действия человека и все компоненты среды обитания,прежде всего технические средства и технологии, кроме позитивных свойств ирезультатов, обладают способностью генерировать травмирующие и вредные факторы.При этом любое новое позитивное действие или результат неизбежно сопровождаетсявозникновением новых негативных факторов.

Справедливостьаксиомы можно проследить на всех этапах развития системы «человек–средаобитания». Так, на ранних стадиях своего развития, даже при отсутствиитехнических средств, человек непрерывно испытывал воздействие негативныхфакторов естественного происхождения: пониженных и повышенных температурвоздуха, атмосферных осадков, контактов с дикими животными, стихийных явлений ит.п. В условиях современного мира к естественным прибавились многочисленныефакторы техногенного происхождения: вибрации, шум, повышенная концентрациятоксичных веществ в воздухе, водоемах, почве; электромагнитные поля,ионизирующие излучения и др.

Антропогенныеопасности во многом определяются наличием отходов, неизбежно возникающих прилюбом виде деятельности человека в соответствии с законом о неустранимостиотходов (или) побочных воздействий производств [0.8|: «В любом хозяйственномцикле образуются отходы и побочные эффекты, они не устранимы и могут бытьпереведены из одной физико-химической формы в другую или перемещены впространстве». Отходы сопровождают работу промышленного и сельскохозяйственногопроизводств, средств транспорта, использование различных видов топлива приполучении энергии, жизнь животных и людей и т.п. Они поступают в окружающуюсреду в виде выбросов в атмосферу, сбросов в водоемы, производственного ибытового мусора, потоков механической, тепловой и электромагнитной энергии и т.п.Количественные и качественные показатели отходов, а также регламент обращения сними определяют уровни и зоны возникающих при этом опасностей.

Значительнымтехногенным опасностям подвергается человек при попадании в зону действиятехнических систем: транспортные магистрали; зоны излучения радио-ителепередающих систем, промышленные зоны и т.п. Уровни опасного воздействия начеловека в этом случае определяются характеристиками технических систем идлительностью пребывания человека в опасной зоне. Вероятно проявление опасностии при использовании человеком технических устройств на производстве и в быту; электрическиесети и приборы, станки, ручной инструмент, газовые баллоны и сети, оружие и т.п.Возникновение таких опасностей связано как с наличием неисправностей втехнических устройствах, так и с неправильными действиями человека при ихиспользовании. Уровни возникающих при этом опасностей определяютсяЭнергетическими показателями технических устройств.

Внастоящее время перечень реально действующих негативных факторов значителен инасчитывает более 100 видов. К наиболее распространенным и обладающимдостаточно высокими концентрациями или энергетическими уровнями относятсявредные производственные факторы: запыленность и загазованность воздуха, шум,вибрации, электромагнитные поля, ионизирующие излучения, повышенные или пониженныепараметры атмосферного воздуха (температуры, влажности, подвижности воздуха,давления), недостаточное и неправильное освещение, монотонность деятельности,тяжелый физический труд и др.

Дажев быту нас сопровождает большая гамма негативных факторов. К ним относятся: воздух,загрязненный продуктами сгорания природного газа, выбросами ТЭС, промышленныхпредприятий, автотранспорта и мусоросжигающих устройств; вода с избыточнымсодержанием вредных примесей; недоброкачественная пища; шум, инфразвук; вибрации;электромагнитные поля от бытовых приборов, телевизоров, дисплеев, ЛЭП,радиорелейных устройств; ионизирующие излучения (естественный фон, медицинскиеобследования, фон от строительных материалов, излучения приборов, предметов быта);медикаменты при избыточном и неправильном потреблении; алкоголь; табачный дым; бактерии,аллергены и др.


Миропасностей, угрожающих личности, весьма широк и непрерывно нарастает. Впроизводственных, городских, бытовых условиях на человека воздействует, какправило, несколько негативных факторов. Комплекс негативных факторов,действующих в конкретный момент времени, зависит от текущего состояния системы«человек – среда обитания». На рис.0.4 показана характерная суточная миграциягородского жителя (сотрудника промышленного предприятия) в системе «человек –техносфера», где размер радиуса условно соответствует относительной доленегативных факторов антропогенного происхождения в различных вариантах средыобитания.

Безопасность,системы безопасности. Все опасности тогда реальны, когда они воздействуют наконкретные объекты (объекты защиты). Объекты защиты, как и источникиопасностей, многообразны. Каждый компонент окружающей среды может быть объектомзащиты от опасностей. В порядке приоритета к объектам защиты относятся: человек,общество, государство, природная среда (биосфера), техносфера и т.п.

Основноежелаемое состояние объектов защиты безопасное. Оно реализуется при полномотсутствии воздействия опасностей. Состояние безопасности достигается также приусловии, когда действующие на объект защиты опасности снижены до предельнодопустимых уровней воздействия.

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

Следуетотметить, что термин «безопасность» часто используют для оценки качестваисточника опасности, говоря о неспособности источника генерировать опасности. Насталовремя, когда для описания такого свойства источников опасности необходимо найтииной термин. Такими терминами могут быть: «неопасность», «совместимость»,«экологичность» и т.п.

Экологичностъисточника опасности – состояние источника, при котором соблюдается егодопустимое воздействие на техносферу и/или биосферу.

Говоряо реализации состояния безопасности, необходимо рассматривать объект защиты исовокупность опасностей, действующих на него.

Сегодняреально существуют следующие системы безопасности:


Вид опасности, поле опасностей

Объект защиты Система безопасности Опасности среды деятельности человека Человек Безопасность (охрана) труда Опасности среды деятельности и отдыха, города и жилища–опасности тсхносферы Человек Безопасность жизнедеятельности человека Опасности техносферы Природная среда Охрана природной среды Чрезвычайные опасности биосферы и техносферы, в том числе пожары, ионизирущие воздействия

Человек

Природная среда

Материальные ресурсы

Защита в чрезвычайных ситуациях, пожарная и радиационная защита Внешние и внутренние общегосударственные опасности Общество, нация Система безопасности страны, национальная безопасность Опасности неконтролируемой и неуправляемой общечеловеческой деятельности (рост населения, оружие массового поражения, потепление климата и т.п.)

Человечество

Биосфера

Техносфера

Глобальная безопасность Опасности космоса Человечество, планета Земля Космическая безопасность

Извышесказанного следует, что системы безопасности по объектам защиты, реальносуществующие в настоящее время, распадаются на следующие основные виды:

–систему личной и коллективной безопасности человека в процессе егожизнедеятельности;

–систему охраны природной среды (биосферы);

–систему государственной безопасности;

–систему глобальной безопасности.

Историческимприоритетом обладают системы обеспечения безопасности человека, который на всехэтапах своего развития постоянно стремился к обеспечению комфорта, личной безопасностии сохранению своего здоровья. Это стремление было мотивацией многих действий ипоступков человека.

Созданиенадежного жилища не что иное, как стремление обеспечить себя и свою семьюзащитой от естественных негативных факторов: молнии, осадков, диких животных,пониженной и повышенной температуры, солнечной радиации и т.п. Но появлениежилища грозило человеку возникновением новых негативных воздействий, например,обрушением жилища, при внесении в него огня – отравлением при задымлении,ожогами и пожарами.

Наличиев современных квартирах многочисленных бытовых приборов и устройств существеннооблегчает быт, делает его комфортным и эстетичным, но одновременно вводит целыйкомплекс травмирующих и вредных факторов: электрический ток, электромагнитноеполе, повышенный уровень радиации, шум, вибрации, опасность механическоготравмирования, токсичные вещества и т.п.

Прогрессв сфере производства в период научно-технической революции сопровождался исопровождается в настоящее время ростом числа и энергетического уровнятравмирующих, и вредных факторов производственной среды. Так, использованиепрогрессивных способов плазменной обработки материалов потребовало средств защитыработающих от токсичных аэрозолей, воздействия электромагнитного поля,повышенного шума, электрических сетей высокого напряжения.

Созданиедвигателей внутреннего сгорания решило многие транспортные проблемы, ноодновременно привело к повышенному травматизму на дорогах, породило труднорешаемые задачи по защите человека и природной среды от токсичных выбросовавтомобилей (отработавших газов, масел, продуктов износа шин и др.).

Такимобразом, стремление человека к достижению высокой производительности своейдеятельности, комфорта и личной безопасности в интенсивно развивающейсятехносфере сопровождается увеличением числа задач, решаемых в системе«безопасность жизнедеятельности человека».

Значимостьпроблем в системах безопасности непрерывно увеличивается, поскольку растет нетолько число, но и энергетический уровень негативных воздействий. Если уровеньвлияния естественных негативных факторов практически стабилен на протяжениимногих столетий, то большинство антропогенных факторов непрерывно повышает своиэнергетические показатели (рост напряжений, давлений и др.) присовершенствовании и разработке новых видов техники и технологии (появлениеядерной энергетики, концентрация энергоресурсов и т.п.).

Впоследние столетия неизмеримо выросли уровни энергии, которыми владеет человек.Если в конце XVIII в. он обладал лишь паровой машиной мощностью до 75 кВт, вконце XX в. в его распоряжении находятся энергетические установки мощностью1000 МВт и более. Значительные энергетические мощности сосредоточены в хранилищахвзрывчатых веществ, топлив и других химически активных веществ.

Помнению акад.Н. Н. Моисеева, «человечество вступило в новую эру своего существования,когда потенциальная мощь создаваемых им средств воздействия на среду обитаниястановится соизмеримой с могучими силами природы планеты. Это внушает не толькогордость, но и опасение, ибо чревато последствиями. ., которые могут привести куничтожению цивилизации и даже всего живого на Земле».

Многиесистемы безопасности взаимосвязаны между собой как по негативным воздействиям,так и средствам достижения безопасности. Обеспечение безопасностижизнедеятельности человека в техносфере почти всегда неразрывно связано срешением задач по охране природной среды (снижение выбросов и сбросов и др.). Этохорошо иллюстрируют результаты работ по сокращению токсичных выбросов ватмосферу промышленных зон и, как следствие, по уменьшению негативного влиянияэтих зон на природную среду.

Обеспечениебезопасности жизнедеятельности человека в техносфере – путь к решению многихпроблем защиты природной среды от негативного влияния техносферы.

Ростантропогенного негативного влияния на среду обитания не всегда ограничивается нарастаниемтолько опасностей прямого действия, например, ростом концентраций токсичных примесейв атмосфере. При определенных условиях возможно появление вторичных негативныхвоздействий, возникающих на региональном или глобальном уровнях и оказывающихнегативное влияние на регионы биосферы и значительные группы людей. К ним относятсяпроцессы образования кислотных дождей, смога, «парниковый эффект», разрушениеозонового слоя Земли, накопление токсичных и канцерогенных веществ в организмеживотных и рыб, в пищевых продуктах и т.п.

Решениезадач, связанных с обеспечением безопасности жизнедеятельности человека, –фундамент для решения проблем безопасности на более высоких уровнях: техносферном,региональном, биосферном, глобальном.

Теоретическиеосновы и практические функции БЖД. Как отмечено выше, опасности техносферы вомногом антропогенны. В основе их возникновения лежит человеческая деятельность,направленная на формирование и трансформацию потоков вещества, энергии иинформации в процессе жизнедеятельности. Изучая и изменяя эти потоки, можноограничить их величину допустимыми значениями. Если сделать это не удается, тожизнедеятельность становится опасной.

Миропасностей в техносфере непрерывно нарастает, а методы и средства защиты от нихсоздаются и совершенствуются со значительным опозданием. Остроту проблембезопасности практически всегда оценивали по результату воздействия негативныхфакторов – числу жертв, потерям качества компонент биосферы, материальномуущербу. Сформулированные на такой основе защитные мероприятия оказывались иоказываются несвоевременными, недостаточными и, как следствие, недостаточноэффективными. Ярким примером вышеизложенного является начавшийся в 70-е годы стридцатилетним опозданием экологический бум, который по сей день во многихстранах, в том числе и в России, не набрал необходимой силы.

Оценкапоследствий от воздействия негативных факторов по конечному результату –грубейший просчет человечества, приведший к огромным жертвам и кризису биосферы.

Гдеже выход? Он очевиден. Решение проблем безопасности жизнедеятельности необходимовести на научной основе.

Наука– выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности.

Вближайшем будущем человечество должно научиться прогнозировать негативныевоздействия и обеспечивать безопасность принимаемых решений на стадии ихразработки, а для защиты от действующих негативных факторов создавать и активноиспользовать защитные средства и мероприятия, всемерно ограничивая зоныдействия и уровни негативных факторов.

Реализацияцелей и задач в системе «безопасность жизнедеятельности человека» приоритетна идолжна развиваться на научной основе.

Наукао безопасности жизнедеятельности исследует мир опасностей, действующих в средеобитания человека, разрабатывает системы и методы защиты человека от опасностей.В современном понимании безопасность жизнедеятельности изучает опасностипроизводственной, бытовой и городской среды как в условиях повседневной жизни,так и при возникновении чрезвычайных ситуаций техногенного и природногопроисхождения. Реализация целей и задач безопасности жизнедеятельности включаетследующие основные этапы научной деятельности:

–идентификация и описание зон воздействия опасностей техносферы и отдельных ееэлементов (предприятия, машины, приборы и т.п.);

–разработка и реализация наиболее эффективных систем и методов защиты от опасностей;

–формирование систем контроля опасностей и управления состоянием безопасноститехносферы;

–разработка и реализация мер по ликвидации последствий проявления опасностей;

–организация обучения населения основам безопасности и подготовки специалистовпо безопасности жизнедеятельности.

Главнаязадача науки о безопасности жизнедеятельности – превентивный анализ источникови причин возникновения опасностей, прогнозирование и оценка их воздействия впространстве и во времени.

Современнаятеоретическая база БЖД должна содержать, как минимум:

–методы анализа опасностей, генерируемых элементами техносферы;

–основы комплексного описания негативных факторов в пространстве и во времени сучетом возможности их сочетанного воздействия на человека в техносфере;

–основы формирования исходных показателей экологичности к вновь создаваемым илирекомендуемым элементам техносферы с учетом ее состояния;

–основы управления показателями безопасности техносферы на базе мониторингаопасностей и применения наиболее эффективных мер и средств защиты;

–основы формирования требований по безопасности деятельности к операторамтехнических систем и населению техносферы.

Приопределении основных практических функций БЖД необходимо учитывать историческуюпоследовательность возникновения негативных воздействий, формирования зон ихдействия и защитных мероприятий. Достаточно долго негативные факторы техносферыоказывали основное воздействие на человека лишь в сфере производства, нынудивего разработать меры техники безопасности. Необходимость более полной защитычеловека в производственных зонах привела к охране труда. Сегодня негативноевлияние техносферы расширилось до пределов, когда объектами защиты стали такжечеловек в городском пространстве и жилище, биосфера, примыкающая к промышленнымзонам.

Нетрудновидеть, что почти во всех случаях проявления опасностей источниками воздействияявляются элементы техносферы с их выбросами, сбросами, твердыми отходами,энергетическими полями и излучениями. Идентичность источников воздействия вовсех зонах техносферы неизбежно требует формирования общих подходов и решений втаких областях защитной деятельности как безопасность труда, безопасностьжизнедеятельности и охрана природной среды. Все это достигается реализациейосновных функций БЖД. К ним относятся:

–описание жизненного пространства его зонированием по значениям негативныхфакторов на основе экспертизы источников негативных воздействий, их взаимногорасположения и режима действия, а также с учетом климатических, географическихи других особенностей региона или зоны деятельности;

–формирование требований безопасности и экологичности к источникам негативных факторов

–назначение предельно допустимых выбросов (ПДВ), сбросов (ПДС), энергетическихвоздействий (ПДЭВ), допустимого риска и др.;

–организация мониторинга состояния среды обитания и инспекционного контроляисточников негативных воздействий;

–разработка и использование средств экобиозащиты;

–реализация мер по ликвидации последствий аварий и других ЧС;

–обучение населения основам БЖД и подготовка специалистов всех уровней и формдеятельности к реализации требований безопасности и экологичности.

Невсе функции БЖД сейчас одинаково развиты и внедрены в практику. Существуют определенныенаработки в области создания и применения средств экобиозащиты, в вопросах формированиятребований безопасности и экологичности к наиболее значимым источникамнегативных воздействий, в организации контроля состояния среды обитания впроизводственных и городских условиях. Вместе с тем, только в последнее времяпоявились и формируются основы экспертизы источников негативных воздействий,основы превентивного анализа негативных воздействий и их мониторинг в техносфере.

Основныминаправлениями практической деятельности в области БЖД являются профилактикапричин и предупреждение условий возникновения опасных ситуаций.

Анализреальных ситуаций, событий и факторов уже сегодня позволяет сформулировать рядаксиом науки о безопасности жизнедеятельности в техносфере [0.4]. К ним относятся:

Аксиома1. Техногенные опасности существуют, если повседневные потоки вещества, энергиии информации в техносфере превышают пороговые значения.

Пороговыеили предельно допустимые значения опасностей устанавливаются из условиясохранения функциональной и структурной целостности человека и природной среды.Соблюдение предельно допустимых значений потоков создает безопасные условияжизнедеятельности человека в жизненном пространстве и исключает негативноевлияние техносферы на природную среду.

Аксиома2. Источниками техногенных опасностей являются элементы техносферы.

Опасностивозникают при наличии дефектов и иных неисправностей в технических системах,при неправильном использовании технических систем, а также из-за наличияотходов, сопровождающих эксплуатацию технических систем. Техническиенеисправности и нарушения режимов использования технических систем приводят,как правило, к возникновению травмоопасных ситуаций, а выделение отходов(выбросы в атмосферу, стоки в гидросферу, поступление твердых веществ на земнуюповерхность, энергетические излучения и поля) сопровождается формированиемвредных воздействий на человека, природную среду и элементы техносферы.

Аксиома3. Техногенные опасности действуют в пространстве и во времени.

Травмоопасныевоздействия действуют, как правило, кратковременно и спонтанно в ограниченномпространстве. Они возникают при авариях и катастрофах, при взрывах и внезапныхразрушениях зданий и сооружений. Зоны влияния таких негативных воздействий, какправило, ограничены, хотя возможно распространение их влияния и на значительныетерритории, например, при аварии на ЧЭАЭС.

Длявредных воздействий характерно длительное или периодическое негативное влияниена человека, природную среду и элементы техносферы. Пространственные зонывредных воздействий изменяются в широких пределах от рабочих и бытовых зон доразмеров всего земного пространства. К последним относятся воздействия выбросовпарниковых и озоно-разрушающих газов, поступление радиоактивных веществ ватмосферу и т.п.


Аксиома4. Техногенные опасности оказывают негативное воздействие на человека,природную среду и элементы техносферы одновременно.

Человеки окружающая его техносфера, находясь в непрерывном материальном,энергетическом и информационном обмене, образуют постоянно действующуюпространственную систему «человек – техносфера» Одновременно существует исистема «техносфера – природная среда» (рис.0.5). Техногенные опасности недействуют избирательно, они негативно воздействуют на все составляющиевышеупомянутых систем одновременно, если последние оказываются в зоне влиянияопасностей.

Аксиома5. Техногенные опасности ухудшают здоровье людей, приводят к травмам,материальным потерям и к деградации природной среды.

Воздействиетравмоопасных факторов приводит к травмам или гибели людей, часто сопровождаетсяочаговыми разрушениями природной среды и техносферы. Для воздействия такихфакторов характерны значительные материальные потери.

Воздействиевредных факторов, как правило, длительное, оно оказывает негативное влияние насостояние здоровья людей, приводит к профессиональным или региональнымзаболеваниям. Воздействуя на природную среду, вредные факторы приводят кдеградации представителей флоры и фауны, изменяют состав компонент биосферы.

Привысоких концентрациях вредных веществ или при высоких потоках энергии вредныефакторы по характеру своего воздействия могут приближаться к травмоопаснымвоздействиям. Так, например, высокие концентрации токсичных веществ в воздухе,воде, пище могут вызывать отравления.

Аксиома6. Защита от техногенных опасностей достигается совершенствованием источниковопасности, увеличением расстояния между источником опасности и объектом защиты,применением защитных мер.

Уменьшитьпотоки веществ, энергий или информации в зоне деятельности человека можно, уменьшаяэти потоки на выходе из источника опасности (или увеличением расстояния отисточника до человека). Если это практически неосуществимо, то нужно применятьзащитные меры: защитную технику, организационные мероприятия и т.п.

Аксиома7. Компетентность людей в мире опасностей и способах защиты от них –необходимое условие достижения безопасности жизнедеятельности.

Широкаяи все нарастающая гамма техногенных опасностей, отсутствие естественных механизмовзащиты от них, все это требует приобретения человеком навыков обнаружения опасностейи применения средств защиты. Это достижимо только в результате обучения иприобретения опыта на всех этапах образования и практической деятельностичеловека. Начальный этап обучения вопросам безопасности жизнедеятельностидолжен совпадать с периодом дошкольного образования, а конечный – с периодомповышения квалификации и переподготовки кадров во всех сферах экономики.

Извышесказанного следует, что мир техногенных опасностей вполне познаваем и что учеловека есть достаточно средств и способов защиты от техногенных опасностей. Существованиетехногенных опасностей и их высокая значимость в современном обществеобусловлены недостаточным вниманием человека к проблеме техногеннойбезопасности, склонностью к риску и пренебрежению опасностью. Во многом этосвязано с ограниченными знаниями человека о мире опасностей и негативныхпоследствиях их проявления.

Принципиальновоздействие вредных техногенных факторов может быть устранено человекомполностью; воздействие техногенных травмоопасных факторов – ограниченодопустимым риском за счет совершенствования источников опасностей и применениязащитных средств; воздействие естественных опасностей может быть ограниченомерами предупреждения и защиты.

Критериикомфортности и безопасности техносферы. Комфортное состояние жизненногопространства по показателям микроклимата и освещения достигается соблюдениемнормативных требований. В качестве критериев комфортности устанавливаютзначения температуры воздуха в помещениях, его влажности и подвижности(например, ГОСТ 12.1.005–88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздухурабочей зоны»). Условия комфортности достигаются также соблюдением нормативныхтребований к естественному и искусственному освещению помещений и территорий(например, СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение»). При этомнормируются значения освещенности и ряд других показателей систем освещения.

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

Концентрациирегламентируют, исходя из предельно допустимых значений концентраций этихвеществ в жизненном пространстве:

гдеСi – концентрация i-го вещества вжизненном пространстве; ПДКi – предельно допустимая концентрация i-говещества в жизненном пространстве; n – число веществ.

Дляпотоков энергии допустимые значения устанавливаются соотношениями:

гдеIi – интенсивность i-го потокаэнергии; ПДУi – предельно допустимая интенсивность потока энергии.

Конкретныезначения ПДК и ПДУ устанавливаются нормативными актами Государственной системысанитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации. Так, например,применительно к условиям загрязнения производственной и окружающей средыэлектромагнитными излучениями радиочастотного диапазона действуют Санитарныеправила и нормы СанПиН 2.2.4/2.1.8.055–96.

Дляоценки загрязнения атмосферного воздуха в населенных пунктах регламентированыкласс опасности и допустимые концентрации загрязняющих веществ.

Концентрациякаждого вредного вещества в приземном слое не должна превышать максимальноразовой предельно допустимой концентрации, т.е. С≤ ПДКmax,при экспозиции не более 20 мин. Если время воздействия вредного веществапревышает 20 мин, то С≤ ПДКсс.

Приодновременном присутствии в атмосферном воздухе нескольких вредных веществ,обладающих однонаправленным действием, их концентрации должны удовлетворятьусловию (0.1) в виде:

/>

ПДКи ПДУ лежат в основе определения предельно допустимых выбросов (сбросов) илипредельно допустимых потоков энергии для источников загрязнения среды обитания.

Опираясьна значения ПДК и ПДУ и зная фоновые значения концентраций веществ (Сф) ипотоков энергии (Iф) в конкретном жизненном пространстве, можноопределить предельно допустимые выбросы (сбросы) примесей (энергии) дляконкретных источников загрязнения среды обитания.

Так,например, при определении предельно допустимого выброса (ПДВ) вещества ватмосферный воздух источник загрязнения должен выполнить условие:

/>

гдеС – концентрация вещества в жизненном пространстве, которая может быть созданаисточником загрязнения.

Позначению концентрации С можно найти ПДВ для промышленного объекта. Требования красчету содержатся в ГОСТ 17.2.3.02–78 и в ОНД–86.

Такимобразом, наличие достаточно жесткой связи между концентрациями примесей вжизненном пространстве и потоком примесей, выделяемых источником загрязнения,позволяет реально управлять ситуацией, связанной с загрязнением жизненногопространства, за счет изменения количества выбрасываемых веществ (энергии).

Предельнодопустимые выбросы (сбросы) и предельно допустимые излучения энергииисточниками загрязнения среды обитания являются критериями экологичностиисточника воздействия на среду обитания. Соблюдение этих критериев гарантируетреализацию условий [0.1] – [0.2| и безопасность жизненного пространства.

Втех случаях, когда потоки масс и/или энергий от источника негативного воздействияв среду обитания могут нарастать стремительно и достигать чрезмерно высокихзначений (например, при авариях), в качестве критерия безопасности принимаютдопустимую вероятность (риск) возникновения подобного события.

Риск– вероятность реализации негативного воздействия в зоне пребывания человека.

Вероятностьвозникновения чрезвычайных ситуаций применительно к техническим объектам итехнологиям оценивают на основе статистических данных или теоретическихисследований. При использовании статистических данных величину риска определяютпо формуле

/>

гдеR – риск; Nчс – число чрезвычайных событий вгод; No – общее число событий в год; Rдоп –допустимый риск.

Внастоящее время сложились представления о величинах приемлемого (допустимого) инеприемлемого риска. Неприемлемый риск имеет вероятность реализации негативноговоздействия более 10-3, приемлемый – менее 10-6. При значениях риска от 10-3 до10-6 принято различать переходную область значений риска.

Характерныезначения риска естественной и принудительной смерти людей от воздействияусловий жизни и деятельности приведены ниже:

Величина риска

10-2

10-3

Риск

Сердечно-сосудистые заболевания Злокачественные опухоли

/>Зоны

Зона неприемлемого риска

(R>10-3)

10-4

10-5

10-6

Автомобильные аварии Несчастные случаи на производстве

Аварии на железнодорожном, водном и воздушном транспорте; пожары и взрывы

Проживание вблизи ТЭС (при нормальном режиме работы)

Переходная зона значений риска (10-6R<10-3)

10-7

10-8

Все стихийные бедствия

Проживание вблизи АЭС (при нормальном режиме работы)

Зона приемлемого риска

(R<10-6)

Следуетзаметить, что, несмотря на то, что потоки масс и энергий при аварияхтехнических систем формируются, как правило, спонтанно, на их величину ивероятность возникновения можно оказывать влияние ограничением запасов массвеществ и энергий в одном объекте, контролем за состоянием объекта, введениемзащитных зон, использованием предохранительных средств и др.

Показателинегативности техносферы. В тех случаях, когда состояние среды обитания неудовлетворяет критериям безопасности (0.1) – [0.3] и комфортности, неизбежновозникают негативные последствия. Для интегральной оценки влияния опасностей начеловека и среду обитания используют ряд показателей негативности. К нимотносят:

–численность пострадавших Ттр от воздействия травмирующих факторов.

Дляоценки травматизма в производственных условиях, кроме абсолютных показателей,используют относительные показатели частоты и тяжести травматизма.

Показательчастоты травматизма Кч определяет число несчастных случаев, приходящихся на1000 работающих за определенный период:

/>

гдеС – среднесписочное число работающих.

Показательтяжести травматизма Кт характеризует среднюю длительность нетрудоспособности,приходящуюся на один несчастный случай:

/>

гдеД – суммарное число дней нетрудоспособности по всем несчастным случаям.

Дляоценки уровня нетрудоспособности вводят показатель нетрудоспособности Кн = Д1000 /С; нетрудно видеть, что Кн = Кч Кт;

–численность пострадавших Тз, получивших профессиональные или региональные заболевания;

–показатель сокращения продолжительности жизни (СПЖ) при воздействии вредногофактора или их совокупности. К показателям СПЖ относятся абсолютные значенияСПЖ в сутках и относительные показатели СПЖ, определяемые по формулеСПЖ=(П-СПЖ/365) /П, где П –средняя продолжительность жизни, лет;

–региональная младенческая смертность определяется числом смертей детей ввозрасте до 1 года из 1000 новорожденных;

–материальный ущерб. Например, экономические потери от стихийных бедствии в миресоставляют:

Год …………………………………………………. 1989 1993 1995 Потери, млрд. долларов……………………………. 7 27 35

Актуальностьнаучных исследований и практической деятельности в области БЖД. Современныйчеловек не всегда пребывает в комфортных или допустимых условиях Опасные и дажечрезвычайно опасные условия жизнедеятельности пока вероятны в условияхтехносферы. Отклонение от допустимых условий деятельности всегда сопровождаютсявоздействием негативных факторов на человека и принуждает его к толерантности,что отрицательно влияет на производительность труда, ухудшает самочувствие,приводит к травмам и заболеваниям, а иногда и к гибели людей

Толерантность– способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного факторасреды.

Овлиянии параметров микроклимата на самочувствие человека в состоянии покоя ипри выполнении работ средней тяжести свидетельствуют данные табл.0.3.

Таблица0.3. Зависимость состояния человека от изменения параметров микроклимата

Состояние Температура рабочей зоны, С Влажность,% Частота пульса, 1/мин

Покой

Работа средней тяжести

27

32

27

32

80

90

80

90

60

110

120

150

Сростом температуры воздуха рабочей зоны сверхоптимального значения (16…18 ° С) снижаетсяотносительная работоспособность:

Температура воздуха рабочей зоны, ° С 16…18 25…27 30…32 /> Относительная работоспособность (выполнение тяжелых работ при относительной влажности 100%) /> /> 1,0 0,5 0,2 />

Неудовлетворительноеосвещение является одной из причин повышенного утомления, особенно при напряженныхзрительных работах. Продолжительная работа при недостаточном освещении приводитк снижению производительности труда, увеличению брака, повышению вероятностинарушения зрения. Е.А. Никитиной показано, что нормализация освещения снижаетутомление в 1,5…2 раза, брак в работе на 3…5%, повышает производительность на1,5…2%.

Воздействиевредных факторов на человека сопровождается ухудшением здоровья, возникновениемпрофессиональных заболеваний, а иногда и сокращением продолжительности жизни.

Экспертнаяоценка условий труда в экономике России показала, что не соответствуют нормативнодопустимым требованиям условия труда по ряду вредных факторов, основными изкоторых являются:

/>Вредные факторы

Доля работающих в неблагоприятных условиях,% Загазованность, запыленность 3 Неблагоприятные температурные режимы 2,3 Повышенный шум 1,8 Недостаточное освещение 1.8 Повышенная вибрация 0.5

Долюзаболевших вибрационной болезнью (%) в зависимости от профессии и стажа работыхарактеризуют данные Ю.М. Васильева:

Стаж работы, лет 5 10 15 20 25 Слесарь 4 21 54 Формовщик 0.5 2.3 14 40 72 Обрубщик 11 49 86 89

Вусловиях повышенного шума нарушение слуха зависит от стажа работы иэквивалентного уровня звука:

Эквивалентный уровень звука, дБ А 80 90 90 90 100 100 100 110 110 110 Стаж работы, лет 25 5 15 25 5 15 25 5 15 25 Доля заболевших тугоухостью,% 4 14 17 12 37 43 26 71 78

Вследствиевоздействия вредных производственных факторов в России в 1992 г получили инвалидность 11 тыс. человек.

Показателисокращения продолжительности жизни (СПЖ) работающих или проживающих во вредныхусловиях пока еще редко используются для оценки негативного влияния этихусловий. Некоторые их значения уже известны:

Условие обитания СПЖ, сут Относительное СПЖ Курение по 20 сигарет в день в течение 45 лет 2250 0,9 Работа в угольной шахте 1100 0,951 Проживание в неблагоприятных условиях 500 0.978 Загрязнение воздуха в крупных городах 350 0,985

Оценочныеданные свидетельствуют о том, что ежегодно в мире на производстве от травмирующихфакторов погибают около 200 тыс. человек и получают травмы 120 млн. человек. Внашей стране травматизм с летальным исходом на производстве, автодорогах, вбыту непрерывно нарастает. Так, в СССР от принудительной смерти в 1986 г. погибли 247,8, в 1989 г. – 287 тыс. человек. В России в 1992 г. на производстве погибли 8234 человек и получили инвалидность 14 тыс. человек.

Наибольшеечисло несчастных случаев отмечено на предприятиях и в организациях агропромышленногокомплекса, угольной, лесной, бумажной промышленности. Тревогу вызывает росттравматизма с летальным исходом в отраслях, определяющих технический прогресс:машиностроении, радиоэлектронике, станкостроительной, оборонной промышленности.В машиностроении России в 1988 г. травмировано 58,3 тыс. человек, погибло 400человек.

Негативноевлияние региональных загрязнений на здоровье людей, продолжительность их жизнии младенческую смертность проявляется в крупных городах и промышленных центрах.По данным института географии РАН, в неблагоприятных условиях живет пятая частьнаселения России, в том числе 40% городских жителей. В условиях десятикратногопревышения предельно допустимых концентраций (ПДК) токсичных веществ в атмосферномвоздухе проживает население более 70 городов с общей численностью более 50 млн.человек.

Практическивсе города с населением более 1 млн. человек, а также Санкт-Петербург и Москвадолжны быть отнесены к I или II категории экологического неблагополучия,которые оцениваются как «наиболее высокое» и «очень высокое». В группе городовс численностью населения от 250 до 500 тыс. человек – таких городов лишь 25%.Причем, как правило, это крупные промышленные центры с наиболее опаснымиотраслями производства – металлургией, химией и нефтехимией.

Чрезвычайновысокая насыщенность крупных городов транспортом вносит очень весомый вклад вих загрязнение. Доля выбросов автотранспорта в загрязнении воздушного бассейна,как правило, составляет 40–50% и более, в Москве приближается к 80%. В связи сбурным развитием автомобилизации в последние годы проблема загрязнениявоздушного бассейна обостряется. Большая интенсивность движения транспортныхпотоков в улично-дорожной сети городов, достигающая 1000–3000 авт. /ч и болеепри несовершенстве и чрезвычайной загруженности улично-дорожной сети, особеннов центральных районах, определяет их повышенное загрязнение основнымикомпонентами автомобильных выбросов – оксидами азота, бензопиреном, оксидомуглерода.

Снегативным воздействием транспорта связано и шумовое загрязнение городов. Около40–50% населения крупных городов живут в условиях акустического дискомфорта. Нанаиболее загруженных городских магистралях, вдоль железных дорог и в зонахвлияния аэропортов допустимые уровни шума превышаются на 30–40 дБ, чтопредставляет опасность для здоровья населения.

Процессурбанизации «наградил» крупные города факторами неблагополучия. Прежде всего,это нарушения микроклиматического режима, изменения режима подземных вод иопределяемые этим процессы подтопления городских территорий, загрязнение подземныхи поверхностных вод.

Врезультате значительных антропогенных нагрузок в большинстве городов происходитдальнейшая деградация растительности, что ухудшает состояние городской среды.

Загрязнениесреды обитания вредными веществами неуклонно снижает качество потребляемыхпродуктов питания, воды, воздуха, способствует попаданию в организм человекавредных веществ, что сопровождается ростом числа отравлений и заболеваний,сокращением продолжительности жизни, ростом детской патологии и младенческойсмертности.

Таблица0.4. Отдельные случаи чрезмерно высоких загрязнений компонент биосферы и их последствия

Место и год Вредный фактор Патология, обусловленная загрязнением Число пострадавших Лондон, Великобритания, 1952 Сильное загрязнение воздуха SО2 и взвешенными частицами серы Увеличение числа случаев заболеваний сердца и легких 3 тыс. случаев смерти Минамата, Япония, 1956 Загрязнение моря и рыбных продуктов ртутью Неврологическое заболевание, «Болезнь Минамата» 200 случаев тяжелых заболеваний Бхопал, Индия, 1985 Сильное загрязнение воздуха метилизоцианатом Острые заболевания легких 2 тыс. случаев смерти, 200 тыс. случаев отравлений

Числоотравлений от недоброкачественных пищевых продуктов в СССР в 1988 г. достигло 1,8 млн. случаев, число отравлений с летальным исходом в быту и на производстве – 50тыс. Причины отравлений различны, но наиболее характерными являются:недоброкачественные пищевые продукты, алкоголь, токсичные вещества и др.

Отравление– результат воздействия химического вещества на человека, приведший кзаболеванию или летальному исходу.

Хорошоизвестны ситуации (табл.0.4), когда загрязнение атмосферного воздуха или водоемовпривело к заболеваниям или смерти значительного числа людей. В кризисныхрегионах в последние десятилетия появились приоритетные заболевания, о чемсвидетельствуют данные табл.0.5.

Таблица0.5. Влияние состава атмосферного воздуха на здоровье людей

Группа болезней Показатели среднемесячной заболеваемости взрослого населения на 1 тыс. человек средний показатель г. Липецк г. Березняки Злокачественные новообразования 0,25 0,48 0,32 Болезни эндокринной системы 0,26 1,09 0.30 Болезни органов пищеварения 1,9 12,11 6,64 Болезни органов дыхания 14,7 32,29 24,96 Болезни системы кровообращения 3.06 18,85 11,70 Болезни кожи 0,76 2.4 1,3 Болезни органов чувств 1.18 4,1 3,2

Примечание.Превышение ПДК вредных веществ в воздухе г. Липецка достигало 2...6 раз; г.Березники – 2...4 раза.

Резюмируярассмотренные выше данные, можно утверждать, что в крупных городах, промышленныхцентрах и вокруг них формируются очаги патологии человеческих популяций. Поданным специалистов, здоровье населения ухудшается на 60...70% из-за низкогокачества окружающей среды и продуктов питания; при этом ежегодно отэкологических заболеваний на планете умирает 1,6 млн. человек.

Качествосреды обитания – степень соответствия параметров среды потребностям людей идругих живых организмов. Их требования к качеству среды обитания достаточноконсервативны, поэтому техносфера по качеству не должна значительно отличатьсяот природной среды.

Поданным ООН (1989 г), средняя продолжительность жизни на Земле составляет 62 г. (63 –у женщин и 60 –у мужчин). По регионам и отдельным странам средняя продолжительность жизнилюдей различается весьма существенно:

Япония(1987):

мужчины…………… ...75,2

женщины…………… ...80,9

США(1990 г)……………. .75

Африка(1990 г)…………… .54

СССР,мужчины (1991 г)………. .65(63,9)

Северныерайоны СССР, мужчины (1991) г...40...44*

*ДанныеМ. Фишбаха и А. Френдли (США).

ВРоссии в 1995 г. продолжительность жизни женщин составила 71,7, мужчин – 58,3года.

Младенческаясмертность (данные ООН, 1989 г) в мире составляет в среднем 71 случай на 1000новорожденных. В развитых странах она существенно ниже и равна, например, в США–10, в скандинавских странах–12...14. В СССР младенческая смертность в 1988 г., по данным А.И. Кондрусева, составляла 24,7, а по данным М. Фешбаха и А. Френдли–40. В Москвев 1994 г. младенческая смертность составила 17,9.

Сокращениепродолжительности жизни населения и рост младенческой смертности в последниегоды привели к тому, что в 42 регионах России в 1991 г. рождаемость оказалась ниже смертности. По данным Госкомстата РФ в 1992 г. впервые за послевоенные годы произошло абсолютное сокращение численности жителей России:население уменьшилось более чем на 70 тыс. и составило 148,6 млн. человек.

Поданным (1997 г) Госкомитета РФ по статистике чаще всего россияне умирают отболезней системы кровообращения (55%) и от травм и отравлений (13,2%).

Материальныйущерб от региональных загрязнений среды обитания во многих странах такженепрерывно нарастает. Так, в США ущерб от загрязнения атмосферы в 1950 г. составил 12,5, в 1968 – 16, а в 1977 –25 млрд. долларов. При этом менялись не толькоабсолютные показатели ущерба, но и его составляющие. Если в 1950 г. из 12,5 млрд. долларов лишь 1,5 млрд. долларов (12%) приходились на ухудшение здоровьянаселения, то в 1977 –уже 37%. В СССР в 1990–1991 гг. ежегодный ущерб отрегиональных загрязнений составлял около 50 млрд. рублей (в ценах 1991 г)

Определенныйвклад в показатели принудительной инвалидности и гибели людей вносятчрезвычайные ситуации. В 1997 г. в России зафиксировано более 150 тыс.чрезвычайных ситуаций, в которых погибли 1651 человек. Постоянно возрастает нетолько общее число чрезвычайных ситуаций, но и число крупных аварий икатастроф, приводящих к значительным материальным потерям и жертвам. Сегодняхарактерна тенденция: вероятность каждого отдельного происшествия уменьшается,а масштабы последствий заметно возрастают. Авиационная статистика утверждает: входе развития самолетостроения одновременно с уменьшением общего рискаперевозок растет масштаб негативных последствий отдельных аварий. За последние20 лет нашего столетия произошло 56% наиболее крупных происшествий в промышленностии на транспорте, а в 80-е годы – около 33%.

Несмотряна совершенствование технических средств, аварийность и ее последствия нарастают.Наиболее характерными авариями являются: взрывы котлов, газопроводов, горючихпылей, рудничного газа, паров растворителей; обрушения зданий, мостов,строительных площадок. Особую тревогу вызывает возрастающий травматизм приэксплуатации транспортных средств (потери в дорожно-транспортных происшествиях(ДТП) в 1988 г. составили 51,3, в 1990 –уже 63 тыс. человек, причем ранено еще350 тыс. человек). В Англии из каждых 100 человек, попавших в ДТП, погибал 1; вСША –1,5, в ФРГ –2, в СССР –13 человек.

Внекоторых видах аварий и катастроф СССР принадлежит печальный приоритет. Так,катастрофа на Чернобыльской АЭС (1986 г), по неокончательным данным, привела кматериальному ущербу в 17 млрд. рублей, при этом погибло 30 и подверглосьлучевым заболеваниям примерно 200 человек. Из-за опасности последующихоблучений, вызванных воздействием радиоактивного йода и цезия, эвакуировано изопасной зоны около 100 тыс. человек. Взрыв водорода на бериллиевом производствеобъединения «Ульбинский металлургический завод» в Усть-Каменогорске в 1990 г. привел к крупному выбросу бериллия. Превышение ПДК достигало 60...890 раз.

Длямногих стран мира стало типичным аварийное загрязнение среды обитаниятоксичными химическими веществами. Так, в США за период 1980… 1984 гг.произошло 295 крупных аварийных выбросов в природную среду, повлекших за собойэвакуацию населения. В это число входят 153 случая аварий при транспортированиихимических соединений, 121 авария на промышленных объектах, семь выбросов смест захоронения и свалок токсичных отходов. Аналогичная ситуация и в СССР:только в 1990 г. произошли выбросы бериллия в Усть-Каменогорске, пиробензола –в Вологодской области, фенола – в Уфе.

Рядчрезвычайных экологических ситуаций создают военные ведомства (Семипалатинскийполигон на о. Новая Земля, в районе Челябинска и др.). Как правило, в зонахиспытательных полигонов возникает и длительно действует комплекс повышенныхнегативных факторов: повышенный радиационный и химический фон, загрязнениятоксичными веществами поверхностных и грунтовых вод, почвы и т.п.

Напожарах в СССР в 1988 г. погибло 8,5 тыс. человек, получили травмы более 10тыс. человек. Основная часть людей гибнет на пожарах (особенно крупных)вследствие отсутствия или загромождения путей эвакуации, из-за удушья,поскольку при строительстве все еще применяют быстрогорящие материалы,выделяющие при горении токсичные соединения. Каждый третий пожар возникает из-занеисправности бытовых приборов. При сгорании телевизора в помещение выделяютсяоксид углерода, стирол, формальгид, фенол. В 1988 г. по этой причине погибли 217 человек.

Чтобыправильно оценивать масштабность и реальную опасность воздействия негативныхфакторов в различных системах «человек – среда обитания», обратимся к даннымтабл.0.6.

Таблица0.6. Число погибших от воздействия негативных факторов в 1990 г., человек

Число негативных факторов В мире В Российской Федерации

Промышленное производство

Региональное загрязнение воды, воздуха, продуктов питания

Стихийные явления

Чрезвычайные ситуации

200 000

1 600 000

140 000

8 234

44800

(расчетные данные)

1 224 (1993 г)

Качественноеизменение значимости негативных факторов в XX в. показано на рис.0.6.Производственные негативные факторы (кривая 2) заявили о себе еще в XIX в., внашем столетии достигнута их стабилизация. В ряде стран производственный травматизмс летальным исходом в последние годы снижается, что является результатомэффективности принимаемых мер защиты.

Оцениваявлияние негативных воздействий техносферы на человека и природную среду, неследует забывать, что ряд негативных факторов не ограничивает свое влияниетолько первичным воздействием. Некоторые факторы способны вызывать вторичныенегативные явления в окружающей среде. К ним, в первую очередь, относят:

–разрушение озонового слоя;

–образование фотохимического смога;

–выпадение кислотных дождей;

–возникновение парникового эффекта.


Начинаяс середины XX столетия резко возросло воздействие на людей региональныхнегативных факторов крупных городов и промышленных центров. Ряд негативныхвоздействий имеют уже глобальное влияние. Нарастает влияние и негативныхфакторов техногенного происхождения, действующих в чрезвычайных ситуациях.

Основыпроектирования техносферы по условиям безопасности жизнедеятельности. Этодостигается обеспечением комфорта в зонах жизнедеятельности; правильнымрасположением источников опасностей и зон пребывания человека; сокращениемразмеров опасных зон; применением экобиозащитной техники и средств индивидуальнойзащиты.

Комфортностьтехносферы. Наилучшие показатели работоспособности и отдыха достигаются при комфортномсостоянии среды обитания и при рациональных режимах труда и отдыха.

Комфорт– оптимальное сочетание параметров микроклимата, удобств, благоустроенности иуюта в зонах деятельности и отдыха человека.

Комфортныеи допустимые параметры воздушной среды в рабочих зонах регламентируютсягосударственными стандартами и обеспечиваются в основном применением системкондиционирования, вентиляции и отопления. Нормативные (оптимальные,допустимые) значения параметров микроклимата в рабочих зонах производственныхпомещениях зависят от категории выполняемых работ, периода года и некоторыхдругих показателей (ГОСТ 12.1.005–88).

Важнуюроль в достижении эффективной деятельности играет искусственное освещение.Рационально выполненное освещение оказывает психофизиологическое воздействие начеловека, способствует повышению эффективности деятельности, снижаетнапряженность органов зрения, повышает безопасность деятельности.

Эффективностьдеятельности человека в значительной степени зависит от организации рабочего места,в том числе от:

–правильного расположения и компоновки рабочего места;

–обеспечения удобной позы и свободы движений;

–использования оборудования, отвечающего требованиям эргономики.

Важноезначение при достижении максимально эффективной деятельности играют режимытруда и отдыха. Сохранение высокой работоспособности достигается правильнымчередованием режимов труда и отдыха.

Опасныезоны и зоны пребывания человека. Вредные и травмирующие воздействия, генерируемыетехническими системами, образуют в жизненном пространстве техносферы опасныезоны, где не реализуются условия (0.1) –(0.3). Для этих зон характернысоотношения: С>ПДК, I > ПДУи R > Rдоп.

Одновременнос опасными зонами в жизненном пространстве существуют зоны деятельности(пребывания) человека. В быту – зона жилища, городская среда. В условияхпроизводства – рабочая зона, рабочее место.


Рабочаязона – пространство высотой 2 м над уровнем пола или площадки, на которойрасположено рабочее место.

Рабочееместо – зона постоянной или временной (более 50% или более 2 ч непрерывно)деятельности работающего.

Варьируявзаимным расположением опасных зон и зон пребывания человека в пространстве,можно существенно влиять на решение задач по обеспечению безопасности жизнедеятельности.Различают четыре принципиальных варианта взаимного расположения зон опасности изоны пребывания человека (рис.0.7).

Защитарасстоянием. Полную безопасность гарантирует только I вариантвзаимного расположения зон пребывания и действия негативных факторов – защитарасстоянием, реализуемый при дистанционном управлении, наблюдении и т.п. Во IIварианте негативное воздействие существует лишь в совмещенной части областей:если человек в этой части находится кратковременно (осмотр, мелкий ремонт и т.п.),то и негативное воздействие возможно только в этот период времени, в IIIварианте – негативное воздействие может быть реализовано в любой момент, а в IVварианте – только при нарушении функциональной целостности средств защиты зоныпребывания человека (как правило, средств индивидуальной защиты – (СИЗ), кабиннаблюдения и т.п.).

Радикальнымспособом обеспечения безопасности является защита расстоянием –разведение впространстве опасных зон и зон пребывания человека. Разводить опасные зоны изоны пребывания человека можно не только в пространстве, но и во времени,реализуя чередование периодов действия опасностей и периодов наблюдения засостоянием технических систем.

Ксожалению, защита расстоянием не всегда возможна на практике. Часто приходитсярешать вопросы безопасности при иных ( // –IV) вариантах взаимного расположенияопасных зон и зон пребывания (см. рис.0.7).

Дляобеспечения безопасности человека в этих случаях используют:

–совершенствование источников опасности с целью максимального снижениязначимости генерируемых ими опасностей. Это не только снижает уровниопасностей, но и, как правило, сокращает размеры опасной зоны;

–введение защитных средств (экобиозащитная техника) для изоляции зоны пребываниячеловека от негативных воздействий;

–применение средств индивидуальной защиты человека от опасностей.

Сокращениеразмеров опасных зон. При воздействии вредных факторов сокращение размеров зондолжно достигаться прежде всего совершенствованием технических систем,приводящим к уменьшению выделяемых ими отходов. Для ограничения вредноговоздействия на человека и среду обитания к технической системе предъявляютсятребования по величине выделяемых в среду токсичных веществ в виде предельнодопустимых выбросов или сбросов (ПДВ или ПДС), а также по величинеэнергетических загрязнений в виде предельно допустимых излучений в среду обитания.Значения ПДВ и ПДС определяют расчетом, исходя из значений ПДК в зонахпребывания человека. Величины предельных излучений находят, исходя из предельнодопустимых уровней (ПДУ) воздействия загрязнения и расстояния между источникомизлучения и зоной пребывания человека.

Уменьшениеотходов систем при их эксплуатации – радикальный путь к снижению воздействиявредных факторов.

Наибольшиетрудности в ограничении размеров зон воздействия травмирующих фактороввозникают при эксплуатации технических систем повышенной энергоемкости(хранилищ углеводородов, химических производств, АЭС и т.п.). При авариях натаких объектах травмоопасные зоны охватывают, как правило, не толькопроизводственные зоны, но и зоны пребывания населения. Основными направлениямив ограничении травмоопасности таких объектов являются:

–совершенствование систем безопасности объектов;

–дистанцирование промышленных и селитебных зон;

–активное использование защитных систем и устройств;

–непрерывный контроль источников опасности;

–достижение высокого профессионализма операторов технических систем.

Совершенствотехнической системы по травмоопасности оценивают величиной допустимого риска,который констатирует факт постоянного присутствия потенциального травмоопасноговоздействия и определяет его нормативный уровень.

Присоздании технических систем оценка риска достигается анализом ее структурногостроения, учета вероятности отказа отдельных ее элементов и возможныхнесанкционированных действий оператора при обслуживании технической системы илиуправления ею. Глубина анализа причин отказов технических систем и возможныхошибочных действий операторов способствует повышению безопасности (снижениюриска) путем внедрения в техническую систему защитных средств и повышениятребований к подготовке операторов.

Рискомможно управлять. Европейское Сообщество в 1983 г. после крупной аварии в Севезо (Италия) приняло специальную «Директиву по Севезо», согласнокоторой все новые объекты должны иметь точное обоснование их безопасности.После 1983 г. число аварий в европейской промышленности стало резко снижаться:

Год……………………… 1982 1983 1986 1988

Числоаварий …………. .350 400 160 50

Снижениетравмоопасности технических систем достигается их совершенствованием с целью реализациидопустимого риска.

Экобиозащитнаятехника. Если совершенствованием технических систем не удается обеспечитьпредельно допустимые воздействия на человека в зоне его пребывания, тонеобходимо применять экобиозащитную технику (пылеуловители, водоочистныеустройства, экраны и др.). Для уменьшения зон действия травмирующих факторовтехнических систем применяют экобиозащитную технику в виде различныхограждений, защитных боксов и т.п. Принципиальная схема использованияэкобиозащитной техники показана на рис.0.8. В тех случаях, когда возможностиэкобиозащитной техники (1, 2, 3) коллективного использования ограничены и необеспечивают значений ПДК и ПДУ в зонах пребывания людей, для защиты применяютсредства индивидуальной защиты.

Средстваиндивидуальный защиты. На ряде предприятий существуют такие виды работ илиусловия труда, при которых работающий может получить травму или иноевоздействие, опасное для здоровья. Еще более опасные условия для людей могутвозникнуть при авариях и при ликвидации их последствий. В этих случаях длязащиты человека необходимо применять средства индивидуальной защиты. Ихиспользование должно обеспечивать максимальную безопасность, а неудобства,связанные с их применением, должны быть сведены к минимуму. Номенклатура СИЗвключает обширный перечень средств, применяемых в производственных условиях(СИЗ повседневного использования), а также средств, используемых в чрезвычайныхситуациях (СИЗ кратковременного использования). В последних случаях применяютпреимущественно изолирующие средства индивидуальной защиты (ИСИЗ).


Рольинженера в обеспечении безопасности жизнедеятельности. Практическое обеспечениебезопасности жизнедеятельности при проведении технологических процессов иэксплуатации технических систем во многом определяется решениями и действиямиинженеров и техников. Руководитель производственного процесса обязан:

–обеспечивать оптимальные (допустимые) условия деятельности на рабочих местахподчиненных ему сотрудников;

–идентифицировать травмирующие и вредные факторы, сопутствующие реализациипроизводственного процесса;

–обеспечиватьприменение и правильную эксплуатацию средств защиты работающих и окружающей среды;

–постоянно (периодически) осуществлять контроль условий деятельности, уровнявоздействия травмирующих и вредных факторов на работающих;

–организовывать инструктаж или обучение работающих безопасным приемам деятельности;

–лично соблюдать правила безопасности и контролировать их соблюдение подчиненными;

–при возникновении аварий организовывать спасение людей, локализацию огня,воздействия электрического тока, химических и других опасных воздействий.

Разработчиктехнических средств и технологических процессов на этапе проектирования иподготовки производства обязан:

–идентифицировать травмирующие и вредные факторы, возникновение которых потенциальновозможно при эксплуатации разрабатываемых технических систем и реализациипроизводственных процессов в штатных и аварийных режимах работы;

–применять в технических системах и производственных процессах экобиозащитнуютехнику с целью снижения вредных воздействий до допустимых значений;

–определить риск возникновения травмоопасного воздействия в системе и снизитьего значение до допустимого уровня применением защитных устройств и другихмероприятий;

–обеспечить конструктивными решениями непрерывный (периодический) контроль за состояниемзащитных средств и параметров или процесса, влияющих на уровень их безопасностии экологичности;

–сформулировать требования к уровню профессиональной подготовки операторатехнических систем или технологических процессов;

–при выборе технического решения обеспечить малоотходность производства имаксимальную эффективность использования энергоресурсов.

Задачиспециалиста в области безопасности жизнедеятельности сводятся к следующему;

–контроль и поддержание допустимых условий (параметры микроклимата, освещение и др.)жизнедеятельности человека в техносфере;

–идентификация опасностей, генерируемых различными источниками в техносферу;

–определение допустимых негативных воздействий производств и технических системна техносферу;

–разработка и применение экобиозащитной техники для создания допустимых условийжизнедеятельности человека и его защиты от опасностей;

–обучение работающих и населения основам безопасности жизнедеятельности втехносфере.

Образованиев области безопасности жизнедеятельности. Основы образования в областибезопасности в нашей стране были положены в 30-х годах XX столетия, аподготовка специалистов в области БЖД начата недавно, лишь в 90-х годы.

Образование– процесс и результат усвоения систематизированных знаний, умений и навыков.Основной путь получения образования – обучение в учебных заведениях.

Сегодняобразовательная структура выглядит следующим образом.

Первый– общеобразовательный уровень, которым должен владеть каждый, обязан обеспечитьподготовку на уровне знания и понимания проблем БЖД, он должен вооружитьчеловека навыками и приемами личной и коллективной безопасности. Реализуетсяэтот уровень подготовки введением в средней школе дисциплины «Основы БЖД».

Второйуровень образования по БЖД–подготовка инженерно-технических работников (ИТР)всех специальностей, поскольку создаваемая и эксплуатируемая техника итехнология являются основными источниками травмирующих и вредных факторов,действующих в среде обитания. Разрабатывая новую технику, инженер обязанобеспечить не только ее функциональное совершенство, технологичность и приемлемыеэкономические показатели, но и достичь требуемых уровней ее экологичности ибезопасности в техносфере. С этой целью инженер при проектировании или передэксплуатацией техники должен выявить все негативные факторы, установить их значимость,разработать и применить в конструкции машин средства снижения негативныхфакторов до допустимых значений, а также средства предупреждения аварий икатастроф.

Посколькуповышение экологичности современных технических систем часто достигаетсяприменениями экобиозащитной техники, ИТР обязан знать, уметь применять исоздавать новые средства защиты, особенно в области своей профессиональнойдеятельности. Вместе с тем ИТР обязан понимать, что в области охраны природынаибольшим защитным эффектом обладают малоотходные технологии ипроизводственные циклы, включающие получение и переработку сырья, выпускпродукции, утилизацию и захоронение отходов, а в области безопасности – системыс высокой надежностью, безлюдные технологии и системы с дистанционнымуправлением.

Решениезадач БЖД при проектировании и эксплуатации технических систем невозможно беззнания инженером уровней допустимых воздействий негативных факторов на человекаи природную среду, а также знания негативных последствий, возникающих принарушении этих нормативных требований.

Рассмотреннымвыше блоком знаний в области БЖД должны владеть специалисты всех отраслейэкономики, но прежде всего специалисты в области энергетики, транспорта,металлургии, химии и ряда других отраслей промышленного производства. Обучения этогоуровня в вузах целесообразно вести на основе дисциплины «Безопасностьжизнедеятельности» с изучением отдельных вопросов безопасности труда в базовыхкурсах специальности или специализации.

Третийуровень образования необходим для подготовки инженеров по безопасностижизнедеятельности – специалистов, профессионально работающих в области защитычеловека и природной среды. К ним относятся прежде всего специалисты поконтролю безопасности техносферы и экологичности технических объектов,мониторингу окружающей среды в регионах, эксперты по оценке безопасноститехносферы и экологичности технических объектов, проектов и планов; инженеры-разработчикиэкобиозащитных систем и защитных средств. Основной задачей деятельности такихспециалистов должна быть комплексная оценка технических систем и производств спозиций БЖД, разработка новых средств и систем экобиозащиты, управление вобласти БЖД на промышленном и региональном уровнях.

Дляреализации этого уровня образования в нашей стране с 1994 г. введены новые специальности: 330100 «Безопасность жизнедеятельности», 330200 «Инженернаязащита окружающей среды» (по отраслям), 330500 «Безопасность технологическихпроцессов и производств» (по отраслям), 330600 «Защита в чрезвычайных ситуациях»,а также направление 553500 «Защита окружающей среды». Вузы активно откликнулисьна это решение. Уже открыта подготовка кадров более чем в 60 вузах, в том числев Москве (МГТУ, МГАТУ, МИСиС, АГЗ, ГАНГ и др.), Санкт-Петербурге (С. -ПГТУ и др.),на Урале (УГТУ и др.) и в других регионах России. Государственные требования кминимуму учебных дисциплин по направлению 553500 и специальностям группы 330000определены соответствующими государственными стандартами.

Четвертыйуровень образования – внедрение как общего курса БЖД, так и специализированныхкурсов по безопасности и экологичности в системах МИПК и ФПК.

Перспективыразвития безопасности жизнедеятельности. Негативное воздействие опасностей начеловека в наибольшей степени проявляется в крупных городах и промышленныхцентрах. Картографическое описание патологии человека в регионах – одна изважнейших задач медицины в ближайшем будущем. Данные о характере заболеваниянаселения будут одним из основных показателей для принятия решений в областибезопасности жизнедеятельности.

Здоровьечеловека и информационная стратегия. Для достоверной оценки показателей негативноститехносферы необходимо ясно представлять истинное состояние здоровья работающихна промышленном предприятии и различных групп населения города и региона.Оценка состояния здоровья, базирующая на данных обращаемости населения вмедицинские учреждения, недостоверна и существенно отличается в лучшую сторонуот реальной, получаемой при активной выявляемости заболеваний. Для иллюстрациисказанного достаточно сопоставить следующие цифры: у нас в стране ежегоднодиагностируется около 7 тыс. случаев профессиональных заболеваний, а в США –более 450 тыс.

Данныесвидетельствуют о низком уровне профилактических осмотров, проводимых сегодняна промышленных предприятиях. Что касается регулярных профилактических осмотровгородского населения, то они практически отсутствуют.

Важнейшуюроль в деле сохранения здоровья населения в ближайшем будущем будет игратьинформация об опасностях среды обитания. Такая информация должна содержатьзначения и прогноз величины критериев безопасности и показателей негативностисреды обитания как в производственных помещениях, так и в регионах техносферы.Аналог подобной информации – прогнозы метеослужб. Наличие информации о средеобитания позволит населению рационально выбирать места деятельности ипроживания, рационально пользоваться методами и средствами защиты от опасностей.

Задачасложная, но определенные успехи в этом направлении имеются: публикации (правда,нерегулярные) в газетах о состоянии окружающей среды; действующие в рядегородов (Вена и др.) специальные табло с указанием концентраций некоторыхпримесей в атмосферном воздухе и т.п.

Воздействиеопасностей в условиях производства, города, жилища обычно происходит длительно(в течение суток, рабочего дня и т.п.), поэтому необходим постоянный контрольза параметрами выбросов, стоков и т.п., а также мониторинг состояния средыобитания по контролируемым вредным факторам.

Мониторинг– слежение за состоянием среды обитания и предупреждение о создающихсянегативных ситуациях.


Информационнаястратегия государства по укреплению здоровья и профилактике болезней населениядолжна включать:

–регулярную информацию об опасностях среды обитания;

–регулярную информацию о токсикологических выбросах производства в окружающуюсреду;

–регулярную информацию работающих о негативных факторах производства и о ихвлиянии на здоровье;

–информацию о состоянии здоровья населения региона и профессиональных заболеваниях;

–информацию о методах и средствах защиты от опасностей;

–информацию об ответственности руководителей предприятий и служб безопасности забезопасное состояние среды обитания.

Внедрениеуказанных походов является чрезвычайно актуальным и своевременным. В настоящеевремя очевидно, что человеческое здоровье занимает одно из ведущих мест всистеме социальных ценностей и должно приоритетно рассматриваться в ряду другихресурсов государства, таких как леса, почва, воды, полезные ископаемые и т.п.

Научные,технические и организационные задачи. К перспективным научно-техническимзадачам в области БЖД относятся:

–описание жизненного пространства в критериях безопасности путем составлениякарт опасностей (карты концентраций токсичных веществ (рис.0.9), карты полейэнергетического воздействия, карты полей риска);

–разработка требований экологичности к техническим системам с учетом состояниятехносферы в зоне использования технических систем;

–совершенствование и разработка новых методов и способов обращения с отходамивсех видов (выбросы, сбросы, энергетические поля и излучения), поступающими втехносферу;

–совершенствование и разработка новых средств экобиозащиты от опасностей.

Корганизационно-техническим задачам в области БЖД относятся:

–совершенствование экспертизы проектов по критериям безопасности и экологичности;

–совершенствование контроля показателей экологичности технических систем ибезопасности среды обитания;

–оптимизация системы управления безопасностью жизнедеятельности на региональноми государственном уровнях.

Какнаука БЖД находится в стадии своего формирования. Несомненно, что она должнаопираться на научные достижения и практические разработки в области охранытруда, окружающей среды и защиты в чрезвычайных ситуациях, на достижения впрофилактической медицине, биологии, основываться на законах и подзаконныхактах.

Общеенаправление деятельности в области БЖД должно соответствовать программе действий«Повестка дня на 21 век» (Материалы Всемирного форума в Рио-де-Жанейро, 1992 г), положившей основы дальнейшего развития Мира. В программе указано, что единственный способобеспечить безопасное будущее–это комплексно решить проблемы развития экономикии сохранения окружающей среды. Основу решений должно составить устойчивое развитиевсех процессов, всемирная экономия ресурсов, безопасные и экологичныетехнологии, просвещение и подготовка кадров в области безопасноговзаимодействия с окружающей средой. Особое внимание в программе предлагаетсяуделить подготовке будущих руководителей всех сфер деятельности.


/>/>Раздел I. />ЧЕЛОВЕК И ТЕХНОСФЕРА

/> 

1. ОСНОВЫ ФИЗИОЛОГИИ ТРУДА И КОМФОРТНЫЕ УСЛОВИЯЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

/> 

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ ФОРМ ДЕЯТЕЛЬНОСТИЧЕЛОВЕКА

Характери организация трудовой деятельности оказывают существенное влияние на изменениефункционального состояния организма человека. Многообразные формы трудовойдеятельности делятся на физический и умственный труд.

Физическийтруд характеризуется в первую очередь повышенной нагрузкой на опорно-двигательныйаппарат и его функциональные системы (сердечно-сосудистую, нервно-мышечную,дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность. Физический труд, развиваямышечную систему и стимулируя обменные процессы, в тоже время имеет рядотрицательных последствий. Прежде всего это социальная неэффективностьфизического труда, связанная с низкой его производительностью, необходимостьювысокого напряжения физических сил и потребностью в длительном – до 50%рабочего времени – отдыхе.

Умственныйтруд объединяет работы, связанные с приемом и переработкой информации,требующей преимущественного напряжения сенсорного аппарата, внимания, памяти, атакже активизации процессов мышления, эмоциональной сферы. Для данного видатруда характерна гипокинезия, т.е. значительное снижение двигательнойактивности человека, приводящее к ухудшению реактивности организма и повышениюэмоционального напряжения. Гипокинезия является одним из условий формированиясердечно-сосудистой патологии у лиц умственного труда. Длительная умственнаянагрузка оказывает угнетающее влияние на психическую деятельность: ухудшаютсяфункции внимания (объем, концентрация, переключение), памяти (кратковременной идолговременной), восприятия (появляется большое число ошибок).

Всовременной трудовой деятельности чисто физический труд не играет существеннойроли. В соответствии с существующей физиологической классификацией трудовойдеятельности различают формы труда, требующие значительной мышечной активности,механизированные формы труда, формы труда, связанные с полуавтоматическим иавтоматическим производством, групповые формы труда (конвейеры), формы труда,связанные с дистанционным управлением, и формы труда интеллектуального(умственного) труда.

Формытруда, требующие значительной мышечной активности, имеют место при отсутствиимеханизации. Эти работы характеризуются в первую очередь повышеннымиэнергетическими затратами. Особенностью механизированных форм труда являютсяизменения характера мышечных нагрузок и усложнения программы действий. Вусловиях механизированного производства наблюдается уменьшение объема мышечнойдеятельности, в работу вовлекаются мелкие мышцы конечностей, которые должны,обеспечить большую скорость и точность движений, необходимых для управления механизмами.Однообразие простых и большей частью локальных действий, однообразие и малыйобъем воспринимаемой в процессе труда информации приводит к монотонности труда.При этом снижается возбудимость анализаторов, рассеивается внимание, снижаетсяскорость реакций и быстро наступает утомление.

Приполуавтоматическом производстве человек выключается из процессанепосредственной обработки предмета труда, который целиком выполняет механизм.Задача человека ограничивается выполнением простых операций на обслуживаниистанка подать материал для обработки, пустить в ход механизм, извлечьобработанную деталь. Характерные черты этого вида работ–монотонность,повышенный темп и ритм работы, утрата творческого начала.

Конвейернаяформа труда определяется дроблением процесса труда на операции, заданнымритмом, строгой последовательностью выполнения операций, автоматической подачейдеталей к каждому рабочему месту с помощью конвейера. При этом чем меньшеинтервал времени, затрачиваемый работающими на операцию, тем монотоннее работа,тем упрощеннее ее содержание, что приводит к преждевременной усталости ибыстрому нервному истощению.

Приформах труда, связанных с дистанционным управлением производственными процессамии механизмами, человек включен в системы управления как необходимое оперативноезвено. В случаях, когда пульты управления требуют частых активных действийчеловека, внимание работника получает разрядку в многочисленных движениях илиречедвигательных актах. В случаях редких активных действий работник находитсяглавным образом в состоянии готовности к действию, его реакции малочисленны.

Формыинтеллектуального труда подразделяются на операторский, управленческий,творческий, труд медицинских работников, труд преподавателей, учащихся,студентов. Эти виды различаются организацией трудового процесса, равномерностьюнагрузки, степенью эмоционального напряжения.

Работаоператора отличается большой ответственностью и высоким нервно-эмоциональнымнапряжением. Например, труд авиадиспетчеpa характеризуетсяпереработкой большого объема информации за короткое время и повышеннойнервно-эмоциональной напряженностью. Труд руководителей учреждений, предприятий(управленческий труд) определяется чрезмерным объемом информации, возрастаниемдефицита времени для ее переработки, повышенной личной ответственностью запринятые решения, периодическим возникновением конфликтных ситуаций.

Трудпреподавателей и медицинских работников отличается постоянными контактами слюдьми, повышенной ответственностью, часто дефицитом времени и информации дляпринятия правильного решения, что обусловливает степень нервно-эмоциональногонапряжения. Труд учащихся и студентов характеризуется напряжением основныхпсихических функций, таких как память, внимание, восприятие; наличиемстрессовых ситуаций (экзамены, зачеты).

Наиболеесложная форма трудовой деятельности, требующая значительного объема памяти,напряжения, внимания, – это творческий труд. Труд научных работников,конструкторов, писателей, композиторов, художников, архитекторов приводит кзначительному повышению нервно-эмоционального напряжения. При таком напряжении,связанном с умственной деятельностью, можно наблюдать тахикардию, повышениекровяного давления, изменение ЭКГ, увеличение легочной вентиляции и потреблениякислорода, повышение температуры тела человека и другие изменения со сторонывегетативных функций.

Энергетическиезатраты человека зависят от интенсивности мышечной работы, информационнойнасыщенности труда, степени эмоционального напряжения и других условий(температуры, влажности, скорости движения воздуха и др.). Суточные затратыэнергии для лиц умственного труда (инженеров, врачей, педагогов и др.)составляют 10,5...11,7 МДж; для работников механизированного труда и сферыобслуживания (медсестер, продавщиц, рабочих, обслуживающих автоматы) –11,3...12,5МДж; для работников, выполняющих работу средней тяжести (станочников, шахтеров,хирургов, литейщиков, сельскохозяйственных рабочих и др.), –12,5...15,5 МДж;для работников, выполняющих тяжелую физическую работу (горнорабочих,металлургов, лесорубов, грузчиков), –16,3...18 МДж.

Затратыэнергии меняются в зависимости от рабочей позы. При рабочей позе сидя затратыэнергии превышают на 5–10% уровень основного обмена; при рабочей позе стоя–на10...25%, при вынужденной неудобной позе–на 40...50%. При интенсивной интеллектуальнойработе потребность мозга в энергии составляет 15… 20% общего обмена ворганизме (масса мозга составляет 2% массы тела). Повышение суммарныхэнергетических затрат при умственной работе определяется степеньюнервно-эмоциональной напряженности. Так, при чтении вслух сидя расход энергии повышаетсяна 48%, при выступлении с публичной лекцией –на 94%, у операторов вычислительныхмашин –на 60...100%.

Уровеньэнергозатрат может служить критерием тяжести и напряженности выполняемойработы, имеющим важное значение для оптимизации условий труда и егорациональной организации. Уровень энергозатрат определяют методом полногогазового анализа (учитывается объем потребления кислорода и выделенногоуглекислого газа). С увеличением тяжести труда значительно возрастаетпотребление кислорода и количество расходуемой энергии.

Тяжестьи напряженность труда характеризуются степенью функционального напряженияорганизма. Оно может быть энергетическим, зависящим от мощности работы,–прифизическом труде, и эмоциональным –при умственном труде, когда имеет местоинформационная перегрузка.

Физическаятяжесть труда – это нагрузка на организм при труде, требующая преимущественномышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения. Классификациятруда по тяжести производится по уровню энергозатрат с учетом вида нагрузки(статическая или динамическая) и нагружаемых мышц.

Статическаяработа связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, атакже с приданием человеку рабочей позы. Так, работа, требующая нахожденияработающего в статической позе 10...25% рабочего времени, характеризуется какработа средней тяжести (энергозатраты 172...293 Дж/с); 50% и более–тяжелаяработа (энергозатраты свыше 293 Дж/с).

Динамическаяработа –процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также самоготела человека или его частей в пространстве. При этом энергия расходуется какна поддержание определенного напряжения в мышцах, так и на механический эффект.Если максимальная масса поднимаемых вручную грузов не превышает 5 кг для женщин и 15 кг для мужчин, работа характеризуется как легкая (энергозатраты до 172 Дж/с); 5...10кг для женщин и 15...30 кг для мужчин –средней тяжести; свыше 10 кг для женщин или 30 кг для мужчин –тяжелая.

Напряженностьтруда характеризуется эмоциональной нагрузкой на организм при труде, требующемпреимущественно интенсивной работы мозга по получению и переработке информации.Кроме того, при оценке степени напряженности учитывают эргономическиепоказатели: сменность труда, позу, число движений и т.п. Так, если плотностьвоспринимаемых сигналов не превышает 75 в час, то работа характеризуется каклегкая; 75...175–средней тяжести; свыше 176– тяжелая работа.

Всоответствии с гигиенической классификацией труда (Р.2.2.013– 94) условия трудаподразделяются на четыре класса: 1–оптимальные; 2–допустимые; 3–вредные;4–опасные (экстремальные).

Оптимальныеусловия труда обеспечивают максимальную производительность труда и минимальнуюнапряженность организма человека. Оптимальные нормативы установлены для параметровмикроклимата и факторов трудового процесса. Для других факторов условноприменяют такие условия труда, при которых уровни неблагоприятных факторов непревышают принятых в качестве безопасных для населения (в пределах фона).

Допустимыеусловия труда характеризуются такими уровнями факторов среды и трудовогопроцесса, которые не превышают установленных гигиеническими нормативами длярабочих мест. Изменения функционального состояния организма восстанавливаютсяво время регламентированного отдыха или к началу следующей смены, они не должныоказывать неблагоприятное воздействие в ближайшем и отдаленном периоде наздоровье работающего и его потомства. Оптимальный и допустимый классысоответствуют безопасным условиям труда.

Вредныеусловия труда характеризуются уровнями вредных производственных факторов,превышающими гигиенические нормативы и оказывающими неблагоприятное воздействиена организм работающего и (или) его потомство.

Экстремальныеусловия труда характеризуются такими уровнями производственных факторов,воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу дляжизни, высокий риск возникновения тяжелых форм острых профессиональныхпоражений.

Вредныеусловия труда (3-й класс) подразделяют на четыре степени вредности. Перваястепень (3.1) характеризуется такими отклонениями от гигиенических нормативов,которые, как правило, вызывают обратимые функциональные изменения иобусловливают риск развития заболевания. Вторая степень (3.2) определяетсятакими уровнями производственных факторов, которые могут вызывать стойкиефункциональные нарушения, приводящие в большинстве случаев к ростузаболеваемости, временной утрате трудоспособности, повышению частоты общейзаболеваемости, появлению начальных признаков профессиональной патологии.

Притретьей степени (3.3) воздействие уровней вредных факторов приводит, какправило, к развитию профессиональной патологии в легких формах, ростухронической общесоматической патологии, в том числе к повышению уровнязаболеваемости с временной утратой трудоспособности. В условиях труда четвертойстепени (3.4) могут возникнуть выраженные формы профессиональных заболеваний;отмечается значительный рост хронической патологии и высокие уровнизаболеваемости с временной утратой трудоспособности.

Степеньвредности 3-го класса по гигиенической классификации устанавливают в баллах.Число баллов по каждому фактору Хфi, проставляют в карте условийтруда с учетом продолжительности его действия в течение смены: Xфi =ХстiТi, где Хстi –степень вредности фактора или тяжестиработ по гигиенической классификации труда; Тi =τфi/τpc –отношение времени действия факторов τф к продолжительности рабочей смены τрс,если τфi≥τрс, то Тi= 1,0.

Дляопределения конкретных размеров доплат условия труда оценивают по суммезначений фактических степеней вредности, тяжести и напряженности труда Хфак =Хф1 + Хф2 +…+хфn =

/> 

1.2. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРУДОВОЙДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

Эффективностьтрудовой деятельности человека в значительной степени зависит от предмета иорудий труда, работоспособности организма, организации рабочего места,гигиенических факторов производственной среды.

Работоспособность– величина функциональных возможностей организма человека, характеризующаясяколичеством и качеством работы, выполняемой за определенное время. Во времятрудовой деятельности работоспособность организма изменяется во времени.Различают три основные фазы сменяющих друг друга состояний человека в процессетрудовой деятельности:

–фаза врабатывания, или нарастающей работоспособности; в этот период уровеньработоспособности постепенно повышается по сравнению с исходным; в зависимостиот характера труда и индивидуальных особенностей человека этот период длится отнескольких минут до 1,5 ч, а при умственном творческом труде –до 2...2,5 ч;

–фаза высокой устойчивости работоспособности; для нее характерно сочетаниевысоких трудовых показателей с относительной стабильностью или даже некоторымснижением напряженности физиологических функций; продолжительность этой фазыможет составлять 2...2,5 ч и более в зависимости от тяжести и напряженноститруда;

–фаза снижения работоспособности, характеризующаяся уменьшением функциональныхвозможностей основных работающих органов человека и сопровождающаяся чувствомусталости.

Однимиз наиболее важных элементов повышения эффективности трудовой деятельностичеловека является совершенствование умений и навыков в результате трудового обучения.

Сточки зрения психофизиологической производственное обучение представляет собойпроцесс приспособления и соответствующего изменения физиологических функцийорганизма человека для наиболее эффективного выполнения конкретной работы. Врезультате тренировки (обучения) возрастает мышечная сила и выносливость,повышается точность и скорость рабочих движений, быстрее восстанавливаютсяфизиологические функции после окончания работы.

Правильноерасположение и компоновка рабочего места, обеспечение удобной позы и свободытрудовых движений, использование оборудования, отвечающего требованиямэргономики и инженерной психологии, обеспечивают наиболее эффективный трудовойпроцесс, уменьшают утомляемость и предотвращают опасность возникновенияпрофессиональных заболеваний.

Оптимальнаяпоза человека в процессе трудовой деятельности обеспечивает высокуюработоспособность и производительность труда. Неправильное положение тела на рабочемместе приводит к быстрому возникновению статической усталости, снижениюкачества и скорости выполняемой работы, а также снижению реакции на опасности.Нормальной рабочей позой следует считать такую, при которой работнику нетребуется наклоняться вперед больше чем на 10...15°; наклоны назад и в сторонынежелательны; основное требование к рабочей позе – прямая осанка.

Выборрабочей позы зависит от мышечных усилий во время работы, точности и скоростидвижений, а также от характера выполняемой работы. При усилиях не более 50 Нможно выполнять работу сидя, 50...100 Н с одинаковым физиологическим эффектомкак стоя, так и сидя, более 100 Н желательно работать стоя.

Работаястоя целесообразнее при необходимости постоянных передвижений, связанных снастройкой и наладкой оборудования. Она создает максимальные возможности дляобзора и свободных движений. Однако при работе стоя повышается нагрузка намышцы нижних конечностей, повышается напряжение мышц в связи с высокимрасположением центра тяжести и увеличиваются энергозатраты на 6...10% посравнению с позой сидя. Работа в позе сидя более рациональна и менееутомительна, так как уменьшается высота центра тяжести над площадью опоры,повышается устойчивость тела, снижается напряжение мышц, уменьшается нагрузкана сердечно-сосудистую систему. В положении сидя обеспечивается возможностьвыполнять работу, требующую точность движения. Однако и в этом случае могутвозникать застойные явления в органах таза, затруднение работы органовкровообращения и дыхания.

Сменапозы приводит к перераспределению нагрузки на группы мышц, улучшению условийкровообращения, ограничивает монотонность. Поэтому, где это совместимо стехнологией и условиями производства, необходимо предусматривать выполнениеработы как стоя, так и сидя с тем, чтобы рабочие по своему усмотрению моглиизменять положение тела.

Приорганизации производственного процесса следует учитывать антропометрические ипсихофизиологические особенности человека, его возможности в отношении величиныусилий, темпа и ритма выполняемых операций, а также анатомо-физиологическиеразличия между мужчинами и женщинами.

Размерныесоотношения на рабочем месте при работе стоя строятся с учетом того, что ростмужчин и женщин в среднем отличается на 11,1 см, длина вытянутой в сторону руки – на 6,2 см, длина вытянутой вперед руки –на 5,7 см, длина ноги на 6,6 см, высота глаз над уровнем пола –на 10,1 см. На рабочем месте в позе сидя различия в размерных соотношениях у мужчин и женщин выражаютсяв том, что в среднем длина тела мужчин на 9,8 см и высота глаз над сиденьем –на 4,4 см больше, чем у женщин.

Наформирование рабочей позы в положении сидя влияет высота рабочей поверхности,определяемая расстоянием от пола до горизонтальной поверхности, на которойсовершаются трудовые движения. Высоту рабочей поверхности устанавливают взависимости от характера, тяжести и точности работ. Оптимальная рабочая позапри работе сидя обеспечивается также конструкцией стула: размерами, формой,площадью и наклоном сиденья, регулировкой по высоте. Основные требования кразмерам и конструкции рабочего стула в зависимости от вида выполняемых работприведены в ГОСТ 12.2.032–78 и ГОСТ 21998–76*.

Существенноевлияние на работоспособность оператора оказывает правильный выбор типа иразмещения органов и пультов управления машинами и механизмами. При компоновкепостов и пультов управления необходимо знать, что в горизонтальной плоскостизона обзора без поворота головы составляет 120°, с поворотом – 225°;оптимальный угол обзора по горизонтали без поворота головы – 30–40° (допустимый60°), с поворотом –130°. Допустимый угол обзора по горизонтали оси зрениясоставляет 130°, оптимальный –30° вверх и 40° вниз.

Приборныепанели следует располагать так, чтобы плоскости лицевых частей индикаторов былиперпендикулярны линиям взора оператора, а необходимые органы управлениянаходились в пределах досягаемости. Наиболее важные органы управления следуетрасполагать спереди и справа от оператора. Максимальные размеры зоныдосягаемости правой руки –70...110 см. Глубина рабочей панели не должнапревышать 80 см. Высота пульта, предназначенного для работы сидя и стоя, должнабыть 75...85 см. Панель пульта может быть наклонена к горизонтальной плоскостина 10… 20°, наклон спинки кресла при положении сидя О...10°.

Длялучшего различения органов управления они должны быть разными по форме и размеру,окрашиваться в разные цвета либо иметь маркировку или соответствующие надписи.При группировке нескольких рычагов в одном месте необходимо, чтобы их рукояткиимели различную форму. Это позволяет оператору различать их на ощупь ипереключать рычаги, не отрывая глаз от работы.

Применениеножного управления дает возможность уменьшить нагрузку на руки и таким образомснизить общую утомляемость оператора. Педали следует применять для включения,пуска и остановки при частоте этих операций не более 20 в минугу, когдатребуется большая сила переключения и не слишком большая точность установкиоргана управления в новом положении. При конструировании ножного управленияучитывают характер движения ног, необходимые усилие, частоту движения, общеерабочее положение тела, ход педали. Наружная поверхность педали должна бытьрифленой на ширину 60...100 мм, рекомендуемое усилие –50...100 Н.

Периодическоечередование работы и отдыха способствует сохранению высокой устойчивостиработоспособности. Различают две формы чередования периодов труда и отдыха напроизводстве: введение обеденного перерыва в середине рабочего дня икратковременных регламентированных перерывов. Оптимальную длительностьобеденного перерыва устанавливают с учетом удаленности от рабочих местсанитарно-бытовых помещений, столовых, организации раздачи пищи.Продолжительность и число кратковременных перерывов определяют на основенаблюдений за динамикой работоспособности, учета тяжести и напряженности труда.

Привыполнении работы, требующей значительных усилий и участия крупных мышц, рекомендуютсяболее редкие, но продолжительные 10...12-минутные перерывы. При выполненииособо тяжелых работ (металлурги, кузнецы и др.) следует сочетать работу втечение 15. .20 мин с отдыхом такой продолжительности. При работах, требующихбольшого нервного напряжения и внимания, быстрых и точных движений рук,целесообразны более частые, но короткие 5...10-минутные перерывы.

Кромерегламентированных перерывов существуют микропаузы – перерывы в работе,возникающие самопроизвольно между операциями и действиями. Микропаузыобеспечивают поддержание оптимального темпа работы и высокого уровняработоспособности. В зависимости от характера и тяжести работы микропаузы составляют9...10% рабочего времени.

Высокаяработоспособность и жизнедеятельность организма поддерживается рациональнымчередованием периодов работы, отдыха и сна человека. В течение суток организмпо-разному реагирует на физическую и нервно-психическую нагрузку. В соответствиис суточным циклом организма наивысшая работоспособность отмечается в утренние(с 8 до 12 ч) и дневные (с 14 до 17 ч) часы. В дневное время наименьшаяработоспособность, как правило, отмечается в период между 12 и 14 ч, а в ночноевремя–с 3 до 4 ч, достигая своего минимума. С учетом этих закономерностей определяютсменность работы предприятий, начало и окончание работы в сменах, перерывы наотдых и сон.

Чередованиепериодов труда и отдыха в течение недели должно регулироваться с учетомдинамики работоспособности. Наивысшая работоспособность приходится на 2, 3 и4-й день работы, в последующие дни недели она понижается, падая до минимума впоследний день работы. В понедельник работоспособность относительно понижена всвязи с врабатываемостью.

Элементамирационального режима труда и отдыха являются производственная гимнастика и комплексмер по психофизиологической разгрузке, в том числе функциональная музыка.

Воснове производственной гимнастики лежит феномен активного отдыха (И.М. Сеченов)–утомленные мышцы быстрее восстанавливают свою работоспособность не при полномпокое, а при работе других мышечных групп. В результате производственнойгимнастики увеличивается жизненная емкость легких, улучшается деятельностьсердечно-сосудистой системы, повышается функциональная возможностьанализаторных систем, увеличивается мышечная сила и выносливость.

Воснове благоприятного действия музыки лежит вызываемый ею положительный эмоциональныйнастрой, необходимый для любого вида работ. Производственная музыкаспособствует снижению утомляемости, улучшению настроения и здоровья работающих,повышает работоспособность и производительность труда. Однако функциональнуюмузыку не рекомендуется применять при выполнении работ, требующих значительнойконцентрации внимания (более 70% рабочего времени), при умственной работе(более 70% рабочего времени), при большой напряженности выполняемых работ,непостоянных рабочих местах и в неблагоприятных санитарно-гигиеническихусловиях внешней среды.

Дляснятия нервно-психологического напряжения, борьбы с утомлением, восстановленияработоспособности в последнее время успешно используют кабинеты релаксации иликомнаты психологической нагрузки. Они представляют собой специальнооборудованные помещения, в которых в отведенное для этого время в течение сменыпроводят сеансы для снятия усталости и нервно-психического напряжения.

Эффектпсихоэмоциональной разгрузки достигается путем эстетического оформления интерьера,использования удобной мебели, позволяющей находиться в удобной расслабленнойпозе, трансляции специально подобранных музыкальных произведений, насыщениявоздуха благотворно действующими отрицательными ионами, приема тонизирующихнапитков, имитации в помещении естественно-природного окружения ивоспроизведения звуков леса, морского прибоя и др. Одним из элементовпсихологической разгрузки является аутогенная тренировка, основанная накомплексе взаимосвязанных приемов психической саморегуляции и несложныхфизических упражнений со словесным самовнушением. Этот метод позволяетнормализовать психическую деятельность, эмоциональную сферу и вегетативныефункции. Как показывает опыт, пребывание рабочих в комнатах психологическойразгрузки способствует снижению утомляемости, появлению бодрости, хорошегонастроения и улучшения самочувствия.

/> 


1.3. ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХУСЛОВИЙ НА ЧЕЛОВЕКА

Теплообменчеловека с окружающей средой. Одним из необходимых условий нормальнойжизнедеятельности человека является обеспечение нормальных метеорологическихусловий в помещениях, оказывающих существенное влияние на тепловое самочувствиечеловека. Метеорологические условия, или микроклимат, зависят оттеплофизических особенностей технологического процесса, климата, сезона года,условий отопления и вентиляции.

Жизнедеятельностьчеловека сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду. Ееколичество зависит от степени физического напряжения в определенныхклиматических условиях и составляет от 85 Дж/с (в состоянии покоя) до 500 Дж/с(при тяжелой работе). Для того чтобы физиологические процессы в организмепротекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводитьсяв окружающую среду. Нарушение теплового баланса может привести к перегреву либок переохлаждению организма и как следствие к потери трудоспособности, быстройутомляемости, потери сознания и тепловой смерти.

Однимиз важных интегральных показателей теплового состояния организма является средняятемпература тела (внутренних органов) порядка 36,5 °С. Она зависит от степенинарушения теплового баланса и уровня энергозатрат при выполнении физическойработы. При выполнении работы средней тяжести и тяжелой при высокой температуревоздуха температура тела может повышаться от нескольких десятых градуса до 1...2°С. Наивысшая температура внутренних органов, которую выдерживает человек, составляет+43 °С, минимальная +25 °С. Температурный режим кожи играет основную роль втеплоотдаче. Ее температура меняется в довольно значительных пределах и принормальных условиях средняя температура кожи под одеждой составляет 30...34 °С.При неблагоприятных метеорологических условиях на отдельных участках тела онаможет понижаться до 20 °С, а иногда и ниже.

Нормальноетепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение Qтпчеловека полностью воспринимается окружающей средой Qтo,т.е. когда имеет место тепловой баланс Qтп = Qro.В этом случае температура внутренних органов остается постоянной. Еслитеплопродукция организма не может быть полностью передана окружающей среде (Qтп> Qтo), происходит рост температуры внутренних органов итакое тепловое самочувствие характеризуется понятием жарко. Теплоизоляциячеловека, находящегося в состоянии покоя (отдых сидя или лежа), от окружающейсреды приведет к повышению температуры внутренних органов уже через 1 ч на 1,2°С. Теплоизоляция человека, производящего работу средней тяжести, вызовет повышениетемпературы уже на 5 °С и вплотную приблизится к максимально допустимой. Вслучае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем еевоспроизводит человек (Qтп < Qтo), топроисходит охлаждение организма. Такое тепловое самочувствие характеризуетсяпонятием холодно.

Теплообменмежду человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией Qk врезультате омывания тела воздухом, теплопроводностью Qт, излучениемна окружающие поверхности Qл и в процессе тепломассообмена (Qтм=Qп+Qд)при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами Qп ипри дыхании Qд:

Qтп = Qк + Qт + Qл + Qтм.

Конвективныйтеплообмен определяется законом Ньютона:

Qк = aкFэ(tпов – tос),

гдеαк – коэффициент теплоотдачи конвекций; при нормальных параметрахмикроклимата αк= 4,06 Вт/ (м •°С); tпов–температураповерхности тела человека (для практических расчетов зимой около 27,7 °С, летомоколо 31,5 °С); tос –температура воздуха, омывающего тело человека; Fэ–эффективная поверхность тела человека (размер эффективной поверхности телазависит от положения его в пространстве и составляет приблизительно 50...80%геометрической внешней поверхности тела человека); для практических расчетов Fэ= 1,8 м2. Значение коэффициента теплоотдачи конвекцией можно определить приближенно как αк=λ/δ,где λ, – коэффициент теплопроводности газа пограничного слоя, Вт/ (м ·°С);δ –толщина пограничного слоя омывающего газа, м.

Удерживаемыйна внешней поверхности тела пограничный слой воздуха (до 4...8 мм при скоростидвижения воздуха w = 0) препятствует отдаче теплоты конвекцией. Приувеличении атмосферного давления (В) и в подвижном воздухе толщина пограничногослоя уменьшается и при скорости движения воздуха 2 м/с составляет около 1 мм. Передача теплоты конвекцией тем больше, чем ниже температура окружающей среды и чем выше скоростьдвижения воздуха. Заметное влияние оказывает и относительная влажность воздуха φ,так как коэффициент теплопроводности воздуха является функцией атмосферногодавления и влагосодержания воздуха.

Наосновании изложенного выше можно сделать вывод, что величина и направлениеконвективного теплообмена человека с окружающей средой определяется в основномтемпературой окружающей среды, атмосферным давлением, подвижностью ивлагосодержанием воздуха, т.е. Qк =f(toc; β; w; φ).

Передачутеплоты теплопроводностью можно описать уравнением Фурье:

/>

гдеλо –коэффициент теплопроводности тканей одежды человека, Вт/ (м∙°С);∆о –толщина одежды человека м.

Теплопроводностьтканей человека мала, поэтому основную роль в процессе транспортированиятеплоты играет конвективная передача с потоком крови.

Лучистыйпоток при теплообмене излучением тем больше, чем ниже температура окружающихчеловека поверхностей. Он может быть определен с помощью обобщенного законаСтефана – Больцмана:

Дляпрактических расчетов в диапазоне температур окружающих человека предметов 10...60°С приведенный коэффициент излучения Спр ≈ 4,9 Вт/ (м2 К4). Коэффициентоблучаемости ψ1-2 обычно принимают равным 1,0. В этом случае значениелучистого потока зависит в основном от степени черноты ε и температурыокружающих человека предметов, т.е. Q^=f(Tоп; ε)

Количествотеплоты, отдаваемое человеком в окружающую среду при испарении влаги, выводимойна поверхность потовыми железами,

Qn==Gnr,

гдеGn – масса выделяемой и испаряющейся влаги, кг/с; r –скрытая теплота испарения выделяющейся влаги, Дж/кг.

Данныео потовыделении в зависимости от температуры воздуха и физической нагрузкичеловека приведены в табл.1.1. Как видно из таблицы, количество выделяемойвлаги меняется в значительных пределах. Так, при температуре воздуха 30 °С учеловека, не занятого физическим трудом, влаговыделение составляет 2 г/мин, апри выполнении тяжелой работы увеличивается до 9,5 г/мин.

Количествотеплоты, отдаваемой в окружающий воздух с поверхности тела при испарении пота,зависит не только от температуры воздуха и интенсивности работы, выполняемойчеловеком, но и от скорости окружающего воздуха и его относительной влажности,т.е. Qп=f(tос; В; w; φ; J), где J–интенсивностьтруда, производимого человеком, Вт.

Таблица1.1. Количество влага, выделяемое с поверхности кожи и из легких человека,г/мин

Характеристика выполняемой работы (по Н.К. Витте) Температура воздуха, °С 16 18 28 35 45 Покой, J = 100 Вт 0,6 0,74 1,69 3,25 6,2 Легкая, J =200 Вт 1,8 2,4 3,0 5,2 8,8 Средней тяжести, J 350 Вт 2,6 3,0 5,0 7,0 11,3 Тяжелая, J = 490 Вт 4,9 6,7 8,9 11,4 18,6 Очень тяжелая, J = 695 Вт 6,4 10,4 11,0 16,0 21,0

Впроцессе дыхания воздух окружающей среды, попадая в легочный аппарат человека,нагревается и одновременно насыщается водяными парами. В технических расчетахможно принимать (с запасом) что выдыхаемый воздух имеет температуру 37 °С иполностью насыщен.

Количествотеплоты, расходуемой на нагревание вдыхаемого воздуха,

/>

гдеV^В –объем воздуха, вдыхаемого человеком в единицувремени, «легочная вентиляция», м3/с; ρвд – плотность вдыхаемого влажноговоздуха, кг/м3; Ср–удельная теплоемкость вдыхаемого воздуха, Дж/ (кг • ˚С);tвыд –температура выдыхаемого воздуха, °С; tад–температура вдыхаемого воздуха, °С.

«Легочнаявентиляция» определяется как произведение объема воздуха вдыхаемого за одинвдох, Vв-в, м3 на частоту дыхания в секунду п: V^в=Vв-вn.Частота дыхания человека непостоянна и зависит от состояния организма и егофизической нагрузки. В состоянии покоя она составляет 12...15 вдохов-выдохов вминуту, а при тяжелой физической нагрузке достигает 20...25. Объем одноговдоха-выдоха является функцией производимой работы. В состоянии покоя с каждымвдохом в легкие поступает около 0,5 л воздуха. При выполнении тяжелой работыобъем вдоха-выдоха может возрастать до 1,5...1,8 л.

Среднеезначение легочной вентиляции в состоянии покоя примерно 0,4...0,5 л/с, а прифизической нагрузке в зависимости от ее напряжения может достигать 4 л/с.

Такимобразом, количество теплоты, выделяемой человеком с выдыхаемым воздухом,зависит от его физической нагрузки, влажности и температуры окружающего(вдыхаемого) воздуха: Q^=f(J; φ; tос). Чем больше физическая нагрузка и ниже температураокружающей среды, тем больше отдается теплоты с выдыхаемым воздухом. Сувеличением температуры и влажности окружающего воздуха количество теплотыотводимой через дыхание, уменьшается.

Анализприведенных выше уравнений позволяет сделать вывод что тепловое самочувствиечеловека, или тепловой баланс в системе человек –среда обитания зависит оттемпературы среды, подвижности и относительной влажности воздуха, атмосферногодавления, температуры окружающих предметов и интенсивности физической нагрузкиорганизма Qтп=f(toc; w; ψ; B; Tоп; J).

Параметры–температураокружающих предметов и интенсивность физической нагрузки организма–характеризуютконкретную производственную обстановку и отличаются большим многообразием.Остальные параметры–температура, скорость, относительная влажность иатмосферное давление окружающего воздуха –получили название параметров микроклимата.

Влияниепараметров микроклимата на самочувствие человека. Параметры микроклиматаоказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и егоработоспособность. Например, понижение температуры и повышение скорости воздухаспособствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи прииспарении пота, что может привести к переохлаждению организма. Повышениескорости воздуха ухудшает самочувствие, так как способствует усилениюконвективного теплообмена и процессу теплоотдачи при испарении пота.

Приповышении температуры воздуха возникают обратные явления. Исследователямиустановлено, что при температуре воздуха более 30 °С работоспособность человеканачинает падать. Для человека определены максимальные температуры в зависимостиот длительности их воздействия и используемых средств защиты. Предельнаятемпература вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать втечение нескольких минут без специальных средств защиты, около 116 °С. На рис.1.1.представлены ориентировочные данные о переносимости температур, превышающих 60°С. Существенное значение имеет равномерность температуры. Вертикальный градиентее не должен выходить за пределы 5 °С.

Переносимостьчеловеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит отвлажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность,тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегревтела. Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человекаоказывает высокая влажность при tос > 30 °С, так как при этом почти всевыделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. Приповышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожногопокрова. Возникает так называемое проливное течение пота, изнуряющее организм ине обеспечивающее необходимую теплоотдачу.

Недостаточнаявлажность воздуха также может оказаться неблагоприятной для человека вследствиеинтенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания ирастрескивания, а затем и загрязнения болезнетворными микроорганизмами. Поэтомупри длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуетсяограничиваться относительной влажностью в пределах 30...70%.


Вопрекиустановившемуся мнению величина потовыделения мало зависит от недостатка воды ворганизме или от ее чрезмерного потребления. У человека, работающего в течение3 ч без питья, образуется только на 8% меньше пота, чем при полном возмещениипотерянной влаги. При потреблении воды вдвое больше потерянного количестванаблюдается увеличение потовыделения всего на 6% по сравнению со случаем, когдавода возмещалась на 100%. Считается допустимым для человека снижение его массына 2...3% путем испарения влаги – обезвоживание организма. Обезвоживание на 6%влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения;испарение влаги на 15… 20% приводит к смертельному исходу.

Вместес потом организм теряет значительное количество минеральных солей (до 1%, в томчисле 0,4...0,6 NaCI). При неблагоприятных условиях потеря жидкости можетдостигать 8–10 л за смену и в ней до 60 г поваренной соли (всего в организме около 140 г NaCI). Потеря соли лишает кровь способности удерживать воду иприводит к нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы. При высокойтемпературе воздуха легко расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки.

Длявосстановления водного баланса работающих в горячих цехах устанавливают пунктыподпитки подсоленной (около 0,5% NaCI) газированной питьевой водой из расчета 4...5л на человека в смену. На ряде заводов для этих целей применяютбелково-витаминный напиток. В жарких климатических условиях рекомендуется питьохлажденную питьевую воду или чай.

Длительноевоздействие высокой температуры особенно в сочетании с повышенной влажностьюможет привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитиюперегревания организма выше допустимого уровня –гипертермии –состоянию, прикотором температура тела поднимается до 38...39 °С. При гипертермии и какследствие тепловом ударе наблюдаются головная боль, головокружение, общаяслабость, искажение цветового восприятия, сухость во рту, тошнота, рвота,обильное потовыделение. Пульс и дыхание учащены, в крови увеличиваетсясодержание азота и молочной кислоты. При этом наблюдается бледность, синюшность,зрачки расширены, временами возникают судороги, потеря сознания.

Производственныепроцессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности ивлажности воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлажденияорганизма гипотермии. В начальный период воздействия умеренного холоданаблюдается уменьшение частоты дыхания, увеличение объема вдоха. Припродолжительном действии холода дыхание становится неритмичным, частота и объемвдоха увеличивается, изменяется углеводный обмен. Прирост обменных процессовпри понижении температуры на 1 °С составляет около 10%, а при интенсивномохлаждении он может возрасти в 3 раза по сравнению с уровнем основного обмена.Появление мышечной дрожи, при которой внешняя работа не совершается, а вся энергияпревращается в теплоту, может в течение некоторого времени задерживать снижениетемпературы внутренних органов. Результатом действия низких температур являютсяхолодовые травмы.

Параметрымикроклимата оказывают существенное влияние и на производительность труда. Так,повышение температуры с 25 до 30 °С в прядильном цехе Ивановского камвольногокомбината привело к снижению производительности труда и составило 7% (Ю.А. Шиков, 1972 г). Институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР (1980 г) установил, что производительность труда работников машиностроительного предприятия притемпературе 29,4 °С снижается на 13%, а при температуре 33,6°С на 35% по сравнениюс производительностью при 26°С.

Вгорячих цехах промышленных предприятий большинство технологических процессовпротекает при температурах, значительно превышающих температуру воздухаокружающей среды. Нагретые поверхности излучают в пространство потоки лучистойэнергии, которые могут привести к отрицательным последствиям. При температуредо 500°С с нагретой поверхности излучаются тепловые (инфракрасные) лучи сдлиной волны 740...0,76 мкм, а при более высокой температуре наряду свозрастанием инфракрасного излучения появляются видимые световые и ультрафиолетовыелучи.

Длинаволны лучистого потока с максимальной энергией теплового излучения определяетсяпо закону смещения Вина (для абсолютного черного тела) λEmax=2,9∙103/T. Убольшинства производственных источников максимум энергии приходится наинфракрасные лучи (λEmax > 0,78 мкм).

Инфракрасныелучи оказывают на организм человека в основном тепловое действие. Под влияниемтеплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшаетсякислородная насыщенность крови, понижается венозное давление, замедляетсякровоток и как следствие наступает нарушение деятельности сердечно-сосудистой инервной систем.

Похарактеру воздействия на организм человека инфракрасные лучи подразделяются накоротковолновые лучи с длиной волны 0,76...1,5 мкм и длинноволновые с длинойболее 1,5 мкм. Тепловые излучения коротковолнового диапазона глубоко проникаютв ткани и разогревают их, вызывая быструю утомляемость, понижение внимания,усиленное потовыделение, а при длительном облучении — тепловой удар. Длинноволновыелучи глубоко в ткани не проникают и поглощаются в основном в эпидермисе кожи.Они могут вызвать ожог кожи и глаз. Наиболее частым и тяжелым поражением глазвследствие воздействия инфракрасных лучей является катаракта глаза.

Кроменепосредственного воздействия на человека лучистая теплота нагревает окружающиеконструкции. Эти вторичные источники отдают теплоту окружающей среде излучениеми конвекцией, в результате чего температура воздуха внутри помещенияповышается.

Общееколичество теплоты, поглощенное телом, зависит от размера облучаемой поверхности,температуры источника излучения и расстояния до него. Для характеристикитеплового излучения принята величина, названная интенсивностью тепловогооблучения. Интенсивность теплового облучения JE — этомощность лучистого потока, приходящаяся на единицу облучаемой поверхности.

Облучениеорганизма малыми дозами лучистой теплоты полезно, но значительная интенсивностьтеплового излучения и высокая температура воздуха могут оказать неблагоприятноедействие на человека. Тепловое облучение интенсивностью до 350 Вт/м2 невызывает неприятного ощущения, при 1050 Вт/м2 уже через 3...5 мин наповерхности кожи появляется неприятное жжение (температура кожи повышается на 8...10°С),а при 3500 Вт/м2 через несколько секунд возможны ожоги. При облучении интенсивностью700...1400 Вт/м2 частота пульса увеличивается на 5...7 ударов в минуту. Времяпребывания в зоне теплового облучения лимитируется в первую очередьтемпературой кожи, болевое ощущение появляется при температуре кожи 40...45 ˚С(в зависимости от участка).

Интенсивностьтеплового облучения на отдельных рабочих местах может быть значительной.Например, в момент заливки стали в форму она составляет 12 000 Вт/м2; привыбивке отливок из опок 350… 2000 Вт/м2, а при выпуске стали из печи в ковшдостигает 7000 Вт/м2.

Атмосферноедавление оказывает существенное влияние на процесс дыхания и самочувствиечеловека. Если без воды и пищи человек может прожить несколько дней, то безкислорода — всего несколько минут. Основным органом дыхания человека,посредством которого осуществляется газообмен с окружающей средой (главнымобразом О2. и СO2), является трахибронхиальное дерево и большое числолегочных пузырей (альвеол), стенки которых пронизаны густой сетью капиллярных сосудов.Общая поверхность альвеол взрослого человека составляет 90...150 м2. Черезстенки альвеол кислород поступает в кровь для питания тканей организма.

Наличиекислорода во вдыхаемом воздухе — необходимое, но недостаточное условие дляобеспечения жизнедеятельности организма. Интенсивность диффузии кислорода вкровь определяется парциальным давлением кислорода в альвеолярном воздухе (po2,мм рт. ст).

Экспериментальноустановлено:

гдеВ-атмосферное давление вдыхаемого воздуха, мм рт. ст.; 47 — парциальноедавление насыщенных водяных паров в альвеолярном воздухе, мм рт. ст.; Vco2- объем кислорода, содержащийся в альвеолярном воздухе,%; р со2 — парциальноедавление углекислого газа в альвеолярном воздухе; р co2 ≈ 40 мм рт. ст.

Наиболееуспешно диффузия кислорода в кровь происходит при парциальном давлении кислородав пределах 95...120 мм рт. ст. Изменение Po2 вне этихпределов приводит к затруднению дыхания и увеличению нагрузки насердечно-сосудистую систему. Так, на высоте 2...3 км (Po2 ≈ 70 мм рт. ст) насыщение крови кислородом снижается до такой степени, что вызывает усилениедеятельности сердца и легких. Но даже длительное пребывание человека в этойзоне не сказывается существенно на его здоровье, и она называется зонойдостаточной компенсации. С высоты 4 км (Po2 ≈60 ммрт. ст) диффузия кислорода из легких в кровь снижается до такой степени, что, несмотряна большое содержание кислорода (Vo2 ≈21%), может наступить кислородноеголодание – гипоксия. Основные признаки гипоксии – головная боль,головокружение, замедленная реакция, нарушение нормальной работы органов слухаи зрения, нарушение обмена веществ.

Какпоказали исследования, удовлетворительное самочувствие человека при дыханиивоздухом сохраняется до высоты около 4 км, чистым кислородом (VO2 =100%) до высоты около 12 км. При длительных полетах на летательных аппаратах навысоте более 4 км применяют либо кислородные маски, либо скафандры, либогерметизацию кабин. При нарушении герметизации давление в кабине резкоснижается. Часто этот процесс протекает так быстро, что имеет характерсвоеобразного взрыва и называется взрывной декомпрессией. Эффект воздействиявзрывной декомпрессии на организм зависит от начального значения и скоростипонижения давления, от сопротивления дыхательных путей человека, общего состоянияорганизма.

Вобщем случае чем меньше скорость понижения давления, тем легче она переносится.В результате исследований установлено, что уменьшение давления на 385 мм рт. ст. за 0,4 с человек переносит без каких-либо последствий. Однако новое давление, котороевозникает в результате декомпрессии, может привести к высотному метеоризму ивысотным эмфиземам. Высотный метеоризм –это расширение газов, имеющихся всвободных полостях тела. Так, на высоте 12 км объем желудка и кишечного тракта увеличивается в 5 раз. Высотные эмфиземы, или высотные боли – это переход газаиз растворенного состояния в газообразное.

Вряде случаев, например при производстве работ под водой, в водонасыщенныхгрунтах работающие находятся в условиях повышенного атмосферного давления. Привыполнении кессонных и глубоководных работ обычно различают три периода:повышения давления – компрессия; нахождения в условиях повышенного давления ипериод понижения давления –декомпрессия. Каждому из них присущ специфическийкомплекс функциональных изменений в организме.

Избыточноедавление воздуха приводит к повышению парциального давления кислорода вальвеолярном воздухе, к уменьшению объема легких и увеличению силы дыхательноймускулатуры, необходимой для производства вдоха-выдоха. В связи с этим работана глубине требует поддержания повышенного давления с помощью специальногоснаряжения или оборудования, в частности кессонов или водолазного снаряжения.

Приработе в условиях избыточного давления снижаются показатели вентиляции легкихза счет некоторого урежения частоты дыхания и пульса. Длительное пребывание приизбыточном давлении приводит к токсическому действию некоторых газов, входящихв состав вдыхаемого воздуха. Оно проявляется в нарушении координации движений,возбуждении или угнетении, галлюцинациях, ослаблении памяти, расстройствезрения и слуха.

Наиболееопасен период декомпрессии, во время которого и вскоре после выхода в условияхнормального атмосферного давления может развиться декомпрессионная (кессонная)болезнь. Сущность ее состоит в том, что в период компрессии и пребывания приповышенном атмосферном давлении организм через кровь насыщается азотом. Полноенасыщение организма азотом наступает через 4 ч пребывания в условияхповышенного давления.

Впроцессе декомпрессии вследствие падения парциального давления в альвеолярномвоздухе происходит десатурация азота из тканей. Выделение азота осуществляетсячерез кровь и затем легкие. Продолжительность десатурации зависит в основном отстепени насыщения тканей азотом (легочные альвеолы диффундируют 150 мл азота вминуту). Если декомпрессия производится форсированно, в крови и других жидкихсредах образуются пузырьки азота, которые вызывают газовую эмболию и как еепроявление–декомпрессионную болезнь. Тяжесть декомпрессионной болезни определяетсямассовостью закупорки сосудов и их локализацией. Развитию декомпрессионнойболезни способствует переохлаждение и перегревание организма. Понижениетемпературы приводит к сужению сосудов, замедлению кровотока, что замедляетудаление азота из тканей и процесс десатурации. При высокой температуренаблюдается сгущение крови и замедление ее движения.

Терморегуляцияорганизма человека. Основными параметрами, обеспечивающими процесс теплообменачеловека с окружающей средой, как было показано выше, являются параметры микроклимата.В естественных условиях на поверхности Земли (уровень моря) эти параметрыизменяются в существенных пределах. Так, температура окружающей средыизменяется от — 88 до +60 °С; подвижность воздуха –от 0 до 100 м/с;относительная влажность–от 10 до 100% и атмосферное давление –от 680 до 810 мм рт. ст.

Вместес изменением параметров микроклимата меняется и тепловое самочувствие человека.Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме реакции,способствующие его восстановлению. Процессы регулирования тепловыделений дляподдержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией.Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к36,5 °С. Процессы регулирования тепловыделений осуществляются в основном тремяспособами: биохимическим путем; путем изменения интенсивности кровообращения иинтенсивности потовыделения.

Терморегуляциябиохимическим путем заключается в изменении интенсивности происходящих ворганизме окислительных процессов. Например, мышечная дрожь, возникающая присильном охлаждении организма, повышает выделение теплоты до 125… 200Дж/с.

Терморегуляцияпутем изменения интенсивности кровообращения заключается в способностиорганизма регулировать подачу крови (которая является в данном случае теплоносителем)от внутренних органов к поверхности тела путем сужения или расширениякровеносных сосудов. Перенос теплоты с потоком крови имеет большое значениевследствие низких коэффициентов теплопроводности тканей человеческогоорганизма–0,314...1,45 Вт/(м'°С) При высоких температурах окружающей средыкровеносные сосуды кожи расширяются, и к ней от внутренних органов притекаетбольшое количество крови и, следовательно, больше теплоты отдается окружающейсреде. При низких температурах происходит обратное явление: сужение кровеносныхсосудов кожи, уменьшение притока крови к кожному покрову и, следовательно,меньше теплоты отдается во внешнюю среду (рис.1.2). Как видно из рис.1.2,кровоснабжение при высокой температуре среды может быть в 20...30 раз больше,чем при низкой. В пальцах кровоснабжение может изменяться даже в 600 раз.

Терморегуляцияпутем изменения интенсивности потовыделения заключается в изменении процессатеплоотдачи за счет испарения. Испарительное охлаждение тела человека имеетбольшое значение. Так, при tос=18 °С, φ = 60%, w = Околичество теплоты, отдаваемой человеком в окружающую среду при испарениивлаги, составляет около 18% общей теплоотдачи. При увеличении температурыокружающей среды до +27 °С доля Qп возрастает до 30% и при 36,6 °Сдостигает 100%.

Терморегуляцияорганизма осуществляется одновременно всеми способами. Так, при понижениитемпературы воздуха увеличению теплоотдачи за счет увеличения разноститемператур препятствуют такие процессы, как уменьшение влажности кожи, иследовательно, уменьшение теплоотдачи путем испарения, снижение температурыкожных покровов за счет уменьшения интенсивности транспортирования крови отвнутренних органов, и вместе с этим уменьшение разности температур.

Нарис.1.3. и 1.4. приведены тепловые балансы человека при различных объемахпроизводимой работы в разных условиях окружающей среды. Тепловой баланс,приведенный на рис.1.3, составлен по экспериментальным данным для случая ездына велосипеде при температуре воздуха 22,5 °С и относительной влажности 45%; нарис.1.4. приведен тепловой баланс человека, идущего со скоростью 3,4 км/ч при различных температурах окружающего воздуха и постоянной относительной влажности 52%.Приведенные на рис.1.3. и 1.4. примеры процесса теплообмена человека сокружающей средой построены при условии соблюдения теплового баланса Qтп=Qто,поддержанию которого способствовал механизм терморегуляции организма.Экспериментально установлено, что оптимальный обмен веществ в организме исоответственно максимальная производительность труда имеют место, еслисоставляющие процесса теплоотдачи находятся в следующих пределах: Qк+Qт≈30%;Q^≈45%; Qп≈20% и Q^≈5%.Такой баланс характеризует отсутствие напряженности системы терморегуляции.

Параметрымикроклимата воздушной среды, которые обусловливают оптимальный обмен веществ ворганизме и при которых нет неприятных ощущений и напряженности системытерморегуляции, называются комфортными или оптимальными. Зона, в которойокружающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом и нетнапряжения системы терморегуляции, называется зоной комфорта. Условия, прикоторых нормальное тепловое состояние человека нарушается, называютсядискомфортными. При незначительной напряженности системы терморегуляции инебольшой дискомфортности устанавливаются допустимые метеорологические условия.

Гигиеническоенормирование параметров микроклимата производственных помещений. Нормыпроизводственного микроклимата установлены системой стандартов безопасноститруда ГОСТ 12.1.005–88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздухурабочей зоны». Они едины для всех производств и всех климатических зон снекоторыми незначительными отступлениями.

Вэтих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зонепроизводственного помещения: температура, относительная влажность, скоростьвоздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации вразное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характератепловыделений в рабочем помещении.

Дляоценки характера одежды (теплоизоляции) и акклиматизации организма в разноевремя года введено понятие периода года. Различают теплый и холодный периодгода. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружноговоздуха +10 °С и выше, холодный –ниже +10 °С

Приучете интенсивности труда все виды работ, исходя из общих энергозатраторганизма, делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые.Характеристику производственных помещений по категории выполняемых в них работустанавливают по категории работ, выполняемых 50% и более работающих в соответствующемпомещении.

Клегким работам (категории I) с затратой энергии до 174 Вт относятся работы,выполняемые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжения(работа контролеров, в процессах точного приборостроения, конторские работы и др.).Легкие работы подразделяют на категорию Iа (затратыэнергии до 139 Вт) и категорию Iб (затраты энергии 140...174 Вт). К работам среднейтяжести (категория II) относят работы с затратой энергии 175...232 Вт(категория IIа) и 233...290 Вт (категория IIб). Вкатегорию IIа входят работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемыестоя или сидя, но не требующие перемещения тяжестей, в категорию IIδ –работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей (в механосборочных цехах, текстильном производстве, при обработке древесины и др.). Ктяжелым работам (категория III) с затратой энергии более 290 Вт относят работы,связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постояннымпередвижением, с переноской значительных (более 10 кг) тяжестей (в кузнечных, литейных цехах с ручными процессами и др.).

Поинтенсивности тепловыделений производственные помещения делят на группы в зависимостиот удельных избытков явной теплоты. Явной называется теплота, воздействующая наизменение температуры воздуха помещения, а избытком явной теплоты–разностьмежду суммарными поступлениями явной теплоты и суммарными теплопотерями впомещении. Явная теплота, которая образовалась в пределах помещения, но былаудалена из него без передачи теплоты воздуху помещения (например, с газами отдымоходов или с воздухом местных отсосов от оборудования), при расчете избытковтеплоты не учитывается. Незначительные избытки явной теплоты –это избыткитеплоты, не превышающие или равные 23 Вт на 1 м3 внутреннего объема помещения. Помещения со значительными избытками явной теплоты характеризуютсяизбытками теплоты более 23 Вт/м3.

Интенсивностьтеплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологическогооборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных и непостоянныхрабочих местах не должна превышать 35 Вт/м2 при облучении 50% поверхностичеловека и более, 70 Вт/м2–при облучении 25...50% поверхности и 100 Вт/м2–приоблучении не более 25% поверхности тела.

Интенсивностьтеплового облучения работающих от открытых источников (нагретого металла, стекла,открытого пламени и др.) не должна превышать 140 Вт/м2, при этом облучению недолжно подвергаться более 25% поверхности тела и обязательно использованиесредств индивидуальной защиты.

Врабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005–88 могут бытьустановлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Оптимальныемикроклиматические условия – это такое сочетание параметров микроклимата,которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечиваетощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высокойработоспособности. Допустимые микроклиматические условия – это такие сочетанияпараметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействиина человека могут вызвать напряжение реакций терморегуляции и которые невыходят за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом невозникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения,ухудшающие самочувствие и понижение работоспособности. Оптимальные параметрымикроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системамикондиционирования воздуха, а допустимые параметры – обычными системамивентиляции и отопления.

/> 

1.4. ПРОФИЛАКТИКА НЕБЛАГОПРИЯТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯМИКРОКЛИМАТА

Методыснижения неблагоприятного влияния производственного микроклиматарегламентируются «Санитарными правилами по организации технологическихпроцессов и гигиеническими требованиями к производственному оборудованию» иосуществляются комплексом технологических, санитарно-технических,организационных и медико-профилактических мероприятий.

Ведущаяроль в профилактике вредного влияния высоких температур, инфракрасногоизлучения принадлежит технологическим мероприятиям: замена старых и внедрениеновых технологических процессов и оборудования, способствующих оздоровлениюнеблагоприятных условий труда (например, замена кольцевых печей для сушки форми стержней в литейном производстве туннельными; применение штамповки вместопоковочных работ; применение индукционного нагрева металлов токами высокойчастоты и т.д.) Внедрение автоматизации и механизации дает возможностьпребывания рабочих вдали от источника радиационной и конвекционной теплоты.

Кгруппе санитарно-технических мероприятий относится применение коллективныхсредств защиты: локализация тепловыделений, теплоизоляция горячих поверхностей,экранирование источников либо рабочих мест; воздушное душирование, радиационноеохлаждение, мелкодисперсное распыление воды; общеобменная вентиляция иликондиционирование воздуха. Общеобменной вентиляции при этом отводитсяограниченная роль –доведение условий труда до допустимых с минимальнымиэксплуатационными затратами.

Уменьшениюпоступления теплоты в цех способствуют мероприятия, обеспечивающие герметичностьоборудования. Плотно подогнанные дверцы, заслонки, блокировка закрытиятехнологических отверстий с работой оборудования–все это значительно снижаетвыделение теплоты от открытых источников. Выбор теплозащитных средств в каждомслучае должен осуществляться по максимальным значениям эффективности с учетомтребований эргономики, технической эстетики, безопасности для данного процессаили вида работ и технико-экономического обоснования. Устанавливаемые в цехетеплозащитные средства должны быть простыми в изготовлении и монтаже, удобнымидля обслуживания, не затруднять осмотр, чистку, смазывание агрегатов, обладатьнеобходимой прочностью, иметь минимальные эксплуатационные расходы.Теплозащитные средства должны обеспечивать облученность на рабочих местах неболее 350 Вт/м2 и температуру поверхности оборудования не выше 308 К (35 °С)при температуре внутри источника до 373 К (100 °С) и не выше 318 К (45 °С) притемпературах внутри источника выше 373 К (100 °С).

Теплоизоляцияповерхностей источников излучения (печей, сосудов и трубопроводов с горячимигазами и жидкостями) снижает температуру излучающей поверхности и уменьшает какобщее тепловыделение, так и радиационное. Кроме улучшения условий трудатепловая изоляция уменьшает тепловые потери оборудования, снижает расходтоплива (электроэнергии, пара) и приводит к увеличению производительностиагрегатов. Следует иметь в виду, что тепловая изоляция, повышая рабочуютемпературу изолируемых элементов, может резко сократить срок их службы,особенно в тех случаях, когда теплоизолируемые конструкции находятся втемпературных условиях, близких к верхнему допустимому пределу для данногоматериала. В таких случаях решение о тепловой изоляции должно быть проверенорасчетом рабочей температуры изолируемых элементов. Если она окажется выше предельнодопустимой, защита от тепловых излучений должна осуществляться другимиспособами.

Конструктивнотеплоизоляция может быть мастичной, оберточной, засыпной, из штучных изделий исмешанной. Мастичная изоляция осуществляется нанесением мастики (штукатурногораствора с теплоизоляционным наполнителем) на горячую поверхность изолируемогообъекта. Эту изоляцию можно применять на объектах любой конфигурации.Оберточную изоляцию изготовляют из волокнистых материалов–асбестовой ткани,минеральной ваты, войлока и др. Устройство оберточной изоляции проще мастичной,но на объектах сложной конфигурации ее труднее закреплять. Наиболее пригоднаоберточная изоляция для трубопроводов. Засыпную изоляцию применяют реже, таккак необходимо устанавливать кожух вокруг изолируемого объекта. Эту изоляциюиспользуют в основном при прокладке трубопроводов в каналах и коробах, там, гдетребуется большая толщина изоляционного слоя, или при изготовлениитеплоизоляционных панелей. Теплоизоляцию штучными или формованными изделиями,скорлупами применяют для облегчения работ. Смешанная изоляция состоит изнескольких различных слоев. В первом слое обычно устанавливают штучные изделия.Наружный слой изготовляют из мастичной или оберточной изоляции. Целесообразноустраивать алюминиевые кожухи снаружи теплоизоляции. Затраты на устройство кожуховбыстро окупаются вследствие уменьшения тепловых потерь на излучение и повышениядолговечности изоляции под кожухом.

Привыборе материала для изоляции необходимо принимать во внимание механическиесвойства материалов, а также их способность выдерживать высокую температуру.Обычно для этого применяют материалы, коэффициент теплопроводности которых притемпературах 50...100 °С меньше 0,2 Вт/ (м∙°С). Многие теплоизоляционныематериалы берут в их естественном состоянии, например, асбест, слюда, торф,земля, но большинство получают в результате специальной обработки естественныхматериалов и представляют собой различные смеси.

Привысоких температурах изолируемого объекта применяют многослойную изоляцию:сначала ставят материал, выдерживающий высокую температуру (высокотемпературныйслой), а затем уже более эффективный материал, с точки зрения теплоизоляционныхсвойств. Толщину высокотемпературного слоя выбирают с учетом того, чтобытемпература на его поверхности не превышала предельную температуру следующегослоя.

Исходнымиданными для расчета толщины теплоизоляции являются: температура сред (t' и t //°С), разделяемых теплоизоляционной перегородкой; допустимая температура наповерхности изоляции (tд, °С) и площадь теплоизолируемой поверхности (F,м2). При расчете теплоизоляции следует придерживаться следующего порядка.Сначала устанавливают допустимые тепловые потери объекта при наличии изоляции.Затем выбирают материал изоляции и, задавшись температурой поверхностиизоляции, определяют среднюю температуру последней, по которой и находятзначение коэффициента теплопроводности λиз. Зная температуру на внутреннейи внешней поверхностях изоляции и коэффициент теплопроводности, определяюттребуемую толщину изоляции. После этого производят проверочный расчет и находятсреднюю температуру изоляционного слоя и температуру на разделе поверхностей.

Тепловыепотери (Вт) в условиях стационарного теплового потока в многослойной плоскойперегородке

дляусловий стационарного потока в цилиндрической перегородке длиной l (м)из п слоев

гдеδиз,–толщина iго слоя перегородки, м; α' и α" –коэффициенты теплоотдачи соответственно от теплоносителя к стенке и от внешнейповерхности изоляции к окружающей среде, Вт/ (м2∙С); λ –коэффициенттеплопроводности i-го слоя теплоизоляции, Вт/ (м·°С); di –диаметр i-го слоя теплоизоляции, м; т –число слоевтеплоизоляции.

Определениекоэффициентов теплоотдачи связано с рядом трудностей. Для точных расчетовзначений α следует применять формулы, приведенные в справочнике потеплопередаче. При ориентировочных расчетах термическим сопротивлениемтеплоотдачи от горячей жидкости к стенке и самой стенки можно пренебречь. Тогдатемпературу изолируемой поверхности можно принять равной температуре горячейжидкости, и теплообмен будет определяться только термическим сопротивлениемизоляции и теплоотдачей от внешней поверхности изоляции к окружающей среде.

Теплозащитныеэкраны применяют для локализации источников лучистой теплоты, уменьшенияоблученности на рабочих местах и снижения температуры поверхностей, окружающихрабочее место. Ослабление теплового потока за экраном обусловлено егопоглотительной и отражательной способностью. В зависимости от того, какаяспособность экрана более выражена, различают теплоотражающие, теплопоглощающиеи теплоотводящие экраны. По степени прозрачности экраны делят на три класса:непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

Кпервому классу относят металлические водоохлаждаемые и футерированныеасбестовые, альфолиевые, алюминиевые экраны; ко второму –экраны изметаллической сетки, цепные завесы, экраны из стекла, армированногометаллической сеткой; все эти экраны могут орошаться водяной пленкой. Третийкласс составляют экраны из различных стекол: силикатного, кварцевого иорганического, бесцветного, окрашенного и металлизированного, пленочные водяныезавесы, свободные и стекающие по стеклу, вододисперсные завесы.

Привоздействии на работающего теплового облучения интенсивностью 0,35 кВт/м2 иболее, а также 0,175...0,35 кВт/м2 при площади излучающих поверхностей впределах рабочего места более 0,2 м2 применяют воздушное душирование (подачувоздуха в виде воздушной струи, направленной на рабочее место). Воздушноедуширование устраивают также для производственных процессов с выделениемвредных газов или паров и при невозможности устройства местных укрытий.

Охлаждающийэффект воздушного душирования зависит от разности температур тела работающего ипотока воздуха, а также от скорости обтекания воздухом охлаждаемого тела Дляобеспечения на рабочем месте заданных температур и скоростей воздуха осьвоздушного потока направляют на грудь человека горизонтально или под углом 45°,а для обеспечения допустимых концентраций вредных веществ ее направляют в зонудыхания горизонтально или сверху под углом 45°.

Впотоке воздуха из душирующего патрубка должны быть по возможности обеспеченыравномерная скорость и одинаковая температура. Расстояние от кромки душирующегопатрубка до рабочего места должно быть не менее 1 м. Минимальный диаметр патрубка принимают равным 0,3 м; при фиксированных рабочих местах расчетнуюширину рабочей площадки принимают равной 1 м.

Придушировании по способу ниспадающего потока воздух подают на рабочее местосверху с минимально возможного расстояния струёй большого сечения и смаксимальной скоростью. Душирование по способу ниспадающего потока требует меньшегорасхода воздуха и меньшей степени его охлаждения по сравнению с обычнымивоздушными душами, что позволяет в большинстве случаев обходиться испарительным(адиабатическим) охлаждением воздуха рециркуляционной водой. При интенсивностиоблучения свыше 2,1 кВт/м2 воздушный душ не может обеспечить необходимогоохлаждения. В этом случае надо по возможности уменьшить облучение, предусматриваятеплоизоляцию, экранирование или водовоздушное душирование. Это позволяетнаряду с усилением конвективного теплообмена увеличить и теплоотдачу организмапутем испарения влаги с поверхности тела и одежды. Для периодическогоохлаждения рабочих устраивают радиационные кабины, комнаты отдыха.

Воздушныезавесы предназначены для защиты от прорыва холодного воздуха в помещение черезпроемы здания (ворота, двери и т.п.). Воздушная завеса представляет собойвоздушную струю, направленную под углом навстречу холодному потоку воздуха. Онавыполняет роль воздушного шибера, уменьшая прорыв холодного воздуха черезпроемы. Согласно СНиП 2.04.05–91 воздушные завесы необходимо устанавливать упроемов отапливаемых помещений, открывающихся не реже, чем один раз в час либона 40 мин единовременно при температуре наружного воздуха — 15 °С и ниже.

Применяютнесколько основных схем воздушных завес. Завесы с нижней подачей (рис.1.5, а)наиболее экономичны по расходу воздуха и рекомендуются в том случае, когданедопустимо понижение температуры вблизи проемов. Для проемов небольшой ширинырекомендуется схема, показанная на рис.1.5. б. Схему с двухсторонним боковымнаправлением струй (рис.1.5, в) используют в тех случаях, когда возможнаостановка транспорта в воротах.

Количествои температуру воздуха для завесы определяют расчетным путем, причем температуранагрева воздуха для воздушных завес водой принимается не более 70 °С, длядверей –не более 50 °С.

Воздушныеоазисы предназначены для улучшения метеорологических условий труда (чаще отдыхана ограниченной площади). Для этого разработаны схемы кабин с легкимипередвижными перегородками, которые затапливаются воздухом с соответствующимипараметрами.

Мероприятияпо профилактике неблагоприятного воздействия холода должны предусматриватьпредупреждение выхолаживания производственных помещений, использование средствиндивидуальной защиты, подбор рационального режима труда и отдыха. Спецодеждадолжна быть воздухо — и влагонепроницаемой (хлопчатобумажная, льняная,грубошерстное сукно), иметь удобный покрой. Для работы в экстремальных условиях(ликвидация пожаров и др.) применяют специальные костюмы, обладающие повышеннойтеплосветоотдачей. Для защиты головы от излучения применяют дюралевые, фибровыекаски, войлочные шляпы; для защиты глаз –очки темные или с прозрачным слоемметалла, маски с откидным экраном.

Важнымфактором, способствующим повышению работоспособности рабочих в горячих цехах,является рациональный режим труда и отдыха. Он разрабатывается применительно кконкретным условиям работы. Частые короткие перерывы более эффективны дляподдержания работоспособности, чем редкие, но продолжительные. При физическихработах средней тяжести на открытом воздухе с температурой до 25 °С внутреннийрежим предусматривает 10-минутные перерывы после 50...60 мин работы; притемпературе наружного воздуха 25...33 °С рекомендуется 15-минутный перерывпосле 45 мин работы и разрыв рабочей смены на 4...5 ч на период наиболее жаркоговремени.

Прикратковременных работах в условиях высоких температур (тушении пожаров, ремонтеметаллургических печей), где температура достигает 80...100 °С, большоезначение имеет тепловая тренировка. Устойчивость к высоким температурам можетбыть в некоторой степени повышена с использованием фармакологических средств(дибазола, аскорбиновой кислоты, смеси этих веществ и глюкозы), вдыханиякислорода, аэроионизации.

Принефиксированных рабочих местах и работе на открытом воздухе в холодных климатическихусловиях организуют специальные помещения для обогревания. При неблагоприятныхметеорологических условиях–температура воздуха — 10 °С и ниже–обязательныперерывы на обогрев продолжительностью 10...15 мин каждый час. При температуренаружного воздуха — 30… -45 °С 15-минутные перерывы на отдых организуются каждые60 мин от начала рабочей смены и после обеда, а затем через каждые 45 минработы. В помещениях для обогрева необходимо предусматривать возможность питьягорячего чая.

/> 

1.5. ПРОМЫШЛЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ

Эффективнымсредством обеспечения надлежащей чистоты и допустимых параметров микроклиматавоздуха рабочей зоны является промышленная вентиляция. Вентиляцией называетсяорганизованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление изпомещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.

Поспособу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции.Система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляетсяблагодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания, называетсяестественной вентиляцией. Разность давлений обусловлена разностью плотностейнаружного и внутреннего воздуха (гравитационное давление, или тепловой напор ∆Рт)и ветровым напором ∆Рв, действующим на здание. Расчетный тепловой напор(Па)

DРт = gh(rн — rв),

гдеg–ускорение свободного падения, м/с2; h–вертикальноерасстояние между центрами приточного и вытяжного отверстий, м; рни р^–плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м.

Придействии ветра на поверхностях здания с подветренной стороны образуетсяизбыточное давление, на заветренной стороне – разряжение. Распределениедавлений по поверхности зданий и их величина зависят от направления и силыветра, а также от взаиморасположения зданий. Ветровой напор (Па)

DРв = kп />rн,

гдеkn„ – коэффициент аэродинамического сопротивленияздания; значение kn не зависит от ветрового потока, определяетсяэмпирическим путем и для геометрически подобных зданий остается постоянным; WВ–скорость ветрового потока, м/с.

Неорганизованнаяестественная вентиляция –инфильтрация, или естественное проветривание –осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях иэлементах строительных конструкций благодаря разности давления снаружи и внутрипомещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов–силы и направленияветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качествастроительных работ. Инфильтрация может быть значительной для жилых зданий идостигать 0,5...0,75 объема помещения в час, а для промышленных предприятий до1...1.5. ч-1.

Дляпостоянного воздухообмена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха впомещении, необходима организованная вентиляция. Организованная естественнаявентиляция может быть вытяжной без организованного притока воздуха (канальная)и приточно-вытяжной с организованным притоком воздуха (канальная и бесканальнаяаэрация). Канальная естественная вытяжная вентиляция без организованногопритока воздуха (рис.1.6) широко применяется в жилых и административныхзданиях. Расчетное гравитационное давление таких систем вентиляции определяютпри температуре наружного воздуха +5 ˚С, считая, что все давление падает втракте вытяжного канала, при этом сопротивление входу воздуха в здание неучитывается. При расчете сети воздуховодов прежде всего производят ориентировочныйподбор их сечений исходя из допустимых скоростей движения воздуха в каналахверхнего этажа 0,5...0,8 м/с, в каналах нижнего этажа и сборных каналахверхнего этажа 1,0 м/с и в вытяжной шахте 1...1.5. м/с.

Дляувеличения располагаемого давления в системах естественной вентиляции на устьевытяжных шахт устанавливают насадки –дефлекторы (рис.1.7). Усиление тягипроисходит благодаря разрежению, возникающему при обтекании дефлектора ЦАГИ.Разрежение, создаваемое дефлектором, и количество удаляемого воздуха зависят отскорости ветра и могут быть определены с помощью номограмм.

Рис.1.8.Схема аэрации промышленного здания

/>

Аэрациейназывается организованная естественная общеобменная вентиляция помещений врезультате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон ифонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открыванияфрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направленияветра). Как способ вентиляции аэрация нашла широкое применение в промышленныхзданиях, характеризующихся технологическими процессами с большимитепловыделениями (прокатных цехах, литейных, кузнечных). Поступление наружноговоздуха в цех в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух непопадал в рабочую зону. Для этого наружный воздух подают в помещение черезпроемы, расположенные не ниже 4,5 м от пола (рис.1.8), в теплый период годаприток наружного воздуха ориентируют через нижний ярус оконных проемов (А = 1,5...2м).

Прирасчете аэрации определяют требуемую площадь проходного сечения проемов и аэрационныхфонарей для подачи и удаления необходимого количества воздуха. Исходнымиданными являются конструктивные размеры помещений, проемов и фонарей, величинытеплопродукции в помещении, параметры наружного воздуха. Согласно СНиП 2.04.05–91расчет рекомендуется выполнять на действие гравитационного давления. Ветровойнапор надлежит учитывать только при решении вопросов защиты вентиляционныхпроемов от задувания. При расчете аэрации составляют материальный (по воздуху)и тепловой баланс помещения:

/>

гдеGnpi и Gвытi–масса поступающего и удаляемого воздуха,обладающего теплоемкостью Ср и температурой t.

Основнымдостоинством аэрации является возможность осуществлять большие воздухообменыбез затрат механической энергии. К недостаткам аэрации следует отнести то, чтов теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствиеповышения температуры наружного воздуха и, кроме того, поступающий в помещениевоздух не очищается и не охлаждается.

Вентиляция,с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется изних по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механическихпобудителей, называется механической вентиляцией.

/>

Рис.1.9.Принципиальная схема вентиляции для выбора соотношения объемов приточного иудаляемого воздуха:

а– LB>Lnp. Р1<P2; б – Lв<Lпр, p1>p2

Механическаявентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ: большой радиусдействия вследствие значительного давления, создаваемого вентилятором;возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо оттемпературы наружного воздуха и скорости ветра; подвергать вводимый в помещениевоздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву илиохлаждению; организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуханепосредственно к рабочим местам; улавливать вредные выделения непосредственнов местах их образования и предотвращать их распространение по всему объемупомещения, а также возможность очищать загрязненный воздух перед выбросом его ватмосферу. К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительнуюстоимость сооружения и эксплуатации ее и необходимость проведения мероприятийпо борьбе с шумом.

Системымеханической вентиляции подразделяются на общеобменные, местные, смешанные,аварийные и системы кондиционирования.


Общеобменнаявентиляция предназначена для ассимиляции избыточной теплоты, влаги и вредныхвеществ во всем объеме рабочей зоны помещений. Она применяется в том случае,если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочиеместа не фиксированы, а располагаются по всему помещению. Обычно объем воздуха Lпр,подаваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объему воздуха LB,удаляемого из помещения. Однако в ряде случаев возникает необходимость нарушитьэто равенство (рис.1.9). Так, в особо чистых цехах электровакуумногопроизводства, для которых большое значение имеет отсутствие пыли, объем притокавоздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего создается некоторыйизбыток давления в производственном помещении, что исключает попадание пыли изсоседних помещений. В общем случае разница между объемами приточного ивытяжного воздуха не должна превышать 10...15%.

Существенноевлияние на параметры воздушной среды в рабочей зоне оказывают правильная организацияи устройство приточных и вытяжных систем.

Воздухообмен,создаваемый в помещении вентиляционными устройствами, сопровождаетсяциркуляцией воздушных масс в несколько раз больших объема подаваемого илиудаляемого воздуха. Возникающая циркуляция является основной причинойраспространения и перемешивания вредных выделений и создания в помещении разныхпо концентрации и температуре воздушных зон. Так, приточная струя, входя впомещение, вовлекает в движение окружающие массы воздуха, в результате чегомасса струи в направлении движения будет возрастать, а скорость падать. Приистечении из круглого отверстия (рис.1.10) на расстоянии 15 диаметров от устьяскорость струи составит 20% от первоначальной скорости Vo, а объемперемещающегося воздуха увеличится в 4,6 раза.

Скоростьзатухания движения воздуха зависит от диаметра выпускного отверстия do:чем больше do, тем медленнее затухание. Если нужно быстрее погаситьскорость приточных струй, подаваемый воздух должен быть разбит на большое числомелких струй.

Существенноевлияние на траекторию струи оказывает температура приточного воздуха: если температураприточной струи выше температуры воздуха помещения, то ось загибается вверх,если ниже, то вниз при изотермическом течении она совпадает с осью приточногоотверстия.

Квсасывающему отверстию (вытяжная вентиляция) воздух натекает со всех сторон, вследствиечего и падение скорости происходит весьма интенсивно (рис.1.11). Так, скоростьвсасывания на расстоянии одного диаметра от отверстия круглой трубы равна 5%Vo.

Циркуляциявоздуха в помещении и соответственно концентрация примесей и распределениепараметров микроклимата зависит не только от наличия приточных и вытяжныхструй, но и от их взаимного расположения. Различают четыре основные схемыорганизации воздухообмена при общеобменной вентиляции: сверху–вверх (рис.1.12,а); сверху –вверх (рис.1.12, б); снизу –вверх (рис.1.12, в); снизу – вниз (рис.1.12,г). Кроме этих схем применяют комбинированные. Наиболее равномерноераспределение воздуха достигается в том случае, когда приток равномерен поширине помещения, а вытяжка сосредоточена.

Приорганизации воздухообмена в помещениях необходимо учитывать и физическиесвойства вредных паров и газов и в первую очередь их плотность. Если плотностьгазов ниже плотности воздуха, то удаление загрязненного воздуха происходит вверхней зоне, а подача свежего–непосредственно в рабочую зону. При выделениигазов с плотностью большей плотности воздуха из нижней части помещенияудаляется 60. .70% и из верхней части 30...40% загрязненного воздуха. Впомещениях со значительными выделениями влаги вытяжка влажного воздуха осуществляетсяв верхней зоне, а подача свежего в количестве 60% –в рабочую зону и 40% –в верхнююзону.

Поспособу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменнойвентиляции (рис.1.13): приточная, втяжная, приточно-вытяжная и системы с рециркуляцией.По приточной системе воздух подается в помещение — после подготовки его вприточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за счеткоторого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие помещения.Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые нежелательнопопадание загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздухаизвне.

Установкиприточной вентиляции (рис.1.13, а) обычно состоят из следующих элементов:воздухозаборного устройства 1 для забора чистого воздуха; воздуховодов 2, покоторым воздух подается в помещение, фильтров 3 для очистки воздуха от пыли,калориферов 4, в которых подогревается холодный наружный воздух; побудителядвижения 5, увлажнителя-осушителя 6, приточных отверстий или насадков 7, черезкоторые воздух распределяется по помещению. Воздух из помещения удаляется черезнеплотности ограждающих конструкций.

Вытяжнаясистема предназначена для удаления воздуха из помещения. При этом в немсоздается пониженное давление и воздух соседних помещений или наружный воздухпоступает в данное помещение. Вытяжную систему целесообразно применять в томслучае, если вредные выделения данного помещения не должны распространяться насоседние, например, для вредных цехов, химических и биологических лабораторий.

Установкивытяжной вентиляции (рис.1.13,6) состоят из вытяжных отверстий или насадков 8,через которые воздух удаляется из помещения; побудителя движения 5;воздуховодов 2, устройств для очистки воздуха от пыли или газов 9, устанавливаемыхдля защиты атмосферы, и устройства для выброса воздуха 10, котороерасполагается на 1...1.5. м выше конька крыши. Чистый воздух поступает впроизводственное помещение через неплотности в ограждающих конструкциях, чтоявляется недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный притокхолодного воздуха (сквозняки) может вызвать простудные заболевания.

Приточно-вытяжнаявентиляция – наиболее распространенная система, при которой воздух подается впомещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно.

Вотдельных случаях для сокращения эксплуатационных расходов на нагреваниевоздуха применяют системы вентиляции с частичной рециркуляцией (рис.1.13, в). Вних к поступающему снаружи воздуху подмешивают воздух, отсасываемый изпомещения П вытяжной системой. Количество свежего и вторичного воздухарегулируют клапанами 11 и 12. Свежая порция воздуха в таких системах обычносоставляет 20...10% общего количества подаваемого воздуха. Систему вентиляции срециркуляцией разрешается использовать только для тех помещений, в которых отсутствуютвыделения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4-му классуопасности и концентрация их в воздухе, подаваемом в помещение, не превышает 30%ПДК. Применение рециркуляции не допускается и в том случае, если в воздухепомещений содержатся болезнетворные бактерии, вирусы или имеются резковыраженные неприятные запахи.

Отдельныеустановки общеобменной механической вентиляции могут не включать всех указанныхвыше элементов. Например, приточные системы не всегда оборудуются фильтрами иустройствами для изменения влажности воздуха, а иногда приточные и вытяжныеустановки могут не иметь сети воздуховодов.

Расчетпотребного воздухообмена при общеобменной вентиляции производят исходя из условийпроизводства и наличия избыточной теплоты, влаги и вредных веществ. Длякачественной оценки эффективности воздухообмена применяют понятие кратностивоздухообмена kв – отношение объема воздуха, поступающего в помещениев единицу времени L (м3/ч), к объему вентилируемого помещения Vn(м3). При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должнабыть значительно больше единицы.

Принормальном микроклимате и отсутствии вредных выделений количество воздуха приобщеобменной вентиляции принимают в зависимости от объема помещения,приходящегося на одного работающего. Отсутствие вредных выделений –это такое ихколичество в технологическом оборудовании, при одновременном выделении которыхв воздухе помещения концентрация вредных веществ не превысит предельнодопустимую. В производственных помещениях с объемом воздуха на каждогоработающего Vni<20 м3 расход воздуха на одного работающего Liдолжен быть не менее 30 м /ч. В помещении с Vпi ==20...40м3 L пi — 20 м3/4. В помещениях с Vni>40 м3 и при наличии естественной вентиляции воздухообмен не рассчитывают. В случае отсутствия естественнойвентиляции (герметичные кабины) расход воздуха на одного работающего долженсоставлять не менее 60 м3/ч.

Необходимыйвоздухообмен для всего производственного помещения в целом

L= nLi,

гдеn –число работающих в данном помещении.

Приопределении потребного воздухообмена для борьбы с теплоизбытками составляют балансявной теплоты помещения:

DQизб + Gпрcрtпр + Gвcрtух = 0,

где∆ Qизб–избытки явной теплоты всего помещения, кВт; GпрСрtпр иGBCptyx –теплосодержание приточного и удаляемого воздуха,кВт; Ср – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг∙°С); tnp иtух–температура приточного и уходящего воздуха, °С.

Влетнее время вся теплота, которая поступает в помещение, является суммойтеплоизбытков. В холодный период года часть тепловыделений в помещениирасходуется на компенсацию теплопотерь

/>

гдеб т –тепловыделения в помещении, кВт; Z б пот–потери теплоты черезнаружные ограждения, кВт.

Температуранаружного воздуха в теплый период года принимается равной средней температуресамого жаркого месяца в 13 ч. Расчетны температуры для теплого и холодногопериодов года приведены в СНиП 2.04.05–91. Температура удаляемого из помещениявоздуха

/>

гдеtрз –температура воздуха в рабочей зоне, °С; а –градиент температуры по высоте помещения, °С/м; для помещений с qя<23Вт/м3 можно применять а = 0,5 °С/м. Для «горячих» цехов с qя>23Вт/м3 – а = 0,7...1,5 °С/м; Н – расстояние от пола до центра вытяжных отверстий,м.

Исходяиз баланса явной теплоты помещения, определяют необходимый воздухообмен (°С/ч)для ассимиляции теплоизбытков

/>

гдеρпр – плотность приточного воздуха, кг/м3.

Приопределении необходимого воздухообмена для борьбы с вредными парами и газами составляютуравнение материального баланса вредных выделений в помещении за время dτ (с):

/>

гдеGBPdτ–масса вредных выделений в помещении, обусловленных работойтехнологического оборудования, мг; LnpCnp dτ – масса вредных выделений, поступающих в помещение вместе с приточнымвоздухом, мг; LBCBdτ–масса вредных выделений, удаляемых из помещениявместе с уходящим воздухом, мг; Vпdc dτ с–масса вредных паров или газов, накопившихся в помещении за время dτ; Спр и Св – концентрация вредных веществ в приточном и удаляемомвоздухе, мг/м3.

Приравенстве масс приточного и удаляемого воздуха и, принимая, что благодарявентиляции вредные вещества не накапливаются в производственном помещении, т.е.dc/ dτ = 0 и Св = Спдк, получим L=GBP/(Cпдк-Спр).Концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе равна концентрации их ввоздухе помещения и не должна превышать ПДК. Концентрация вредных веществ вприточном воздухе должна быть по возможности минимальной и не превышать 30%ПДК. Необходимый воздухообмен для удаления избыточной влаги определяют исходяиз материального баланса по влаге

/>

гдеGB^ – масса водяного пара, выделяющегося в помещение,г/с; ρпр –плотность воздуха, поступающего в помещение, кг/м3; dyx–допустимое содержание водяного пара в воздухе помещения при нормативнойтемпературе и относительной влажности воздуха, г/кг; dпp –влагосодержание приточного воздуха, г/кг.

Приодновременном выделении в рабочую зону вредных веществ, не обладающих однонаправленнымдействием на организм человека, например теплоты и влаги, необходимый воздухообменпринимают по наибольшей массе воздуха, полученной в расчетах для каждого видапроизводственных выделений.

Приодновременном выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществоднонаправленного действия (триоксид и диоксид серы; оксид азота совместно соксидом углерода и др., см. СН 245–71) расчет общеобменной вентиляции надлежитпроизводить путем суммирования объемов воздуха, необходимых для разбавлениякаждого вещества в отдельности до его условных предельно допустимыхконцентраций [ci], учитывающих загрязнения воздуха другими веществами.Эти концентрации меньше нормативных Cпдк и определяются из уравнения Σni=1

Спомощью местной вентиляции необходимые метеорологические параметры создаются наотдельных рабочих местах. Например, улавливание вредных веществ непосредственноу источника возникновения, вентиляция кабин наблюдения и т.д. Наиболее широкоераспространение находит местная вытяжная локализующая вентиляция. Основнойметод борьбы с вредными выделениями заключается в устройстве и организацииотсосов от укрытий.

Конструкцииместных отсосов могут быть полностью закрытыми, полуоткрытыми или открытыми (рис.1.14).Наиболее эффективны закрытые отсосы. К ним относятся кожухи, камеры, герметичноили плотно укрывающие технологическое оборудование (рис.1.14, а). Если такиеукрытия устроить невозможно, то применяют отсосы с частичным укрытием илиоткрытые: вытяжные зонты, отсасывающие панели, вытяжные шкафы, бортовые отсосыи др.

Одиниз самых простых видов местных отсосов – вытяжной зонт (рис.1.14, ж). Он служитдля улавливания вредных веществ, имеющих меньшую плотность, чем окружающийвоздух. Зонты устанавливают над ваннами различного назначения, электро — ииндукционными печами и над отверстиями для выпуска металла и шлака из вагранок.Зонты делают открытыми со всех сторон и частично открытыми: с одной, двух итрех сторон. Эффективность работы вытяжного зонта зависит от размеров, высотыподвеса и угла его раскрытия. Чем больше размеры и чем ниже установлен зонт надместом выделения веществ, тем он эффективнее. Наиболее равномерное всасываниеобеспечивается при угле раскрытия зонта менее 60°.

Отсасывающиепанели применяют дня удаления вредных выделений, увлекаемых конвективнымитоками, при таких ручных операциях, как электросварка, пайка, газовая сварка,резка металла и т.п. Вытяжные шкафы – наиболее эффективное устройство посравнению с другими отсосами, так как почти полностью укрывают источниквыделения вредных веществ. Незакрытыми в шкафах остаются лишь проемы дляобслуживания, через которые воздух из помещения поступает в шкаф. Форму проемавыбирают в зависимости от характера технологических операций.

Необходимыйвоздухообмен в устройствах местной вытяжной вентиляции рассчитывают, исходя изусловия локализации примесей, выделяющихся из источника образования. Требуемыйчасовой объем отсасываемого воздуха определяют как произведение площадиприемных отверстий отсоса F(м2) на скорость воздуха в них. Скорость воздуха впроеме отсоса v (м/с) зависит от класса опасности вещества и типавоздухоприемника местной вентиляции (v = 0,5...5 м/с).

Смешаннаясистема вентиляции является сочетанием элементов местной и общеобменнойвентиляции. Местная система удаляет вредные вещества из кожухов и укрытиймашин. Однако часть вредных веществ через неплотности укрытий проникает впомещение. Эта часть удаляется общеобменной вентиляцией.


Аварийнаявентиляция предусматривается в тех производственных помещения, в которыхвозможно внезапное поступление в воздухе большого количества вредных иливзрывоопасных веществ. Производительность аварийной вентиляции определяют всоответствии с требованиями нормативных документов в технологической частипроекта. Если такие документы отсутствуют, то производительность аварийнойвентиляции принимается такой, чтобы она вместе с основной вентиляциейобеспечивала в помещении не менее восьми воздухообменов за 1 ч. Системааварийной вентиляции должна включаться автоматически при достижении ПДК вредныхвыделений или при остановке одной из систем общеобменной или местнойвентиляции. Выброс воздуха аварийных систем должен осуществляться с учетомвозможности максимального рассеивания вредных и взрывоопасных веществ в атмосфере.

Длясоздания оптимальных метеорологических условий в производственных помещенияхприменяют наиболее совершенный вид промышленной вентиляции – кондиционированиевоздуха. Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка сцелью поддержания в производственных помещениях заранее заданныхметеорологических условий независимо от изменения наружных условий и режимоввнутри помещения. При кондиционировании автоматически регулируется температуравоздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение взависимости от времени года, наружных метеорологических условий и характератехнологического процесса в помещении. Такие строго определенные параметрывоздуха создаются в специальных установках, называемых кондиционерами. В рядеслучаев помимо обеспечения санитарных норм микроклимата воздуха в кондиционерахпроизводят специальную обработку: ионизацию, дезодорацию, озонирование и т.п.

Кондиционерымогут быть местными (для обслуживания отдельных помещений) и центральными (дляобслуживания нескольких отдельных помещений). Принципиальная схема кондиционерапредставлена на рис.1.15. Наружный воздух очищается от пыли в фильтре 2 ипоступает в камеру I, где он смешивается с воздухом из помещения (прирециркуляции). Пройдя через ступень предварительной температурной обработки 4,воздух поступает в камеру II, где он проходит специальную обрабочку (промываниевоздуха водой, обеспечивающую заданные параметры относительной влажности, иочистку воздуха), и в камеру III (температурная обработка). При температурнойобработке зимой воздух подогревается частично за счет температуры воды,поступающей в форсунки 5, и частично, проходя через калориферы 4 и 7. Летомвоздух охлаждается частично подачей в камеру II охлажденной(артезианской) воды, и главным образом в итоге работы специальных холодильныхмашин.

Кондиционированиевоздуха играет существенную роль не только с точки зрения безопасностижизнедеятельности, но и во многих технологических процессах, при которых недопускаются колебания температуры и влажности воздуха (особенно врадиоэлектронике). Поэтому установки кондиционирования в последние годы находятвсе более широкое применение на промышленных предприятиях.

/>/>1.6. ВЛИЯНИЕ ОСВЕЩЕНИЯ НА УСЛОВИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

Основныесветотехнические характеристики. Правильно спроектированное и рациональновыполненное освещение производственных помещений оказывает положительноепсихофизиологическое воздействие на работающих, способствует повышениюэффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняетвысокую работоспособность.

Ощущениезрения происходит под воздействием видимого излучения (света), которое представляетсобой электромагнитное излучение с длиной волны 0,38...0,76 мкм.Чувствительность зрения максимальна к электромагнитному излучению с длинойволны 0,555 мкм (желто-зеленый цвет) и уменьшается к границам видимого спектра.

Освещениехарактеризуется количественными и качественными показателями. К количественнымпоказателям относятся:

световойпоток Ф –часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет;характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах (лм);

силасвета J–пространственная плотность светового потока; определяетсякак отношение светового потока dф, исходящего от источника и равномернораспространяющегося внутри элементарного телесного угла dΩ, к величине этого угла; J== dф/dΩ; измеряется в канделах (кд);

освещенностьЕ–поверхностная плотность светового потока; определяется как отношениесветового потока dф, равномерно падающего на освещаемую поверхность dS(м2), к ее площади: Е=dф/dS, измеряется в люксах (лк);

яркостьL поверхности под углом α к нормали –это отношениесилы света dJα, излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью вэтом направлении, к площади dS проекции этой поверхности, на плоскость, перпендикулярнуюк этому направлению: L = dф/(dScosα), измеряется в кд • м-2.

Длякачественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели какфон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации освещенности, показательосвещенности, спектральный состав света.

Фон– это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуетсяспособностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Этаспособность (коэффициент отражения р) определяется как отношение отраженного отповерхности светового потока Фотр к падающему на нее световому потоку Фпад; р== Фот/Фпад. В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициентаотражения находятся в пределах 0,02...0,95; при р >0,4 фон считается светлым;при р = 0,2...0,4–средним и при р <0,2–темным.

Контрастобъекта с фоном k – степень различения объекта и фона –характеризуетсясоотношением яркостей рассматриваемого объекта (точки, линии, знаки, пятна,трещины, риски или других элементов) и фона; k = (Lop–Lo) /Lopсчитается большим, если k>0,5 (объект резко выделяется на фоне), средним приk==0,2...0,5 (объект и фон заметно отличаются пояркости) и малым при k<0,2 (объект слабо заметен на фоне).

Коэффициентпульсации освещенности kЕ–это критерий глубины колебаний освещенности врезультате изменения во времени светового потока

KЕ=100(Emax-Emin)/(2Eср);

гдеEmax, Emin Ecp – максимальное, минимальное исреднее значения освещенности за период колебаний; для газоразрядных ламп kе =25...65%, для обычныхламп накаливания kE≈7%, для галогенных лампнакаливания KE== 1%.

Показательослепленности Ро – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительнойустановкой,

Po=1000(V1/V2-1),

гдеV1 и V2 –видимость объекта различения соответственно приэкранировании и наличии ярких источников света в поле зрения.

Экранированиеисточников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т.п.

ВидимостьV характеризует способность глаза воспринимать объект.Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости, контраста объекта сфоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговыхконтрастов в контрасте объекта с фоном, т.е. V=k/kпop,где kпор –пороговый или наименьший различимый глазомконтраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличим наэтом фоне.

Системыи виды производственного освещения. При освещении производственных помещенийиспользуют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами ирассеянным светом небосвода и меняющемся в зависимости от географическойшироты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы;искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, исовмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественноеосвещение дополняют искусственным.

Конструктивноестественное освещение подразделяют на боковое (одно — и двухстороннее),осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; верхнее –черезаэрационные и зенитные фонари, проемы в кровле и перекрытиях; комбинированное –сочетание верхнего и бокового освещения.

Искусственноеосвещение по конструктивному исполнению может быть двух видов – общее икомбинированное. Систему общего освещения применяют в помещениях, где по всейплощади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальваническиецехи), а также в административных, конторских и складских помещениях. Различаютобщее равномерное освещение (световой поток распределяется равномерно по всейплощади без учета расположения рабочих мест) и общее локализованное освещение(с учетом расположения рабочих мест).

Привыполнении точных зрительных работ (например, слесарных, токарных, контрольных)в местах, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочиеповерхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду собщим освещением применяют местное. Совокупность местного и общего освещенияназывают комбинированным освещением. Применение одного местного освещениявнутри производственных помещений не допускается, поскольку образуются резкиетени, зрение быстро утомляется и создается опасность производственноготравматизма.

Пофункциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийноеи специальное, которое может быть охранным, дежурным, эвакуационным, эритемным,бактерицидным и др.

Рабочееосвещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственногопроцесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всехпроизводственных помещений.

Аварийноеосвещение устраивают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапноеотключение рабочего освещения (при авариях) и связанное с этим нарушениенормального обслуживания оборудования могут вызвать взрыв, пожар, отравлениелюдей, нарушение технологического процесса и т.д. Минимальная освещенностьрабочих поверхностей при аварийном освещении должна составлять 5% нормируемойосвещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк.

Эвакуационноеосвещение предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственногопомещения при авариях и отключении рабочего освещения; организуется в местах,опасных для прохода людей: на лестничных клетках, вдоль основных проходовпроизводственных помещений, в которых работают более 50 чел. Минимальнаяосвещенность на полу основных проходов и на ступеньках при эвакуационномосвещении должна быть не менее 0,5 лк, на открытых территориях – не менее 0,2лк.

Охранноеосвещение устраивают вдоль границ территорий, охраняемых специальнымперсоналом. Наименьшая освещенность в ночное время 0,5 лк.

Сигнальноеосвещение применяют для фиксации границ опасных зон; оно указывает на наличиеопасности, либо на безопасный путь эвакуации.

Условнок производственному освещению относят бактерицидное и эритемное облучениепомещений. Бактерицидное облучение («освещение») создается для обеззараживаниявоздуха, питьевой воды, продуктов питания. Наибольшей бактерициднойспособностью обладают ультрафиолетовые лучи с λ == 0,254...0,257 мкм.Эритемное облучение создается в производственных помещениях, где недостаточносолнечного света (северные районы, подземные сооружения). Максимальноеэритемное воздействие оказывают электромагнитные лучи с λ = 0,297 мкм. Онистимулируют обмен веществ, кровообращение, дыхание и другие функции организмачеловека.

Основныетребования к производственному освещению. Основной задачей производственногоосвещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характерузрительной работы. Увеличение освещенности рабочей поверхности улучшаетвидимость объектов за счет повышения их яркости, увеличивает скоростьразличения деталей, что сказывается на росте производительности труда. Так, привыполнении отдельных операций на главном конвейере сборки автомобилей приповышении освещенности с 30 до 75 лк производительность труда повысилась на 8%.При дальнейшем повышении до 100 лк –на 28% (по данным проф. АЛ. Тарханова).Дальнейшее повышение освещенности не дает роста производительности.

Приорганизации производственного освещения необходимо обеспечить равномерноераспределение яркости на рабочей поверхности и окружающих предметах. Переводвзгляда с ярко освещенной на слабо освещенную поверхность вынуждает глазпереадаптироваться, что ведет к утомлению зрения и соответственно к снижениюпроизводительности труда. Для повышения равномерности естественного освещениябольших цехов осуществляется комбинированное освещение. Светлая окраскапотолка, стен и оборудования способствует равномерному распределению яркостей вполе зрения работающего.

Производственноеосвещение должно обеспечивать отсутствие в поле зрения работающего резкихтеней. Наличие резких теней искажает размеры и формы объектов различения и темсамым повышает утомляемость, снижает производительность труда. Особенно вредныдвижущиеся тени, которые могут привести к травмам. Тени необходимо смягчать,применяя, например, светильники со светорассеивающими молочными стеклами, приестественном освещении, используя солнцезащитные устройства (жалюзи, козырьки идр.).

Дляулучшения видимости объектов в поле зрения работающего должна отсутствоватьпрямая и отраженная блескость. Блескость – это повышенная яркость светящихсяповерхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т.е.ухудшение видимости объектов. Блескость ограничивают уменьшением яркостиисточника света, правильным выбором защитного угла светильника, увеличениемвысоты подвеса светильников, правильном направлением светового потока нарабочую поверхность, а также изменением угла наклона рабочей поверхности. Там,где это возможно, блестящие поверхности следует заменять матовыми.

Колебанияосвещенности на рабочем месте, вызванные, например, резким изменениемнапряжения в сети, обусловливают переадаптацию глаза, приводя к значительномуутомлению. Постоянство освещенности во времени достигается стабилизациейплавающего напряжения, жестким креплением светильников, применением специальныхсхем включения газоразрядных ламп.

Приорганизации производственного освещения следует выбирать необходимый спектральныйсостав светового потока. Это требование особенно существенно для обеспеченияправильной цветопередачи, а в отдельных случаях для усиления цветовыхконтрастов. Оптимальный спектральный состав обеспечивает естественноеосвещение. Для создания правильной цветопередачи применяют монохроматическийсвет, усиливающий одни цвета и ослабляющий другие.

Осветительныеустановки должны быть удобны и просты в эксплуатации, долговечны, отвечатьтребованиям эстетики, электробезопасности, а также не должны быть причинойвозникновения взрыва или пожара. Обеспечение указанных требований достигаетсяприменением защитного зануления или заземления, ограничением напряжения питанияпереносных и местных светильников, защитой элементов осветительных сетей отмеханических повреждений и т.п.

Нормированиепроизводственного освещения. Естественное и искусственное освещение впомещениях регламентируется нормами СНиП 23-05–95 в зависимости от характеразрительной работы, системы и вида освещения, фона, контраста объекта с фоном.Характеристика зрительной работы определяется наименьшим размером объектаразличения (например, при работе с приборами –толщиной линии градуировки шкалы,при чертежных работах –толщиной самой тонкой линии). В зависимости от размераобъекта различения все виды работ, связанные со зрительным напряжением, делятсяна восемь разрядов, которые в свою очередь в зависимости от фона и контрастаобъекта с фоном делятся на четыре подразряда.

Искусственноеосвещение нормируется количественными (минимальной освещенностью Emin)и качественными показателями (показателями ослепленности и дискомфорта,коэффициентом пульсации освещенности kE). Принято раздельноенормирование искусственного освещения в зависимости от применяемых источниковсвета и системы освещения. Нормативное значение освещенности для газоразрядныхламп при прочих равных условиях из-за их большей светоотдачи выше, чем для лампнакаливания. При комбинированном освещении доля общего освещения должна быть неменее 10% нормируемой освещенности. Эта величина должна быть не менее 150 лкдля газоразрядных ламп и 50 лк для ламп накаливания.

Дляограничения слепящего действия светильников общего освещения в производственныхпомещениях показатель ослепленности не должен превышать 20...80 единиц взависимости от продолжительности и разряда зрительной работы. При освещениипроизводственных помещений газоразрядными лампами, питаемыми переменным токомпромышленной частоты 50 Гц, глубина пульсаций не должна превышать 10… 20% взависимости от характера выполняемой работы.

Приопределении нормы освещенности следует учитывать также ряд условий, вызывающихнеобходимость повышения уровня освещенности, выбранного по характеристикезрительной работы. Увеличение освещенности следует предусматривать, например,при повышенной опасности травматизма или при выполнении напряженной зрительнойработы I… IV разрядов в течение всего рабочего дня. В некоторыхслучаях следует снижать норму освещенности, например, при кратковременномпребывании людей в помещении.

Естественноеосвещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется взависимости от времени суток, года, метеорологических условий. Поэтому вкачестве критерия оценки естественного освещения принята относительная величина– коэффициент естественной освещенности КЕО, не зависящий от вышеуказанныхпараметров. КЕО – это отношение освещенности в данной точке внутри помещения Eвн кодновременному значению наружной горизонтальной освещенности Ен, создаваемойсветом полностью открытого небосвода, выраженное в процентах, т.е. КЕО =100Евн/Ен.

Принятораздельное нормирование КЕО для бокового и верхнего естественного освещения.При боковом освещении нормируют минимальное значение КЕО в пределах рабочейзоны, которое должно быть обеспечено в точках, наиболее удаленных от окна; впомещениях с верхним и комбинированным освещением – по усредненному КЕО впределах рабочей зоны. Нормированное значение КЕО с учетом характеристикизрительной работы, системы освещения, района расположения зданий на территориистраны

ен=КEOmc,

гдеКЕО–коэффициент естественной освещенности; определяется по СНиП 23-05–95; т–коэффициент светового климата, определяемый в зависимости от районарасположения здания на территории страны; с – коэффициент солнечности климата,определяемый в зависимости от ориентации здания относительно сторон света;коэффициенты т и с определяют по таблицам СНиП 23-05–95.

Совмещенноеосвещение допускается для производственных помещений, в которых выполняютсязрительные работы I и II разрядов; для производственных помещений, строящихся всеверной климатической зоне страны; для помещений, в которых по условиямтехнологии требуется выдерживать стабильными параметры воздушной среды (участкипрецизионных металлообрабатывающих станков, электропрецизионного оборудования).При этом общее искусственное освещение помещений должно обеспечиваться газоразряднымилампами, а нормы освещенности повышаются на одну ступень.

Источникисвета и осветительные приборы. Источники света, применяемые для искусственногоосвещения, делят на две группы– газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампынакаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучениев них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. Вгазоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает врезультате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов,а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучениепреобразует в видимый свет.

Привыборе и сравнении источников света друг с другом пользуются следующимипараметрами: номинальное напряжение питания U (В), электрическаямощность лампы Р (Вт); световой поток, излучаемый лампой Ф (лм), илимаксимальная сила света J(кд); световая отдача ψ == Ф/Р (лм/Вт), т.е.отношение светового потока лампы к ее электрической мощности; срок службы лампыи спектральный состав света.

Благодаряудобству в эксплуатации, простоте в изготовлении, низкой инерционности привключении, отсутствии дополнительных пусковых устройств, надежности работы приколебаниях напряжения и при различных метеорологических условиях окружающейсреды лампы накаливания находят широкое применение в промышленности. Наряду сотмеченными преимуществами лампы накаливания имеют и существенные недостатки:низкая световая отдача (для ламп общего назначения ψ = 7...20 лм/Вт),сравнительно малый срок службы (до 2,5 тыс. ч), в спектре преобладают желтые икрасные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света.

Впоследние годы все большее распространение получают галогеновые лампы – лампы накаливанияс йодным циклом. Наличие в колбе паров йода позволяет повысить температурунакала нити, т.е. световую отдачу лампы (до 40 лм/Вт). Пары вольфрама,испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с йодом и вновь оседают навольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличиваясрок службы лампы до 3 тыс. ч. Спектр излучения галогеновой лампы более близокк естественному.

Основнымпреимуществом газоразрядных ламп перед лампами накаливания является большаясветовая отдача 40...110 лм/Вт. Они имеют значительно большой срок службы,который у некоторых типов ламп достигает 8...12 тыс. ч. От газоразрядных лампможно получить световой поток любого желаемого спектра, подбираясоответствующим образом инертные газы, пары металлов, люминоформ. Поспектральному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД),дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛЛД), холодного белого (ЛХБ),теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ).

Основнымнедостатком газоразрядных ламп является пульсация светового потока, что можетпривести к появлению стробоскопического эффекта, заключающегося в искажениизрительного восприятия. При кратности или совпадении частоты пульсации источникасвета и обрабатываемых изделий вместо одного предмета видны изображениянескольких, искажается направление и скорость движения, что делает невозможнымвыполнение производственных операций и ведет к увеличению опасноститравматизма. К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести также длительныйпериод разгорания, необходимость применения специальных пусковых приспособлений,облегчающих зажигание ламп; зависимость работоспособности от температурыокружающей среды Газоразрядные лампы могут создавать радиопомехи, исключениекоторых требует специальных устройств.

Привыборе источников света для производственных помещений необходиморуководствоваться общими рекомендациями: отдавать предпочтение газоразряднымлампам как энергетически более экономичным и обладающим большим сроком службы;для уменьшения первоначальных затрат на осветительные установки и расходов наих эксплуатацию необходимо по возможности использовать лампы наибольшеймощности, но без ухудшения при этом качества освещения.

Созданиев производственных помещениях качественного и эффективного освещения невозможнобез рациональных светильников. Электрический светильник – это совокупность источникасвета и осветительной арматуры, предназначенной для перераспределенияизлучаемого источником светового потока в требуемом направлении, предохраненияглаз рабочего от слепящего действия ярких элементов источника света, защитыисточника от механических повреждений, воздействия окружающей среды иэстетического оформления помещения.

Дляхарактеристики светильника с точки зрения распределения светового потока впространстве строят график силы света в полярной системе координат (рис.1.16).Степень предохранения глаз работников от слепящего действия источника светаопределяют защитным углом светильника. Защитный угол –это угол междугоризонталью и линией, соединяющей нить канала (поверхность лампы) спротивоположным краем отражателя (рис.1.17). Важной характеристикой светильникаявляется его коэффициент полезного действия – отношение фактического световогопотока светильника Фф к световому потоку помещенной в него лампы Фп, т.е. ŋсв== Фф/Фп.

Пораспределению светового потока в пространстве различают светильники прямого, преимущественнопрямого, рассеянного, отраженного и преимущественно отраженного света. Конструкциясветильника должна надежно защищать источник света от пыли, воды и другихвнешних факторов, обеспечивать электро-, пожаро — и взрывобезопасность,стабильность светотехнических характеристик в данных условиях среды, удобствомонтажа и обслуживания, соответствовать эстетическим требованиям. В зависимостиот конструктивного исполнения различают светильники открытые, защищенные,закрытые, пылепроницаемые, влагозащитные, взрывозащищенные, взрывобезопасные Нарис.1.18 приведены некоторые наиболее распространенные типы светильников (а–д–для ламп накаливания, е–ж –для газоразрядных ламп).

Расчетпроизводственного освещения. Основной задачей светотехнических расчетовявляется: для естественного освещения определение необходимой площади световыхпроемов; для искусственного –требуемой мощности электрической осветительнойустановки для создания заданной освещенности.

Приестественном боковом освещении требуемая площадь световых проемов (м2)

Sтрок=Sпенεокkздkз/(100pτобщ)

гдеSп –площадь пола помещений, м2; εок–коэффициентсветовой активности оконного проема; kзд–коэффициент, учитывающийзатенение окон противостоящими зданиями; kз –коэффициентзапаса; определяется с учетом запыленности помещения, расположения стекол(наклонно, горизонтально, вертикально) и периодичности очистки; р –коэффициент,учитывающий влияние отраженного света; определяется с учетом геометрическихразмеров помещения, светопроема и значений коэффициентов отражения стен, потолка,пола; τобщ– общий коэффициент светопропускания; определяется в зависимостиот коэффициента светопропускания стекол, потерь света в переплетах окон, слояего загрязнения, наличия несущих и солнцезащитных конструкций перед окнами.

Привыбранных светопроемах действительные значения коэффициента естественного освещениядля различных точек помещения рассчитывают с использованием графоаналитическогометода Данилюка по СНиП 23-05–95.

Припроектировании искусственного освещения необходимо выбрать тип источника света,систему освещения, вид светильника; наметить целесообразную высоту установкисветильников и размещения их в помещении; определить число светильников имощность ламп, необходимых для создания нормируемой освещенности на рабочемместе, и в заключение проверить намеченный вариант освещения на соответствиеего нормативным требованиям.

Расчетобщего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхностивыполняется методом коэффициента использования светового потока. Световой поток(лм) одной лампы или группы люминисцентных ламп одного светильника

Фк=ЕнSzk3/(nηN),

гдеEн –нормируемая минимальная освещенность по СНиП23-05–95, лк; S–площадь освещаемого помещения, м2; z–коэффициент неравномерности освещения, обычно z = 1,1-1,2; k,–коэффициент запаса, зависящий от вида технологического процесса и типа применяемыхисточников света, обычно kз = 1,3 — 1,8; п –число светильников в помещении; ηN–коэффициентиспользования светового потока.

Коэффициентиспользования светового потока, давший название методу расчета, определяют поСНиП 23-05–95 в зависимости от типа светильника, отражательной способности стени потолка, размеров помещения, определяемых индексом помещения

i=AB/ [H(A+B)],

гдеА, В – длина и ширина помещения в плане, м; H – высотаподвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

Пополученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ 2239–79* и ГОСТ6825–91 выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют необходимуюэлектрическую мощность. При выборе лампы допускается отклонение световогопотока от расчетного в пределах 10… 20%.

Дляповерочного расчета местного освещения, а также для расчета освещенностиконкретной точки наклонной поверхности при общем локализованном освещенииприменяют точечный метод. В основу точечного метода положено уравнение

ЕА=Jαcosα / r 2,

гдеЕА – освещенность горизонтальной поверхности в расчетной точке А, лк; Jα – сила света в направлении от источника к расчетной точке А; определяетсяпо кривой распределения светового потока выбираемого светильника и источникасвета; α – угол между нормалью к поверхности, которой принадлежит точка, инаправлением вектора силы света в точку А; r–расстояние отсветильника до точки A, м.

Учитывая,что r = H/cosα и вводя коэффициент запаса kзполучим Ел = Jα cos3α /(Hk3).Критерием правильности расчета служит неравенство Ел≥ Ен.

Цветовоеоформление производственного интерьера. Рациональное цветовое оформлениепроизводственного интерьера –действенный фактор улучшения условий труда ижизнедеятельности человека. Установлено, что цвета могут воздействовать начеловека по-разному: одни цвета успокаивают, а другие раздражают. Например,красный цвет – возбуждающий, горячий, вызывает у человека условный рефлекс,направленный на самозащиту. Оранжевый воспринимается людьми так же как горячий,он согревает, бодрит, стимулирует к активной деятельности. Желтый–теплый,веселый, располагает к хорошему настроению. Зеленый –цвет покоя и свежести,успокаивающе действует на нервную систему, а в сочетании с желтым благотворновлияет на настроение. Синий и голубой цвета свежи и прозрачны, кажутся легкими,воздушными. Под их воздействием уменьшается физическое напряжение, они могутрегулировать ритм дыхания, успокаивать пульс. Черный цвет – мрачный и тяжелый,резко снижает настроение. Белый цвет–холодный, однообразный, способный вызыватьапатию.

Разностороннееэмоциональное воздействие цвета на человека позволяет широко использовать его вгигиенических целях. Поэтому при оформлении интерьера производственногопомещения цвет используют как композиционное средство, обеспечивающеегармоническое единство помещения и технологического оборудования, как фактор,создающий оптимальные условия зрительной работы и способствующий повышениюработоспособности; как средство информации, ориентации и сигнализации дляобеспечения безопасности труда.

Поддержаниерациональной цветовой гаммы в производственных помещениях достигаетсяправильным выбором осветительных установок, обеспечивающих необходимый световойспектр. В процессе эксплуатации осветительных установок необходимопредусматривать регулярную очистку от загрязнений светильников и остекленныхпроемов, своевременную замену отработавшей свой срок службы лампы, контрольнапряжений питания осветительной сети, регулярную и рациональную окраску стен,потолка, оборудования.

Срокиочистки светильников и остекления зависят от степени запыленности помещения:для помещений с незначительными выделениями пыли –2 раза в год; со значительнымвыделением пыли – 4...12 раз в год. Для удобства и безопасности очисткиосветительных установок применяют передвижные тележки, телескопические лестницы,подвесные люльки. При высоте подвеса светильников до 5 м допускается обслуживание их с приставных лестниц и стремянок. Очищать светильники следует приотключенном питании.

/> 

2. НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ ТЕХНОСФЕРЫ

/> 

2.1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЕГИОНОВ ТЕХНОСФЕРЫ ТОКСИЧНЫМИВЕЩЕСТВАМИ

Регионытехносферы и природные зоны, примыкающие к очагам техносферы, постоянноподвергаются активному загрязнению различными веществами и их соединениями.

Загрязнениеатмосферы. Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей,поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей,выделяемых естественными источниками, относят: пыль (растительного,вулканического, космического происхождения, возникающую при эрозии почвы,частицы морской соли); туман; дым и газ от лесных и степных пожаров; газывулканического происхождения; различные продукты растительного, животного происхожденияи др.

Естественныеисточники загрязнений бывают либо распределенными, например, выпадениекосмической пыли, либо локальными, например, лесные и степные пожары,извержения вулканов. Уровень загрязнения атмосферы естественными источникамиявляется фоновым и мало изменяется с течением времени.

Основноеантропогенное загрязнение атмосферного воздуха создают автотранспорт, теплоэнергетикаи ряд отраслей промышленности (табл.2.1).

Таблица2.1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу Российской Федерации, тыс. т [2.2]

Источники выбросов 1992г. 1996г. Теплоэлектростанции 6645 4748 Металлургические предприятия 8218 6133 Нефтяная и газовая промышленность 4532 2699 Химическая промышленность 1000 454 Производства, выпускающие строительные материалы 1386 528 Предприятия, перерабатывающие древесину 751 434 Автотранспорт – 10955

Самымираспространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются:оксид углерода СО, диоксид серы SO2, оксиды азота NOx,углеводороды СnНm и пыль. Основные источники примесей атмосферы и ихежегодные выбросы приведены в табл.2.2. и 2.3.


Таблица2.2. Источники выбросов веществ в атмосферу

Примеси Основные источники Среднегодовая концентрация в воздухе, мг/м естественные антропогенные Пыль Вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары и др. Сжигание топлива в промышленных и бытовых установках В городах 0,04–0.4 Диоксид серы Вулканические извержения, окисление серы и сульфатов, рассеянных в море Сжигание топлива в промышленных и бытовых установках В городах до 1,0 Оксиды азота Лесные пожары Промышленность, автотранспорт, теплоэлектростанции В районах с развитой промышленностью до 0,2 Оксид углерода Лесные пожары, выделения океанов Автотранспорт, промышленные энергоустановки, предприятия черной металлургии В городах 1...50 Летучие углеводороды Лесные пожары, природный метан Автотранспорт, испарение нефтепродуктов В районах с развитой промышленностью до 0,3 Полицик-лические аро-матические углеводороды - Автотранспорт, химические и нефтеперерабатывающие заводы В районах с развитой промышленностью до 0,01

Таблица2.3. Ежегодное количество примесей, поступающих в атмосферу Земли

Вещество Выбросы, млн. т Доля антропогенных примесей в общих поступлениях,% естественные антропогенные Пыль 3700 1000 27 Оксид углерода 5000 304 5,7 Углеводороды 2600 88 3,3 Оксиды азота 770 53 6,5 Оксиды серы 650 100 13,3 Диоксид углерода 485000 18300 3,6

Кромеприведенных выше веществ и пыли в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичныевещества. Так, вентиляционные выбросы заводов электронной промышленностисодержат пары плавиковой, серной, хромовой и других минеральных кислот,органические растворители и т.п. В настоящее время насчитывается более 500вредных веществ, загрязняющих атмосферу, их количество увеличивается.

Выбросыв атмосферу загрязняющих веществ от стационарных источников в РФ в 1996 г. приведены ниже [2.2]:

Пыль……… ………………………………. .

Млн. т

4,1

Диоксид серы…. …………………………. 7,87 Оксид углерода…. ………………………… 4, 19 Оксиды азота…. ……………………………. 2,75 Углеводороды…. ……………………………… 1,34

Каждойотрасли промышленности присущ характерный состав и масса веществ, поступающих ватмосферу. Это определяется прежде всего составом веществ, применяемых втехнологических процессах, и экологическим совершенством последних. В настоящеевремя экологические показатели теплоэнергетики, металлургии, нефтехимическогопроизводства и ряда других производств изучены достаточно подробно. Необходимыесведения можно найти в работах [2.4, 2.5]. Меньше исследованы показателимашиностроения и приборостроения, их отличительными особенностями являются: широкаясеть производств, приближенность к жилым зонам, значительная гаммавыбрасываемых веществ, среди которых могут содержаться вещества 1 и 2-го классаопасности, такие как пары ртути, соединения свинца и т.п.

Выбросытоксичных веществ приводят, как правило, к превышению текущих концентрацийвеществ над предельно допустимыми. Контроль состояния атмосферы в городахстраны показал, что уровень загрязнения в 1996 г. остался весьма высоким. Максимальные концентрации загрязняющих веществ превышали 10 ПДКср в70 городах. В табл.2.4. приведены данные по некоторым городам страны с большимуровнем загрязнения атмосферного воздуха.

Таблица2.4. Города с большим уровнем загрязнения атмосферы в 1990 г. (извлечение из табл.2.3. [2.3])

№ по [2.3] Город Вещества, определяющие уровень загрязнения Отрасль промышленности, создающая загрязнение 7 Братск Бенз(а) пирен, формальдегид, сероуглерод, фтористый водород Цветная металлургия, целлю-лозно-бумажная, энергетика 23 Иркутск Бенз(а) пирен, формальдегид, диоксид азота Энергетика, тяжелое машиностроение 38 Магнитогорск Бенз(а) пирен, сероуглерод, стирол, диоксид азота Черная металлургия 42 Москва Формальдегид, бензол, диоксид азота Автотранспорт, нефтехимическая 49 Омск Аммиак, формальдегид Нефтехимическая, химическая

Большаячасть примесей атмосферного воздуха в городах проникает в жилые помещения. Влетнее время (при открытых окнах) состав воздуха в жилом помещениисоответствует составу воздуха вне помещения на 90%, зимой –на 50%.

Высокиеконцентрации и миграция примесей в атмосферном воздухе стимулируют ихвзаимодействие с образованием более токсичных соединений (смога, кислот) илиприводят к таким явлениям, как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя.


Общаясхема реакций образования фотохимического смога сложна и в упрощенном видеможет быть представлена реакциями

Смогвесьма токсичен, так как его составляющие обычно находятся в пределах: O3–60...75%, ПАН, Н2О2, альдегиды и др. –25...40%.

Дляобразования смога в атмосфере в солнечную погоду необходимо наличие оксидовазота, углеводородов (их выбрасывают в атмосферу автотранспорт, промышленныепредприятия). Характерное распределение фотохимического смога по времени сутокпоказано на рис.2.1, а его воздействие на человека и растительность в табл.2.5.

Таблица2.5. Воздействие фотохимических оксидантов на человека и растительность

Концентрация оксидантов Экспозиция, ч Эффект воздействия мкг/м3 млн-1 100 0,05 4 Повреждение растительности 200 0,1 – Раздражение глаз 250 0,13 24 Обострение респираторных заболеваний 600 0,3 1 Ухудшение спортивных показателей

Примечание.В России принято выражать концентрации газообразных примесей в мг/м3, а зарубежом – в частях на миллион (млн-1, ррт) Для перевода концетраций с,выраженных в мг/м3, в млн-1, необходимо использовать соотношение с (мг/м3) = с(млн — 1) M/24,5, где М – молярная масса примесей, г/моль; 24,5–объем (л) 1 моль идеального газа при температуре 25 °С и давлении 105 Па. ДляО3 при t = 25 0С 1 млн-1 = 1,962 мг/м3.

Фотохимическиесмоги, впервые обнаруженные в 40-х годах в г. Лос-Анджелес, теперь периодическинаблюдаются во многих городах мира.

Кислотныедожди известны более 100 лет, однако проблема этих дождей возникла около 20 летназад.

Источникамикислотных дождей служат газы, содержащие серу и азот. Наиболее важные из них: SO2, NOх, H2S.Кислотные дожди возникают вследствие неравномерного распределения этих газов ватмосфере. Например, концентрация SO2 (мкг/м3) обычно таковы: вгороде 50...1000, на территории около города в радиусе около 50 км 10...50, в радиусе около 150 км 0,1...2, над океаном 0,1.

Основнымиреакциями в атмосфере являются: I вариант: SO2 + ОН →НSOз;НSОз + ОН → H2SO4(молекулы в атмосфере быстро конденсируются в капли); II вариант: SO2+ hv → SO2* (SO2*–активированная молекула диоксида серы); SO2 + O2 →SO4; SO4 + О2 → SOз + Оз; SOз +Н2O — →H2SO4. Реакции обеих вариантов ватмосфере идут одновременно. Для сероводорода характерна реакция H2S + O2 →SO2 + Н2O и далее I или II вариант реакции.

Источникамипоступления соединений серы в атмосферу являются: естественные (вулканическаядеятельность, действия микроорганизмов и др.) 31...41%, антропогенные (ТЭС,промышленность и др.) 59...69%; всего поступает 91...112 млн. т в год.

Концентрациисоединений азота (мкг/м3) составляют: в городе 10...100, на территории окологорода в радиусе 50 км 0,25...2,5, над океаном 0,25.

Изсоединений азота основную долю кислотных дождей дают N0 и N02. В атмосферевозникают реакции: 2NO + О2 → 2NO2, NO2 +ОН → HNO3. Источниками соединений азота являются: естественные(почвенная эмиссия, грозовые разряды, горение биомассы и др.) 63%, антропогенные(ТЭС, автотранспорт, промышленность) 37%; всего поступает 51...61 млн. т в год.

Сернаяи азотная кислоты поступают в атмосферу также в виде тумана и паров отпромышленных предприятий и автотранспорта. В городах их концентрация достигает2 мкг/м3.

Соединениясеры и азота, попавшие в атмосферу, вступают в химическую реакцию не сразу,сохраняя свои свойства соответственно, в течение 2 и 8...10 суток. За это времяони могут вместе с атмосферным воздухом пройти расстояния 1000… 2000 км и лишь после этого выпадают с осадками на земную поверхность.

Различаютдва вида седиментации: влажная и сухая. Влажная – это выпадение кислот,растворенных в капельной влаге, она возникает при влажности воздуха 100,5%;сухая –реализуется в тех случаях, когда кислоты присутствуют в атмосфере в видекапель диаметром около 0,1 мкм. Скорость седиментации в этом случае весьма малаи капли могут проходить большие расстояния (следы серной кислоты обнаруженыдаже на Северном полюсе).

Различаютпрямое и косвенное воздействие кислотных осадков на человека. Прямое воздействиеобычно не представляет опасности, так как концентрация кислот в атмосферномвоздухе не превышает 0,1 мг/м3, т.е. находится на уровне ПДК (ПДКсс = 0,1 иПДКмр =0,3 мг/м3 для H2S04). Такие концентрации нежелательны для детей иастматиков.

Прямоевоздействие опасно для металлоконструкций (коррозия со скоростью до 10мкм/год), зданий, памятников и т.д. особенно из песчаника и известняка в связис разрушением карбоната кальция.

Наибольшуюопасность кислотные осадки представляют при попадании в водоемы и почву, чтоприводит к уменьшению рН воды (рН = 7 –нейтральная среда). От значения рН водызависит растворимость алюминия и тяжелых металлов в ней и, следовательно, ихнакопление в корнеплодах, а затем и в организме человека. При изменении рН водыменяется структура почвы и снижается ее плодородие. Снижение рН питьевой водыспособствует поступлению в организм человека указанных выше металлов и ихсоединений.

Внашей стране повышенная кислотность осадков (рН == 4...5,5) отмечается вотдельных промышленных регионах. Наиболее неблагополучны города Тюмень, Тамбов,Архангельск, Северодвинск, Вологда, Петрозаводск, Омск и др. Плотностьвыпадения осадков серы, превышающая 4 т/(км∙год), зарегистрирована в 22городах страны, а более 8...12 т/(км2∙год)) в городах: Алексин, Новомосковск,Норильск, Магнитогорск.

Состояниеи состав атмосферы определяют во многом величину солнечной радиации в тепловомбалансе Земли. На ее долю приходится основная часть поступающей в биосферутеплоты:

Теплота от солнечной радиации…… .

Дж/год

25 ·1023

%

99.8

Теплота от естественных источников (из недр Земли, от животных и др.)……… ... 37,46·1020 0,18 Теплота от антропогенных источников (энергоустановок, пожаров и др.)………. . 4,2 ·1020 0,02

Экранирующаяроль атмосферы в процессах передачи теплоты от Солнца к Земле и от Земли вкосмос влияет на среднюю температуру биосферы, которая длительное времянаходилась на уровне около + 15°С. Расчеты показывают, что при отсутствииатмосферы средняя температура биосферы составляла бы приблизительно –15° С.

Основнаядоля солнечной радиации передается к поверхности Земли в оптическом диапазонеизлучений, а отраженная от земной поверхности – инфракрасном (ИК). Поэтому доляотраженной лучистой энергии, поглощаемой атмосферой, зависит от количествамногоатомных минигазов (СО2, Н2О, СН4, Оз и др.) и пыли в ее составе. Чем вышеконцентрация минигазов и пыли в атмосфере, тем меньше доля отраженной солнечнойрадиации уходит в космическое пространство, тем больше теплоты задерживается вбиосфере за счет парникового эффекта. ИК-излучение поглощается метаном,фреонами, озоном, оксидом диазота и т.п. в диапазоне длины волн 1...9 мкм, апарами воды и углекислым газом при длине волн 12 мкм и более. В последние годынаметилась тенденция к значительному росту концентраций СО2, СН4, N2O идругих газов в атмосфере.

Год… …………………. . 1850 1900 1970 1979 1990 2000 2030 2050 Концентрация СО2, млн-1 260 290 321 335 360 380 450...600 700...750

Аналогичноизменяются концентрации метана, оксида диазота, озона и других газов. Ростконцентраций СО2 в атмосфере происходит вследствие уменьшения биомассы Земли иувеличения техногенных поступлений.

Источникамитехногенных парниковых газов являются: теплоэнергетика, промышленность иавтотранспорт, они выделяют СО2; химические производства, утечки изтрубопроводов, гниение мусора и отходов животноводства определяют поступленияСН4; холодильное оборудование, бытовая химия –фреонов; автотранспорт, ТЭС,промышленность –оксидов азота и т.п.

Врезультате в биосферу дополнительно поступает теплота порядка 70∙1020Дж/год, при этом на долю отдельных газов приходится: СО2 – 50%, фреонов – 15,Оз –5, СН4 –20, N2О (оксид диазота) – 10%. Доля парникового эффекта в нагревебиосферы в 16,6 раза больше доли других источников антропогенного поступлениятеплоты.

Ростконцентраций минигазов в атмосфере и как следствие повышение доли теплотыИК-излучения, задерживаемой атмосферой, неизбежно сопровождается ростомтемпературы поверхности Земли. В период с 1880 по 1940 г. средняя температура в северном полушарии возросла на 0,4 °С, а в период до 2030 г. она может повыситься еще на 1,5–4,5 °С. Это весьма опасно для островных стран и территорий,расположенных ниже уровня моря. Есть прогнозы, что к 2050 г. уровень моря может повыситься на 25–40 см, а к 2100 – на 2 м, что приведет к затоплению 5 млн. км2 суши, т.е.3% суши и 30% всех урожайных земель планеты.

Парниковыйэффект в атмосфере–довольно распространенное явление и на региональном уровне.Антропогенные источники теплоты (ТЭС, транспорт, промышленность),сконцентрированные в крупных городах и промышленных центрах, интенсивноепоступление парниковых газов и пыли, устойчивое состояние атмосферы создаютоколо городов пространства радиусом 50 км и более с повышенными на 1–5 °С температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны (купола) надгородами хорошо просматриваются из космического пространства. Они разрушаютсялишь при интенсивных движениях больших масс атмосферного воздуха.

Техногенныезагрязнения атмосферы не ограничиваются приземной зоной. Определенная частьпримесей поступает в озоновый слой и разрушает его. Разрушение озонового слояопасно для биосферы, так как оно сопровождается значительным повышением долиультрафиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм, достигающего земнойповерхности. Эти излучения губительны для растительности, особенно для зерновыхкультур, представляют собой источник канцерогенной опасности для человека,стимулируют рост глазных заболеваний.

Основнымивеществами, разрушающими озоновый слой, являются соединения хлора, азота. Пооценочным данным, одна молекула хлора может разрушить до 105 молекул озона,одна молекула оксидов азота –до 10 молекул.

Источникамипоступления соединений хлора и азота в озоновый слой могут быть: вулканическиегазы; технологии с применением фреонов; атомные взрывы; самолеты («Конкорд»,военные), в выхлопных газах которых содержатся до 0,1% общей массы газовсоединения NО и NО2; ракеты, содержащие в выхлопных газах соединения азота ихлора. Состав выхлопных газов космических систем (т) на высоте О...50 кмприведен ниже:

Соединения хлора Оксиды азота Пары воды, водород Оксиды углерода Оксиды алюминия «Энергия» и «Буран», СССР…………………. . 740 750 «Шаттл». США ………. . 187 7 378 512 177

Значительноевлияние на озоновый слой оказывают фреоны, продолжительность жизни которыхдостигает 100 лет. Источниками поступления фреонов являются: холодильники принарушении герметичности контура переноса теплоты; технологии с использованиемфреонов; бытовые баллончики для распыления различных веществ и т.п.

Пооценочным данным, техногенное разрушение озонового слоя к 1973 г. достигло 0,4...1%; к 2000 г. ожидается 3%, к 2050 г. – 10%. Ядерная война может истощитьозоновый слой на 20–70%. Заметные негативные изменения в биосфере ожидаются приистощении озонового слоя на 8...10% общего запаса озона в атмосфере,составляющего около 3 млрд. т. Заметим, что один запуск космической системы«Шаттл» сопровождается разрушением около 0,3% озона, что составляет около 107 тозона.

Врезультате антропогенного воздействия на атмосферу возможны следующиенегативные последствия:

–превышение ПДК многих токсичных веществ (СО, NO2, SO2,СnНm, бенз(а) пирена, свинца, бензола и др.) в городах инаселенных пунктах;

–образование смога при интенсивных выбросах NOx, СnНm;

–выпадение кислотных дождей при интенсивных выбросах SOx, NOx;

–появление парникового эффекта при повышенном содержании СО2, NOx,Оз, СН4, Н2О и пыли в атмосфере, что способствует повышению средней температурыЗемли;

–разрушение озонового слоя при поступлении NOx и соединенийхлора в него, что создает опасность УФ-облучения.

Загрязнениегидросферы. Потребление воды [2.2] в РФ в 1996 г. достигло 73,2 км3, в том числе на нужды,%:

–производственные–53,1;

–хозяйственно-питьевые–19,1;

–орошение –14,3,

–сельскохозяйственное водоснабжение –4,3;

–прочие –9.

Прииспользовании воду, как правило, загрязняют, а затем сбрасывают в водоемы. Внутренниеводоемы загрязняются сточными водами различных отраслей промышленности(металлургической, нефтеперерабатывающей, химической и др.), сельского ижилищно-коммунального хозяйства, а также поверхностными стоками. Основнымиисточниками загрязнений являются промышленность и сельское хозяйство.

Загрязнителиделятся на биологические (органические микроорганизмы), вызывающие брожениеводы; химические, изменяющие химический состав воды; физические, изменяющие еепрозрачность (мутность), температуру и другие показатели.

Биологическиезагрязнения попадают в водоемы с бытовыми и промышленными стоками, в основномпредприятий пищевой, медико-биологической, целлюлозно-бумажной промышленности.Например, целлюлозно-бумажный комбинат загрязняет воду так же, как город снаселением 0,5 млн чел.

Биологическиезагрязнения оценивают биохимическим потреблением кислорода –БПК. БПК5 –этоколичество кислорода, потребляемое за 5 сут микроорганизмами –деструкторами дляполной минерализации органических веществ, содержащихся в 1 л воды. Нормативное значение БПК5 = 5 мг/л. Реальные загрязнения сточных вод таковы, что требуютзначений БПК на порядок больше.

Химическиезагрязнения поступают в водоемы с промышленными, поверхностными и бытовымистоками. К ним относятся: нефтепродукты, тяжелые металлы и их соединения, минеральныеудобрения, пестициды, моющие средства. Наиболее опасны свинец, ртуть, кадмий.Поступление тяжелых металлов (т/год) в Мировой океан следующее:

Сток с суши Атмосферный перенос

Свинец

Ртуть

Кадмий

(1–20) ·105

(5-8) ·103

(1–20) ·103

(2–20) ·105

(2–3) ·103

(5-40) ·102

Физическиезагрязнения поступают в водоемы с промышленными стоками, при сбросах извыработок шахт, карьеров, при смывах с территорий промышленных зон, городов,транспортных магистралей, за счет осаждения атмосферной пыли. Всего в 1996 г в водоемы страны сброшено 58,9 км3 сточных вод, из них 22,4 км3 загрязненных.

Содержаниенекоторых загрязняющих веществ (тыс. т) в сточных водах показано ниже:

1992 г. 1996 г. Соединения меди 0,9 0,2 Соединения железа 51,2 19,7 Соединения цинка 1,6 0,8 Нефтепродукты 34,9 9,3 Взвешенные вещества 1090 618,6 Соединения фосфора 60 32.4 Фенолы 0,22 0,08

Врезультате антропогенной деятельности многие водоемы мира и нашей страны крайнезагрязнены. Уровень загрязненности воды по отдельным ингредиентам превышает 30ПДК. Наиболее высокий уровень загрязненности воды наблюдается в бассейнах рек:Днестр, Печора, Обь, Енисей, Амур, Северная Двина, Волга, Урал. Антропогенноевоздействие на гидросферу приводит к следующим негативным последствиям:

–снижаются запасы питьевой воды (около 40% контролируемых водоемов имеютзагрязнения, превышающие 10 ПДК);

–изменяется состояние и развитие фауны и флоры водоемов;

–нарушается круговорот многих веществ в биосфере;

–снижается биомасса планеты и как следствие воспроизводство кислорода.

Опасныне только первичные загрязнения поверхностных вод, но и вторичные,образовавшиеся в результате химических реакций веществ в водной среде. Так, приодновременном попадании весной 1990 г. в р. Белая фенолов и хлоридовобразовались диоксины, содержание которых в 147 тыс. раз превысило допустимыезначения.

Большуюопасность загрязненные сточные воды представляют в тех случаях, когда структурагрунта не исключает их попадание в зону залегания грунтовых вод. В ряде случаевдо 30...40% тяжелых металлов из почвы поступает в грунтовые воды.

Загрязнениеземель. Нарушение верхних слоев земной коры происходит при: добыче полезныхископаемых и их обогащении; захоронении бытовых и промышленных отходов; проведениивоенных учений и испытаний и т.п. Почвенный покров существенно загрязняетсяосадками в зонах рассеивания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли –при внесении удобрений и применении пестицидов.

Ежегодноиз недр страны извлекается огромное количество горной массы, вовлекается воборот около трети, используется в производстве около 7% объема добычи. Большаячасть отходов не используется и скапливается в отвалах.

Поданным Госкомстата, в 1990 г.10 тыс. промышленных предприятий образовали 302млн. т отходов, из них 80% отходы черной и цветной металлургии. Большая частьотходов шла на переработку, но около 9 млн. т вывозили в местанеорганизованного складирования и на городские свалки.

Существеннозагрязнение земель в результате седиментации токсичных веществ из атмосферы.Наибольшую опасность представляют предприятия цветной и черной металлургии.Зоны загрязнений их выбросами имеют радиусы около 20–50 км, а превышение ПДКдостигает 100 раз. К основным загрязнителям относятся никель, свинец, бенз(а)пирен, ртуть и др.

Опаснывыбросы мусоросжигающих заводов, содержащие тетра-этилсвинец, ртуть, диоксины,бенз(а) пирен и т.п. Выбросы ТЭС содержат бенз(а) пирен, соединения ванадия,радионуклиды, кислоты и другие токсичные вещества. Зоны загрязнения почвы околотрубы имеют радиусы 5 км и более.

Втабл.2.6. приведены основные источники и наиболее распространенные группывеществ химического загрязнения почвы.

Таблица2.6. Источники и вещества, загрязняющие почву

Вещества Источники загрязнения почвы промышленность транспорт ТЭС АЭС сельское хозяйство Тяжелые металлы и их соединения (Hg, Pb, Cd и др.) + + + – + Циклические углеводороды, бенз(а) пирен + + + – + Радиоактивные вещества + – + + – Нитраты, нитриты, фосфаты, пестициды – – – – +

Интенсивнозагрязняются пахотные земли при внесении удобрений и использовании пестицидов.В последние годы многие страны стремились к сокращению применения пестицидов.Так, в США их использование с 1976 по 1993 г. сократилось на 60%, в России со 150 тыс. т в 1980 г. до 43,7 тыс. т в 1993 г., однако в 1987 г. около 30% продуктов питания в РФ содержали концентрацию пестицидов, опасную для здоровьячеловека.

Внесениеудобрений компенсирует изъятие растениями из почвы азота, фосфора, калия идругих веществ. Однако вместе с удобрениями, содержащими эти вещества, в почвувносятся тяжелые металлы и их соединения, которые содержатся в удобрениях какпримеси. К ним относятся: кадмий, медь, никель, свинец, хром и др. Выведениеэтих примесей из удобрений –трудоемкий и дорогой процесс. Особую опасностьпредставляет использование в качестве удобрений осадков промышленных сточныхвод, как правило, насыщенных отходами гальванического и других производств.

Антропогенноевоздействие на земную кору сопровождается:

–отторжением пахотных земель или уменьшением их плодородия; по данным ООН,ежегодно выводится из строя около 6 млн. га плодородных земель;

–чрезмерным насыщением токсичными веществами растений, что неизбежно приводит кзагрязнению продуктов питания растительного и животного происхождения; внастоящее время до 70% токсичного воздействия на человека приходится на пищевыепродукты;

–нарушением биоценозов вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторыхвидов растений;

загрязнениемгрунтовых вод, особенно в зоне свалок и сброса сточных вод.

/>/>2.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕХНОСФЕРЫ

Промышленныепредприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основнымиисточниками энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды,жилищ и природных зон. К энергетическим загрязнениям относят вибрационное иакустическое воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействиярадионуклидов и ионизирующих излучений.

Вибрациив городской среде и жилых зданиях, источником которых является технологическоеоборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины итяжелый автотранспорт, распространяются по грунту. Протяженность зонывоздействия вибраций определяется величиной их затухания в грунте, которая, какправило, составляет 1 дБ/м (в водонасыщенных грунтах оно несколько больше).Чаще всего на расстоянии 50–60 м от магистралей рельсового транспорта вибрациизатухают. Зоны действия вибраций около кузнечно-прессовых цехов, оснащенныхмолотами с облегченными фундаментами, значительно больше и могут иметь радиусдо 150–200 м. Значительные вибрации и шум в жилых зданиях могут создаватьрасположенные в них технические устройства (насосы, лифты, трансформаторы ит.п.).

Шумв городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами,промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами идр. На городских магистралях и в прилегающих к ним зонах уровни звука могутдостигать 70–80 дБ А, а в отдельных случаях 90 дБ А и более. В районе аэропортовуровни звука еще выше.

Источникиинфразвука могут быть как естественного происхождения (обдувание ветромстроительных сооружений и водной поверхности), так и антропогенного (подвижныемеханизмы с большими поверхностями – виброплощадки, виброгрохоты; ракетныедвигатели, ДВС большой мощности, газовые турбины, транспортные средства). Вотдельных случаях уровни звукового давления инфразвука могут достигатьнормативных значений, равных 90 дБ, и даже превышать их, на значительныхрасстояниях от источника.

Основнымиисточниками электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот являются радиотехническиеобъекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехии участки (в зонах, примыкающих к предприятиям). Воздействие ЭМП промышленнойчастоты чаще всего связано с высоковольтными линиями (ВЛ) электропередач,источниками постоянных магнитных полей, применяемыми на промышленныхпредприятиях. Зоны с повышенными уровнями ЭМП, источниками которых могут бытьРТО и РЛС, имеют размеры до 100...150 м. При этом даже внутри здании, расположенныхв этих зонах, плотность потока энергии, как правило, превышает допустимые значения.

ЭМПпромышленной частоты в основном поглощаются почвой, поэтому на небольшомрасстоянии (50...100 м) от линий электропередач электрическая напряженностьполя падает с десятков тысяч вольт на метр до нормативных уровней. Значительнуюопасность представляют магнитные поля, возникающие в зонах около ЛЭП токовпромышленной частоты, и в зонах, прилегающих к электрифицированным железнымдорогам. Магнитные поля высокой интенсивности обнаруживаются и в зданиях,расположенных в непосредственной близости от этих зон.

Вбыту источниками ЭМП и излучений являются телевизоры, дисплеи, печи СВЧ идругие устройства. Электростатические поля в условиях пониженной влажности(менее 70%) создают паласы, накидки, занавески и т.д.

Микроволновыепечи в промышленном исполнении не представляют опасности, однако неисправностьих защитных экранов может существенно повысить утечки электромагнитногоизлучения. Экраны телевизоров и дисплеев как источники электромагнитногоизлучения в быту не представляют большой опасности даже при длительномвоздействии на человека, если расстояния от экрана превышают 30 см. Однако служащие отделов ЭВМ жалуются на недомогания при регулярной длительной работе внепосредственной близости от дисплеев.

Воздействиеионизирующего излучения на человека может происходить в результате внешнего ивнутреннего облучения. Внешнее облучение вызывают источники рентгеновского и γ-излучения,потоки протонов и нейтронов. Внутреннее облучение вызывают α и β-частицы,которые попадают в организм человека через органы дыхания и пищеварительныйтракт.

Основныеисточники ионизирующего облучения человека в окружающей среде и средниеэквивалентные дозы облучения приведены ниже (в скобках указаны дозы длянаселения РФ на равнинной местности):

мкЗв/год

Естественныйфон

космическоеоблучение 320(300)

облучениеот природных источников внешнее 350 (320)

внутреннее2000 (1050)

Антропогенныеисточники

медицинскоеобслуживание 400…700 (1500)

ТЭСв радиусе 20 км 3…5

АЭСв радиусе 10 км 1,35

радиоактивныеосадки (главным образом последствия

испытанийядерного оружия в атмосфере) 75 200

телевизоры,дисплеи 4–5* при/=2м

керамика,стекло 10

авиационныйтранспорт на высоте 12 км 5 мкЗв/ч

*Дозаоблучения увеличивается с уменьшением расстояния l до экрана. Приl=10см. доза возрастает до 250…500 мкЗв/год.

Длячеловека, проживающего в промышленно развитых регионах РФ, годовая суммарнаяэквивалентная доза облучения из-за высокой частоты рентгенодиагностическихобследований достигает 3000. .3500 мкЗ в/год (средняя на Земле доза облученияравна 2400 мкЗв/год). Для сравнения предельно допустимая доза дляпрофессионалов (категория А) составляет 50·103 мкЗв/год.

Дозаоблучения, создаваемая антропогенными источниками (за исключением облучений примедицинских обследованиях), невелика по сравнению с естественным фономионизирующего облучения, что достигается применением средств коллективнойзащиты. В тех случаях, когда на объектах экономики нормативные требования иправила радиационной безопасности не соблюдаются, уровни ионизирующеговоздействия резко возрастают.

Рассеиваниев атмосфере радионуклидов, содержащихся в выбросах, приводит к формированию зонзагрязнения около источника выбросов. Обычно зоны антропогенного облучения жителей,проживающих вокруг предприятий по переработке ядерного топлива на расстоянии до 200 км, колеблются от 0,1 до 65% естественного фона излучения.

Миграциярадионуклидов в водоемах и грунте значительно сложнее, чем в атмосфере Этообусловлено не только параметрами процесса рассеивания, но и склонностьюрадионуклидов к концентрации в водных организмах, к накоплению в почве.Приведем распределение (%) отдельных радиоизотопов между составляющими пресноводноговодоема:


Изотоп

Вода Грунт Биомасса 32р 10 28 62 60Со 21 58 21 90Sr 48 27 25 131I 58 13 29 137Cs 6 90 4

Этиданные свидетельствуют о том, что вода, составляющая 85% массы Земли, содержитлишь 27% радиоизотопов, а биомасса, составляющая 0,1%, накапливает до 28% радиоизотопов.

Миграциярадиоактивных веществ в почве определяется в основном ее гидрологическимрежимом, химическим составом почвы и радионуклидов. Меньшей сорбционнойемкостью обладают песчаная почва, большей–глинистая, суглинки и черноземы.Высокой прочностью удержания в почве обладают 90Sr и 137Cs.Ориентировочные значения радиоактивного загрязнения сухой массы культурных растенийследующие (Бк/кг):

90Sr 137Cs Пшеница 2,849 10,730 Морковь 0,555 1,887 Капуста 0,469 2,109 Картофель 0,185 1,406 Свекла 0,666 1.702 Яблоки 0,333 1,998

Этизагрязнения, обусловленные глобальными поступлениями радиоактивных веществ впочву, не превышают допустимые уровни. Опасность возникает лишь в случаяхпроизрастания культур в зонах с повышенными радиоактивными загрязнениями.

Опытликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС показывает, что ведениесельскохозяйственного производства недопустимо на территориях при плотностизагрязнения выше 80 Ки/км2, а на территориях, загрязненных до 40...50 Ки/км2,необходимо ограничивать производство семенных и технических культур, а такжекормов для молодняка и откормочного мясного скота. При плотности загрязнения 15...20Ки/км по 137Cs сельскохозяйственное производство вполне допустимо.

Уровеньрадиоактивности в жилом помещении зависит от строительных материалов: вкирпичном, железобетонном, шлакоблочном доме он всегда в несколько раз выше,чем в деревянном. Газовая плита привносит в дом не только токсичные газы NOx, CO идругие, включая канцерогены, но и радиоактивные газы. Поэтому уровеньрадиоактивности на кухне может существенно превосходить фоновый при работающейгазовой плите.

Взакрытом, непроветриваемом помещении человек может подвергаться воздействиюрадона-222 и радона-220, которые непрерывно высвобождаются из земной коры.Поступая через фундамент, пол, из воды или иным путем, радон накапливается визолированном помещении. Средние концентрации радона обычно составляют(кБк/м3): в ванной комнате 8,5, на кухне 3, в спальне 0,2. Концентрация радонана верхних этажах зданий обычно ниже, чем на первом этаже. Избавиться отизбытка радона можно проветриванием помещения.

Вэтом отношении поучителен опыт Швеции: с начала 50-х годов в стране проводитсякампания по экономии энергии, в том числе путем уменьшения проветривания помещений.В результате средняя концентрация радона в помещениях возросла с 43 до 133Бк/м3 при снижении воздухообмена с 0,8 до 0,3 м3/ч. По оценкам, на каждый 1ГВт/год электроэнергии, сэкономленной за счет уменьшения проветриванияпомещений, шведы получили дополнительную коллективную дозу облучения в 5600чел. ·Зв.

Израссмотренных энергетических загрязнений в современных условиях наибольшеенегативное воздействие на человека оказывают радиоактивное и акустическоезагрязнения.


/>/>2.3. НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ

Производственнаясреда –это часть техносферы, обладающая повышенной концентрацией негативныхфакторов. Основными носителями травмирующих и вредных факторов в производственнойсреде являются машины и другие технические устройства, химически и биологическиактивные предметы труда, источники энергии, нерегламонтированные действияработающих, нарушения режимов и организации деятельности, а также отклонения отдопустимых параметров микроклимата рабочей зоны.

Травмирующиеи вредные факторы подразделяют на физические, химические, биологические ипсихофизиологические. Физические факторы –движущиеся машины и механизмы, повышенныеуровни шума и вибраций, электромагнитных и ионизирующих излучений,недостаточная освещенность, повышенный уровень статического электричества,повышенное значение напряжения в электрической цепи и другие; химические–вещества и соединения, различные по агрегатному состоянию и обладающие токсическим,раздражающим, сенсибилизирующим, канцерогенным и мутагенным воздействием наорганизм человека и влияющие на его репродуктивную функцию;биологические–патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.) и продукты ихжизнедеятельности, а также животные и растения; психофизиологические–физическиеперегрузки (статические и динамические) и нервно-психические (умственноеперенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональныеперегрузки).

Травмирующиеи вредные факторы производственной среды, характерные для большинствасовременных производств, приведены в табл.2.7.


Таблица2.7. Негативные факторы производственной среды

Группа факторов Факторы Источники и зоны действия фактора

 

/> Физические Запыленность воздуха рабочей зоны Зоны переработки сыпучих материалов, участки выбивки и очистки отливок, сварки и плазменной обработки, обработки пластмасс, стеклопластиков и других хрупких материалов, участки дробления материалов и т п.

 

/>

Вибрации:

общие

Виброплощадки, транспортные средства, строительные машины

 

/>

 

/>

 

/> локальные Виброинструмент, рычаги управления транспортных машин

 

/>

 

/> Акустические колебания:

 

/>

 

/> инфразвук Зоны около виброплощадок, мощных двигателей внутреннего сгорания и других высокоэнергетических систем

 

/>

 

/> шум Зоны около технологического оборудования ударного действия, устройств для испытания газов, транспортных средств, энергетических машин

 

/>

 

/>

 

/> ультразвук Зоны около ультразвуковых генераторов, дефектоскопов: ванны для ультразвуковой обработки

 

/> Физические Статическое электричество Зоны около электротехнического оборудования на постоянном токе, зоны окраски распылением, синтетические материалы

 

/>

 

/>

 

/>

 

/> Электромагнитные поля и излучения Зоны около линий электропередач, установок ТВЧ и индукционной сушки, электроламповых генераторов, телеэкранов, дисплеев, антенн, магнитов

 

/>

 

/>

 

/>

 

/> Инфракрасная радиация Нагретые поверхности, расплавленные вещества, излучение пламени

 

/>

 

/> Лазерное излучение Лазеры, отраженное лазерное излучение

 

/>

 

/> Ультрафиолетовая радиация Зоны сварки, плазменной обработки

 

/>

 

/> Ионизирующие излучения Ядерное топливо, источники излучений, применяемые в приборах, дефектоскопах и при научных исследованиях

 

/>

 

/>

 

/> Электрический ток Электрические сети, электроустановки, распределители, трансформаторы, оборудование с электроприводом и т д

 

/>

 

/>

 

/> Движущиеся машины, механизмы, материалы, изделия, части разрушающихся конструкций и т.п. Зоны движения наземного транспорта, конвейеров, подземных механизмов, подвижных частей станков, инструмента, передач Зоны около систем повышенного давления, емкостей со сжатыми газами, трубопроводов, пневмо-гидроустановок

 

/>

 

/>

 

/>

 

/>

 

/>

 

/> Высота, падающие предметы Строительные и монтажные работы, обслуживание машин и установок

 

/>

 

/> Острые кромки Режущий и колющий инструмент, заусенцы, шероховатые поверхности, металлическая стружка, осколки хрупких материалов

 

/>

 

/>

 

/>

 

/> Повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования, материалов Паропроводы, газоводы, криогенные установки, холодильное оборудование, расплавы

 

/>

 

/>

 

/>

 

/> Химические Загазованность рабочей зоны Утечки токсичных газов и паров из негерметичного оборудования, испарения из открытых емкостей и при проливах, выбросы веществ при разгерметизации оборудования, окраска распылением, сушка окрашенных поверхностей

 

/> Запыленность рабочей зоны Сварка и плазменная обработка материалов с содержанием Cr2O3, MnO, пересыпка и транспортирование дисперсных материалов, окраска распылением, пайка свинцовыми припоями, пайка бериллия и припоями, содержащими бериллий

 

/> Химические Попадание ядов на кожные покровы и слизистые оболочки Гальваническое производство, заполнение емкостей, распыление жидкостей (опрыскивание, окраска поверхностей) /> Попадание ядов в же-лудочно-кишечный тракт Ошибки при применении жидкостей, умышленные действия /> Биологические Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) Обработка материалов с применением эмульсолов /> Психофизиологические Физические перегрузки: /> статические Продолжительная работа с дисплеями, работа в неудобной позе /> динамические Подъем и перенос тяжестей, ручной труд /> Нервно-психические перегрузки: /> умственное перенапряжение Труд научных работников, преподавателей, студентов /> перенапряжение анализаторов Операторы технических систем, авиадиспетчеры, работа с дисплеями /> монотонность труда Наблюдение за производственным процессом /> эмоциональные перегрузки Работа авиадиспетчеров, творческих работников /> /> /> /> /> /> />

 

Примечание.В тех случаях, когда в рабочей зоне не обеспечены комфортные условия труда,источником физических вредных факторов могут быть повышенная или пониженнаятемпература воздуха рабочей зоны, повышенное или пониженное атмосферноедавление, повышенные влажность и скорость движения воздуха, неправильнаяорганизация освещения (недостаточная освещенность, повышенная яркость,пониженная контрастность, блесткость, повышенная пульсация светового потока).Вредные воздействия возникают также при недостатке кислорода в воздухе рабочейзоны.

Конкретныепроизводственные условия характеризуются совокупностью негативных факторов, атакже различаются по уровням вредных факторов и риску проявления травмирующихфакторов.

Кособо опасным работам на промышленных предприятиях относят:

–монтаж и демонтаж тяжелого оборудования массой более 500 кг;

–транспортирование баллонов со сжатыми газами, кислот, щелочных металлов идругих опасных веществ;

–ремонтно-строительные и монтажные работы на высоте более 1,5 м с применением приспособлений (лестниц, стремянок и т.п.), а также работы на крыше;

–земляные работы в зоне расположения энергетических сетей;

–работы в колодцах, тоннелях, траншеях, дымоходах, плавильных и нагревательныхпечах, бункерах, шахтах и камерах;

–монтаж, демонтаж и ремонт грузоподъемных кранов и подкрановых путей; такелажныеработы по перемещению тяжеловесных и крупногабаритных предметов при отсутствииподъемных кранов;

–гидравлические и пневматические испытания сосудов и изделий;

–чистка и ремонт коллов, газоходов, циклонов и другого оборудования котельныхустановок, а также ряд других работ.

Источникаминегативных воздействий на производстве являются не только техническиеустройства. На уровень травматизма оказывают влияние психофизическое состояниеи действия работающих. На рис.2.2. показаны статистические данные (А.В. Невский)о травматизме у строителей в зависимости от их трудового стажа. Характеризменения травматизма в начале трудовой деятельности I обусловленотсутствием достаточных знаний и навыков безопасной работы в первые трудовые днии последующим приобретением этих навыков. Рост уровня травматизма при стаже 2...7лет (II) объясняется во многом небрежностью, халатностью и сознательным нарушениемтребований безопасности этой категорией работающих. При стаже 7...21 г.динамика травматизма (III) определяется приобретением профессиональных навыков,осмотрительностью, правильным отношением работающих к требованиям безопасности.Для зоны II характерно некоторое повышение травматизма, какправило, обусловленное ухудшением психофизического состояния работающих.

Воздействиенегативных факторов производственной среды приводит к травмированию и профессиональнымзаболеваниям работающих.

Основнымитравмирующими факторами в машиностроении являются (%): оборудование (41,9),падающие предметы (27,7), падение персонала (11,7), заводской транспорт (10),нагретые поверхности (4,6), электрический ток (1,6), прочие (2).

Кнаиболее травмоопасным профессиям в народном хозяйстве относят (%): водитель(18,9), тракторист (9,8), слесарь (6,4), электромонтер (6,3), газомонтер (6,3),газоэлектросварщик (3,9), разнорабочий (3,5).

Профессиональныезаболевания возникают, как правило, у длительно работающих в запыленных илизагазованных помещениях: у лиц, подверженных воздействию шума и вибраций, атакже занятых тяжелым физическим трудом. В 1987 г. распределение профессиональных заболеваний в России составило (%): заболевания органовдыхания (29,2), вибрационная болезнь (28), заболевания опорно-двигательногоаппарата (14,4), заболевания органов слуха (10,8), кожные заболевания (5,9),заболевания органов зрения (2,2), прочие (9,5).

/> 

2.4. НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

Чрезвычайныеситуации возникают при стихийных явлениях (землетрясениях, наводнениях,оползнях и т.п.) и при техногенных авариях. В наибольшей степени аварийностьсвойственна угольной, горнорудной, химической, нефтегазовой и металлургическойотраслям промышленности, геологоразведке, объектам котлонадзора, газового иподъемно-транспортного хозяйства, а также транспорту. Сведения о ЧСтехногенного характера в РФ приведены в табл.2.8.

Таблица2.8. Сведения о чрезвычайных ситуациях техногенного характера в России [2.2]

Наименование ЧС Количество ЧС, сд. 1996г. 1995г. Техногенные ЧС 1034 1088 Крушения, аварии и столкновения на ж. д. транспорте, в том числе на метрополитене 23 52 Авиационные происшествия 40 42 Крупные дорожно-транспортныс происшествия 153 184 Аварии на магистральных трубопроводах 62 48 Аварии на маломерных судах .23 13 Аварии на промышленных объектах 248 262 Обнаружение боеприпасов в населенных пунктах 38 35 Химические аварии 74 78 Обнаружение (утрата) радиоактивных источников 16 11 Аварии в зданиях жилого и социально-бытового назначения 289 321 Аварии на системах жизнеобеспечения 68 42

Возникновениечрезвычайных ситуаций в промышленных условиях и в быту часто связано сразгерметизацией систем повышенного давления (баллонов и емкостей для храненияили перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, газо — и водопроводов,систем теплоснабжения и т.п.).

Причинамиразрушения или разгерметизации систем повышенного давления могут быть: внешниемеханические воздействия; старение систем (снижение механической прочности);нарушение технологического режима; ошибки обслуживающего персонала;конструкторские ошибки; изменение состояния герметизируемой среды;неисправности в контрольно-измерительных, регулирующих и предохранительныхустройствах и т.п.

Разрушениеили разгерметизация систем повышенного давления в зависимости от физико-химическихсвойств рабочей среды может привести к появлению одного или комплекса поражающихфакторов:

–ударная волна (последствия –травматизм, разрушение оборудования и несущихконструкций и т.д.);

–возгорание зданий, материалов и т.п. (последствия –термические ожоги, потеряпрочности конструкций и т.д.);

–химическое загрязнение окружающей среды (последствия – удушье, отравление,химические ожоги и т.д.);

–загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами.

Чрезвычайныеситуации возникают также в результате нерегламентированного хранения итранспортирования взрывчатых веществ, легковоспламеняющихся жидкостей,химических и радиоактивных веществ, переохлажденных и нагретых жидкостей и т.п.Следствием нарушения регламента операций являются взрывы, пожары, проливыхимически активных жидкостей, выбросы газовых смесей.

Привзрывах поражающий эффект возникает в результате воздействия элементов(осколков) разрушенной конструкции, повышения давления в замкнутых объемах,направленного действия газовой или жидкостной струйки, действия ударной волны,а при взрывах большой мощности (например, ядерный взрыв) вследствие световогоизлучения и электромагнитного импульса [2.1].

Наибольшуюопасность представляют аварии, на объектах ядерной энергетики и химическогопроизводства. Так, авария на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС в первыедни после аварии привела к повышению уровней радиации над естественным фоном до1000...1500 раз в зоне около станции и до 10...20 раз в радиусе 200...250 км.При авариях все продукты ядерного деления высвобождаются в виде аэрозолей (заисключением редких газов и йода) и распространяются в атмосфере в зависимостиот силы и направления ветра. Размеры облака в поперечнике могут изменяться от30 до 300 м, а размеры зон загрязнения в безветренную погоду могут иметь радиусдо 180 км при мощности реактора 100 МВт.

Однойиз распространенных причин пожаров и взрывов особенно на объектах нефтегазовогои химического производства и при эксплуатации средств транспорта являютсяразряды статического электричества. Статическое электричество –совокупностьявлений, связанных с образованием и сохранением свободного электрическогозаряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ.Причиной возникновения статического электричества являются процессы электризации.

Естественноестатическое электричество образуется на поверхности облаков в результатесложных атмосферных процессов. Заряды атмосферного (естественного) статическогоэлектричества образуют потенциал относительно Земли в несколько миллионоввольт, приводящий к поражениям молнией.

Впромышленности процессы электризации возникают при дроблении, измельчении,обработке давлением и резанием, разбрызгивании (распылении), просеивании ифильтрации материалов-диэлектриков и полупроводников, т.е. во всех процессах,сопровождающихся трением (перекачка, транспортирование, слив жидкостей-диэлектрикови т.д.). Величина потенциалов зарядов искусственного статического электричествазначительно меньше атмосферного.

Искровыеразряды искусственного статического электричества – частые причины пожаров, аискровые разряды атмосферного статического электричества (молнии) –частыепричины более крупных чрезвычайных ситуаций. Они могут стать причиной какпожаров, так и механических повреждений оборудования, нарушений на линиях связии энергоснабжения отдельных районов.

Большуюопасность разряды статического электричества и искрение в электрических цепяхсоздают в условиях повышенного содержания горючих газов (например, метана вшахтах, природного газа в жилых помещениях) или горючих паров и пылей впомещениях.

Вчрезвычайных ситуациях проявление первичных негативных факторов (землетрясение,взрыв, обрушение конструкций, столкновение транспортных средств и т.п.) можетвызвать цепь вторичных негативных воздействий (эффект «домино») –пожар,загазованность или затопление помещений, разрушение систем повышенногодавления, химическое, радиоактивное и бактериальное воздействие и т.п.Последствия (число травм и жертв, материальный ущерб) от действия вторичныхфакторов часто превышают потери от первичного воздействия. Характерным примеромэтому является авария на Чернобыльской АЭС. Причины, вид и последствия отнекоторых аварий приведены в табл.2.9.

Основнымипричинами крупных техногенных аварий являются:

_отказы технических систем из-за дефектов изготовления и нарушений режимовэксплуатации; многие современные потенциально опасные производстваспроектированы так, что вероятность крупной аварии на них весьма высока иоценивается величиной риска 10 и более;

_ошибочные действия операторов технических систем; статистические данныепоказывают, что более 60% аварий произошло в результате ошибок обслуживающегоперсонала;

_концентрация различных производств в промышленных зонах без должного изученияих взаимовлияния;

_высокий энергетический уровень технических систем;

–внешние негативные воздействия на объекты энергетики, транспорта и др.


Таблица2.9. Причины и последствия некоторых аварий

Место, год Причины Вид Последствия Чикаго, 1973 Отказ оборудования Взрыв и пожар хранилища сжиженного газа Уничтожено все в радиусе 1 км, около 500 чел. погибли, несколько тысяч пострадали Севезо, 1976 – Взрыв, выброс 2...2,5 кг диоксина Заражена территория площадью 10 км, эвакуировано около тысячи человек США. 1986 Авария при транспортировании химических веществ по железной дороге Пожар с выбросами серы и фосфата Эвакуация более 30 тыс. чел. Базель, 1986 Пожар на складе химических препаратов Загрязнена р. Рейн, погибло много тонн рыбы, нарушена жизнедеятельность 20 млн. чел.

Анализсовокупности негативных факторов, действующих в настоящее время в техносфере,показывает, что приоритетное влияние имеют антропогенные негативныевоздействия, среди которых преобладают техногенные. Они сформировались врезультате преобразующей деятельности человека и изменений в биосферныхпроцессах, обусловленных этой деятельностью. Большинство факторов носитхарактер прямого воздействия (яды, шум, вибрации и т.п.). Однако в последниегоды широкое распространение получают вторичные факторы (фотохимический смог,кислотные дожди и др.), возникающие в среде обитания в результате химическихили энергетических процессов взаимодействия первичных факторов между собой илис компонентами биосферы.

Уровнии масштабы воздействия негативных факторов постоянно нарастают и в рядерегионов техносферы достигли таких значений, когда человеку и природной средеугрожает опасность необратимых деструктивных изменений. Под влиянием этихнегативных воздействий изменяется окружающий нас мир и его восприятиечеловеком, происходят изменения в процессах деятельности и отдыха людей, ворганизме человека возникают патологические изменения и т.п.

Практикапоказывает, что решить задачу полного устранения негативных воздействий втехносфере нельзя. Для обеспечения защиты в условиях техносферы реально лишьограничить воздействие негативных факторов их допустимыми уровнями с учетом ихсочетанного (одновременного) действия. Соблюдение предельно допустимых уровнейвоздействия – один из основных путей обеспечения безопасности жизнедеятельностичеловека в условиях техносферы.

/> 

3. ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА ЧЕЛОВЕКА ИТЕХНОСФЕРУ

/> 

3.1. СИСТЕМЫ ВОСПРИЯТИЯ ЧЕЛОВЕКОМ СОСТОЯНИЯ ВНЕШНЕЙСРЕДЫ

Человекунеобходимы постоянные сведения о состоянии и изменении внешней среды,переработка этой информации и составление программ жизнеобеспечения.Возможность получать информацию об окружающей среде, способность ориентироватьсяв пространстве и оценивать свойства окружающей среды обеспечиваютсяанализаторами (сенсорными системами). Они представляют собой системы вводаинформации в мозг для анализа этой информации.

Вкоре головного мозга–высшем звене центральной нервной системы (ЦНС) –информация, поступающая из внешней среды, анализируется и осуществляется выборили разработка программы ответной реакции, т.е. формируется информация обизменении организации жизненных процессов таким образом, чтобы это изменение непривело к повреждению и гибели организма. Например, в ответ на повышениетемпературы внешней среды, которое может привести к повышению температуры телаи далее к необратимым изменениям в органах (коре головного мозга, органахзрения, почках), возникают реакции компенсаторного характера. Они могут бытьповеденческими –внешними (уход в более прохладное место) или внутренними(снижение выработки теплопродукции, повышение теплоотдачи).

Датчикамисенсорных систем являются специфические структурные нервные образования,называемые рецепторами. Они представляют собой окончания чувствительных(афферентных) нервных волокон, способные возбуждаться при действиираздражителя. Часть из них воспринимает изменения в окружающей среде(экстероцепторы), а часть – во внутренней среде организма (интероцепторы).Выделяют группу рецепторов, расположенных в скелетных мышцах, сухожилиях исигнализирующих о тонусе мышц (проприоцепторы).

Взависимости от природы раздражителя рецепторы подразделяют на несколько групп:

–механорецепторы, представляющие собой периферические отделы соматической, скелетно-мышечнойи вестибулярной систем; к ним относятся фонорецепторы, вестибулярные,гравитационые, а также тактильные рецепторы кожи и опорно-двигательногоаппарата, барорецепторы сердечно-сосудистой системы;

–терморецепторы, воспринимающие температуру как внутри организма, так и в окружающейорганизм среде; они объединяют рецепторы кожи и внутренних органов, а такжецентральные термочувствительные нейроны в коре мозга;

–хеморецепоторы, реагирующие на воздействие химических веществ; они включаютрецепторы вкуса и обоняния, сосудистые и тканевые рецепторы (например,глюкорецепторы, воспринимающие изменение уровня сахара в крови);

–фоторецепторы, воспринимающие световые раздражители;

–болевые рецепторы, которые выделяются в особую группу; они могут возбуждатьсямеханическими, химическими и температурными раздражителями.

Согласнопсихофизиологической классификации рецепторов по характеру ощущений различаютзрительные, слуховые, обонятельные, осязательные рецепторы, рецепторы боли,рецепторы положения тела в пространстве (проприоцепторы и вестибулорецепторы).

Морфологическирецепторы представляют собой клетку, снабженную подвижными волосками илиресничками (подвижными антеннами), обеспечивающими чувствительность рецепторов.Так, для возбуждения фоторецепторов достаточно 5...10 квантов света, а дляобонятельных рецепторов – одной молекулы вещества.

Придлительном воздействии раздражителя происходит адаптация рецептора и егочувствительность снижается: однако, когда действие постоянного раздражителяпрекращается, чувствительность рецепции растет снова. Для адаптации рецепторовнет единого общего закона, и в каждой сенсорной системе может быть своесочетание факторов, определяющих изменение возбудительного процесса ванализаторе. Различают быстро адаптирующиеся (тактильные, барорецепторы) имедленно адаптирующиеся рецепторы (хеморецепторы, фоторецепторы).Вестибулорецепторы и проприоцепторы не адаптируются.

Полученнаярецепторами информация, закодированная в нервных импульсах, передается понервным путям в центральные отделы соответствующих анализаторов и используетсядля контроля со стороны нервной системы, координирующей работы исполнительныхорганов. Иногда поступающая информация непосредственно переключается наисполнительные органы. Такой принцип переработки информации заложен в основумногих безусловных рефлексов (врожденных, наследственно передающихся).Например, сокращение мышц конечностей, раздражаемых электрическим током,теплотой или химическими веществами, вызывает реакцию удаления конечности отраздражителя. Вместе с тем каждый безусловный рефлекс также представляет собойсложную многокомпонентную реакцию в ответ на адекватное раздражение.

Придлительном воздействии раздражителя на основе приобретенного опыта формируютсяусловные рефлексы. Они непостоянны, вырабатываются на базе безусловных. Дляобразования условного рефлекса необходимо сочетание во времени какого-либоизменения среды, воспринятого корой больших полушарий, подкрепленногобезусловным рефлексом.

Характеризменений в организме зависит от продолжительности внешних воздействий.Например, кратковременное снижение концентрации кислорода во вдыхаемом воздухевызывает лишь учащение дыхания и увеличение скорости кровотока, чем и обеспечиваетсяснабжение тканей кислородом. При компенсации длительно действующегогипоксического фактора (кислородного голодания) участвуют совсем другиемеханизмы. У человека в горах повышается транспортная функция крови(увеличивается количество эритроцитов и изменяются кислородсвязывающие свойствагемоглобина), усиливается анаэробное дыхание, повышается активность ферментов.

Вбольшинстве случаев изменения в организме в ответ на состояние внешней средыпроисходят при участии нескольких анализаторов и невозможно провести четкиеграницы между ними, особенно на уровне центральной нервной системы. Например, врегуляции позы участвуют вестибулярный аппарат, гравирецепторы и проприоцепторымышц, тактильные рецепторы кожи, рецепторы органа зрения. Поэтому те участкинервной системы, в которых происходит синтез первичной информации, ееокончательный анализ и сравнение полученного результата с ожидаемым (такназываемое опознание образов), функционируют как единое целое. В этом случаеразделение анализаторных систем невозможно еще и потому, что все они имеют одини тот же исполнительный механизм – опорно-двигательный аппарат.

Человекобладает рядом специализированных периферических образований – органов чувств,обеспечивающих восприятие действующих на организм внешних раздражителей (изокружающей среды). К ним относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса,осязания. Не следует смешивать понятия «орган чувств» и «рецептор», например,глаз –это орган зрения, а сетчатка –фоторецептор, один из компонентов органазрения. Помимо сетчатки в состав органа зрения входят преломляющие среды глаза,различные его оболочки, мышечный аппарат. Понятие «орган чувств» в значительноймере условно, так как сам по себе он не может обеспечить ощущение. Для возникновениясубъективного ощущения необходимо, чтобы возбуждение, возникшее в рецепторах,поступило в центральную нервную систему – специальные отделы коры большихполушарий, так как именно с деятельностью высших отделов головного мозгасвязано возникновение субъективных ощущений.

Органызрения играют исключительную роль в жизни человека. Посредством зрения человекпознает форму, величину, цвет предмета, направление и расстояние, на котором оннаходится. Зрительный анализатор – это глаза, зрительные нервы и зрительныйцентр, расположенный в затылочной доле коры головного мозга.

Глазпредставляет собой сложную оптическую систему (рис.3.1). Глазное яблоко имеетформу шара с тремя оболочками: наружная, толстая оболочка называется белковой,или склерой, а ее передняя прозрачная часть–роговицей. Внутрь от белковойоболочки расположена вторая–сосудистая оболочка. Ее передняя часть, лежащаяпозади роговицы, называется радужкой, в центре которой имеется отверстие,именуемое зрачком. Радужка играет роль диафрагмы. Сзади радужной оболочки, противзрачка, расположен хрусталик, который можно сравнить с двояковыпуклой оптическойлинзой. Между роговицей и радужкой, а также между радужкой и хрусталиком расположенысоответственно передняя и задняя камеры глаза. В них находится прозрачная,богатая питательными веществами, жидкость, снабжающая ими роговицу и хрусталик,которые лишены кровеносных сосудов. За хрусталиком, заполняя всю полость глаза,находится стекловидное тело.


Лучисвета, попадая в глаз, проходят через роговицу, хрусталик и стекловидное тело,т.е. через три преломляющие прозрачные среды, и попадают на внутреннюю оболочкуглаза – сетчатку, в ней находятся светочувствительные рецепторы–палочки (130млн) и колбочки (7 млн).

Свет,проникающий в глаз, воздействует на фотохимическое вещество элементов сетчаткии разлагает его. Достигнув определенной концентрации, продукты распадараздражают нервные окончания, заложенные в палочках и колбочках. Возникающиепри этом импульсы по волокнам зрительного нерва поступают в нервные клеткизрительного бугра и человек видит цвет, форму и величину предметов.

Функциипалочек и колбочек различны: колбочки обеспечивают так называемое дневноезрение, «ночное» же зрение осуществляется с помощью палочек. Разрешающаяспособность палочек и колбочек различна; колбочки позволяют четко различатьмелкие детали. Цветное зрение осуществляется исключительно через колбочковыйаппарат, палочки цвета не воспринимают и дают ахроматические изображения.

Чтобывидеть форму предмета, надо четко различать его границы, очертания. Эта способностьглаза характеризуется остротой зрения. Острота зрения измеряется минимальнымуглом (от 0,5 до 10°), при котором две точки на расстоянии 5 м еще воспринимаются отдельно.

Согласованноедвижение глаз совершается с помощью трех пар мышц, вращающих глазное яблоко, ивследствие этого зрительные оси обоих глаз всегда направлены на одну точку фиксации.

Глазчувствителен к видимому диапазону спектра электромагнитных колебаний (380–770нм).

Слух– способность организма воспринимать и различать звуковые колебания. Этаспособность воплощается слуховым анализатором. Человеческому уху доступнаобласть звуков, механических колебаний с частотой 16...20 000 Гц.

Органслуха – ухо представляет собой воспринимающую часть звукового анализатора (рис.3.2).Оно имеет три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо состоитиз ушной раковины и наружного слухового прохода, затянутого упругой барабаннойперепонкой, отделяющей среднее ухо. Ушная раковина и слуховой проход служат дляулучшения приема звука высоких частот. Они способны усиливать звук с частотой2000...5000 Гц на 10...20 дБ, и это обстоятельство определяет повышеннуюопасность звуков указанного диапазона частот.

Вполости среднего уха расположены так называемые слуховые косточки: молоточек,наковальня и стремячко, связанные как бы в одну цепь. Они служат для передачизвуковых колебаний от барабанной перепонки во внутреннее ухо, где расположенспециальный, воспринимающий звук, орган, называемый кортиевым. В среднем ухеамплитуда колебаний уменьшается, а мышца среднего уха обеспечивает защиту отзвуков низкой частоты. Полость среднего уха сообщается с полостью носоглотки спомощью евстахиевой трубы, по которой во время глотания воздух проходит вполость среднего уха.

Внутреннееухо отличается наиболее сложным устройством. Оно состоит из трех частей:улитки, трех полукружных каналов и мешочков преддверия. Улитка воспринимаетзвуковые раздражения, а мешочки преддверия и полукружные каналы –раздражения,возникающие от перемены положения тела в пространстве.

Звуковыеволны проникают в слуховой проход, приводят в движение барабанную перепонку ичерез цепь слуховых косточек передаются в полость улитки внутреннего уха.Колебания жидкости в канале улитки передаются волокнам основной перепонкикортиева органа в резонанс тем звукам, которые поступают в ухо. Колебанияволокон улитки приводят в движение расположенные в них клетки кортиева органа.Возникающий нервный импульс передается в соответствующий отдел головного мозга,в котором синтезируется соответствующее слуховое представление.

Органслуха воспринимает далеко не все многочисленные звуки окружающей среды.Частоты, близкие к верхнему и нижнему пределам слышимости, вызывают слуховоеощущение лишь при большой интенсивности и по этой причине обычно не слышны.Очень интенсивные звуки слышимого диапазона могут вызвать боль в ухе и даже повредитьслух.

Механизмзащиты слухового анализатора от повреждения при воздействии интенсивных звуковпредусмотрен анатомическим строением среднего уха, системой слуховых косточек имышечных волокон, которые являются механическим передаточным звеном,ответственным за появление акустического рефлекса блокировки звука в ответ наинтенсивный звуковой раздражитель. Возникновение акустического рефлексаобеспечивает защиту чувствительных структур улитки внутреннего уха отразрушения. Скрытый период возникновения акустического рефлекса равенприблизительно 10 мс.

Такимобразом, орган слуха выполняет два задания: снабжает организм информацией иобеспечивает самосохранение, противостоит повреждающему действию акустическогосигнала.

Обоняние– способность воспринимать запахи, осуществляется посредством обонятельногоанализатора, рецептором которого являются нервные клетки, расположенные вслизистой оболочке верхнего и, отчасти, среднего носовых ходов. Человекобладает различной чувствительностью к пахучим веществам, к некоторым веществамособенно высокой. Например, этилмеркаптан ощущается при содержании его, равном0,00019 мг в 1 л воздуха.

Снижениеобоняния часто возникает при воспалительных и атрофических процессах в слизистойоболочке носа. В некоторых случаях нарушение обоняния является одним изсущественных симптомов поражения ЦНС.

Запахиспособны вызывать отвращение к пище, обострять чувствительность нервнойсистемы, способствовать состоянию подавленности, повышенной раздражительности.Так, сероводород, бензин могут вызывать различные отрицательные реакции вплотьдо тошноты, рвоты, обморока. Например, обнаружено, что запах бензола игерантиола обостряет слух, а индол притупляет слуховое восприятие, запахипиридина и толуола обостряют зрительную функцию в сумерках, запах камфорыповышает чувствительность зрительной рецепции зеленого цвета и снижает – красного.

Вкус– ощущение, возникающее при воздействии раздражителей на специфическиерецепторы, расположенные на различных участках языка. Вкусовое ощущениескладывается из восприятия кислого, соленого, сладкого и горького; вариациивкуса являются результатом комбинации основных перечисленных ощущений. Разныеучастки языка имеют неодинаковую чувствительность к вкусовым веществам: кончикязыка более чувствителен к сладкому, края языка – к кислому, кончик и края – ксоленому и корень языка наиболее чувствителен к горькому.

Механизмвосприятия вкусовых веществ связывают со специфическими химическими реакциямина границе «вещество – вкусовой рецептор». Предполагают, что каждый рецепторсодержит высокочувствительные белковые вещества, распадающиеся при воздействииопределенных вкусовых веществ. Возбуждение от вкусовых рецепторов передается вЦНС по специфическим проводящим путям.

Осязание–сложноеощущение, возникающее при раздражении рецепторов кожи, слизистых оболочек имышечно-суставного аппарата. Основная роль в формировании осязания принадлежиткожному анализатору, который осуществляет восприятие внешних механических,температурных, химических и других раздражителей. Осязание складывается изтактильных, температурных, болевых и двигательных ощущений. Основная роль вощущении принадлежит тактильной рецепции – прикосновению и давлению.

Кожа– внешний покров тела – представляет собой орган с весьма сложным строением, выполняющийряд важных жизненных функций. Кроме защиты организма от вредных внешнихвоздействий кожа выполняет рецепторную, секреторную, обменную функции, играетзначительную роль в терморегуляции и т.д.

Вкоже (рис.3.3) различают три слоя: наружный (эпителиальный –эпидермис), соединительнотканный(собственно кожа–дерма) и подкожная жировая клетчатка. В коже имеется большоечисло кровеносных и лимфатических сосудов. Нервный аппарат кожи состоит измногочисленных пронизывающих дерму нервных волокон и нервных окончаний.

Однаиз основных функций кожи –защитная; кожа –орган защиты. Так, растяжение,давление, ушибы обезвреживаются упругой жировой подстилкой и эластичностьюкожи. Нормальный роговой слой предохраняет глубокие слои кожи от высыхания ивесьма устойчив по отношению к различным химическим веществам. Пигмент меланин,поглощающий ультрафиолетовые лучи, предохраняет кожу от воздействия солнечногосвета. Особенно большое значение имеют стерилизующие свойства кожи иустойчивость к различным микробам; неповрежденный роговой слой непроницаем дляболезнетворных микроорганизмов, а кожное сало и пот создают кислую среду,неблагоприятную для многих микробов Эта спасительная кислотность–результатдеятельности потовых и сальных желез, доставляющих необходимые жирные кислоты.Окисление происходит в роговом веществе, поэтому так важен достаточный притоккислорода для профилактики кожных заболеваний. Кожа «дышит»; если покрытьчеловека лаком, он начнет задыхаться.

Важнойфункцией кожи является ее участие в терморегуляции (поддержании нормальнойтемпературы тела); 80% всей теплоотдачи организма осуществляется кожей. Привысокой температуре внешней среды кожные сосуды расширяются и теплоотдачаконвекцией усиливается. При низкой температуре сосуды суживаются, кожабледнеет, теплоотдача уменьшается.

Секреторнаяфункция обеспечивается сальными и потовыми железами. С кожным салом могут выделятьсянекоторые лекарственные вещества (иод, бром), продукты промежуточного метаболизма(обмена веществ), микробных токсинов и эндогенных ядов. Функция сальных ипотовых желез регулируется вегетативной нервной системой.

Обменнаяфункция кожи заключается в участии в процессах регуляции общего обмена веществв организме, особенно водного, минерального и углеводного. Считают, что кожуможно условно рассматривать как железу внешней и внутренней секреции, собширной поверхностью, богато снабженной сосудами и тесно связанной со всемивнутренними органами. Кожа–это «периферический мозг», неутомимый сторож,который всегда начеку, постоянно извещает центральный мозг о каждой агрессии иопасности.

Спомощью анализаторов человек получает обширную информацию об окружающем мире.Количество информации принято измерять в двоичных знаках–битах. Например, потокинформации через зрительный рецептор человека составляет 108–109 бит/с, нервныепути пропускают 2*106 бит/с, в памяти прочно задерживается только 1 бит/с.Следовательно, в коре головного мозга анализируется и оценивается не всяпоступающая информация, а наиболее важная. Информация, получаемая из внешней ивнутренней среды, определяет работу функциональных систем организма и поведениечеловека.

Дляуправления поведением человека и активностью его функциональных систем (т.е.выходной информацией, поступающей из коры больших полушарий) достаточно около107 бит/с при подключении программ, содержащихся в памяти. В табл.3.1. приведенымаксимальные скорости передачи информации, принимаемой человеком с помощьюразличных органов чувств и подводимой к коре больших полушарий.

Таблица3.1. Характеристика органов чувств по скорости передачи информации

Воспринимаемый сигнал Характеристика Максимальная скорость, бит/с Зрительный Длина линии 3.25 Цвет 3.1 Яркость 3.3 Слуховой Громкость 2.3 Высота тона 2.5 Вкусовой Соленость 1.3 Обонятельный Интенсивность 1.53 Тактильный Интенсивность 2,0 Продолжительность 2,3 Расположение на теле 2,8

Помимосенсорных, в организме функционируют другие системы, которые или морфологически(структурно) отчетливо оформлены (кровообращения, пищеварения), или являютсяфункциональными (терморегуляции, иммунологической защиты). В таких системахсуществует автономная регуляция и их можно рассматривать как самостоятельные,саморегулирующие, замкнутые цепи, имеющие собственную обратную связь.

Междувсеми системами организма существуют взаимосвязи, и организм человека вфункциональном отношении представляет собой единое целое. Одна из важнейших функциональныхсистем организма – нервная система, она связывает между собой различные системыи части организма.

Нервнаясистема имеет обширное взаимодействие центральных и периферических образований,включая различные анатомические структуры, комбинации гуморальных веществ(ферментов, белков, витаминов, микроэлементов и др.), объединенныхвзаимозависимостью и участием в приспособительных реакциях организма. Нервнаясистема человека подразделяется на центральную нервную систему (ЦНС),включающую головной и спинной мозг, и периферическую (ПНС), которую составляютнервные волокна и узлы, лежащие вне ЦНС.

Поморфологическим признакам ЦНС представляет собой совокупность нервных клеток(нейронов), специализирующихся на переработке информации, и отходящих от нихотростков. В этой совокупности клеточных тел, находящихся в черепной коробке ипозвоночном канале, происходит переработка информации, которая поступает понервным волокнам и исходит от них к исполнительным органам.

Периферическаянервная система осуществляет связь ЦНС с кожей, мышцами и внутренними органами.ЦНС условно подразделяют на соматическую и вегетативную. Периферические нервныеволокна, связывающие ЦНС с кожей и слизистыми оболочками, мышцами, сухожилиямии связками, относятся к соматической нервной системе (СНС). Нервные волокна, связывающиеЦНС с внутренними органами, кровеносными сосудами, железами, принадлежат квегетативной нервной системе (ВНС). В отличие от соматической, вегетативнаясистема обладает определенной самостоятельностью, и потому ее называют автономной.

Наоснове структурно-функциональных свойств, вегетативную нервную системуподразделяют на симпатическую и парасимпатическую, которые оказываютантагонистическое действие на органы. Например, симпатическая нервная системарасширяет зрачок, вызывает учащение пульса и повышение кровяного давления;парасимпатическая система сужает зрачок, замедляет сердечно-сосудистуюдеятельность, снижает кровяное давление.

Нервнаясистема функционирует по принципу рефлекса. Рефлексом называют любую ответнуюреакцию организма на раздражение из окружающей или внутренней среды,осуществляющуюся с участием ЦНС.

Путьнервного импульса от воспринимающего нервного образования (рецептора) через ЦНСдо окончания в действующем органе (эффекторе) называется рефлекторной дугой. Вслучаях экстремального воздействия на организм нервная система формируетзащитно-при-способительные реакции, определяет соотношение воздействующего изащитного эффектов.

Человекпостоянно приспосабливается к изменяющимся условиям окружающей среды благодарягомеостазу –универсальному свойству сохранять и поддерживать стабильностьработы различных систем организма в ответ на воздействия, нарушающие этустабильность.

Гомеостаз– относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды иустойчивость основных физиологических функций организма.

Любыефизиологические, физические, химические или эмоциональные воздействия, будь тотемпература воздуха, изменение атмосферного давления или волнение, радость,печаль, могут быть поводом к выходу организма из состояния динамическогоравновесия. Автоматически, на основе единства гуморальных и нервных механизмоврегуляции осуществляется саморегуляция физиологических функций, обеспечивающаяподдержание жизнедеятельности организма на постоянном уровне. При малых уровняхвоздействия раздражителя человек просто воспринимает информацию, поступающую извне.Он видит окружающий мир, слышит его звуки, вдыхает аромат различных запахов,осязает и использует в своих целях воздействие многих факторов. При высокихуровнях воздействия проявляются нежелательные биологические эффекты.Компенсация изменений факторов среды обитания оказывается возможной благодаряактивации систем, ответственных за адаптацию (приспособление).

Защитныеприспособительные реакции имеют три стадии: нормальная физиологическая реакция(гомеостаз); нормальные адаптационные изменения; патофизиологическиеадаптационные изменения с вовлечением в процесс анатомо-морфологическихструктур (структурные изменения на клеточно-тканевом уровне).

Гомеостази адаптация –два конечных результата, организующих функциональные системы.

Вмешательствовнешних механизмов в состояние гомеостаза приводит к адаптивной перестройке, врезультате которой одна или несколько функциональных систем организма компенсируютдискоординацию для восстановления равновесия. Вначале происходит мобилизацияфункциональной системы, адекватной к данному раздражителю, затем на фоненекоторого снижения резервных возможностей организма включается система специфическойадаптации и обеспечивается необходимое повышение функциональной активностиорганизма. В безвыходных ситуациях, когда раздражитель чрезмерно силен,эффективная адаптация не формируется и сохраняется нарушение гомеостаза;стимулируемый этими нарушениями стресс достигает чрезвычайной интенсивности идлительности; в такой ситуации возможно развитие заболеваний.

Впроцессе трудовой деятельности человек расплачивается за адаптацию кпроизводственным факторам. Расплата за эффективный труд или оптимальныйрезультат трудовой деятельности носит название «цена адаптации», причем нередкорасплата формируется в виде перенапряжения или длительного сниженияфункциональной активности механизмов нервной регуляции как наиболее легкоранимых и ответственных за постоянство внутренней среды.

Ворганизме человека функционирует ряд систем обеспечения безопасности. К ним относятсяглаза, уши, нос, костно-мышечная система, кожа, система иммунной защиты.Например, глаза имеют веки –две кожно-мышечные складки, закрывающие глазноеяблоко при смыкании. Веки несут функцию защиты глазного яблока, предохраняяорган зрения от чрезмерного светового потока и механического повреждения,способствуют увлажнению его поверхности и удалению со слезой инородных тел. Ушипри чрезмерно громких звуках обеспечивают защитную реакцию: две самые маленькиемышцы среднего уха резко сокращаются, и три самых маленьких косточки(молоточек, наковальня и стремячко) перестают колебаться, наступает блокировка,и система косточек не пропускает во внутреннее ухо чрезмерно сильных звуковыхколебаний.

Чиханиеотносится к группе защитных реакций и представляет собой форсированный выдохчерез нос (при кашле – форсированный выдох через рот). Благодаря высокойскорости, воздушная струя уносит из полости носа попавшие туда инородные тела ираздражающие агенты.

Слезотечениевозникает при попадании раздражающих веществ на слизистую оболочку верхнихдыхательных путей: носа, носоглотки, трахеи и бронхов. Слеза выделяется нетолько наружу, но и попадает через слезоносный канал в полость носа, смывая темсамым раздражающее вещество (поэтому «хлюпают» носом при плаче).

Больвозникает при нарушении нормального течения физиологических процессов ворганизме вследствие воздействия вредных факторов. Субъективно, человеквоспринимает боль как тягостное, гнетущее ощущение. Объективно боль,сопровождается некоторыми вегетативными реакциями (расширением зрачков,повышением кровяного давления, бледностью кожных покровов лица и др.). Характерболевых ощущений зависит от особенностей конкретного органа и силы разрушительноговоздействия. Например, боль при повреждении кожи отличается от головной боли,при травме нервных стволов возникает жгучее болевое ощущение – каузалгия.Болевое ощущение как защитная реакция нередко указывает на локализацию процесса.В зависимости от локализации различают два типа симптоматических болевыхощущений: висцеральные и соматические. Висцеральные боли появляются призаболевании или травме внутренних органов (сердца, желудка, печени, почек и др.);для них характерно сильное болевое ощущение и широкая иррадиация, возможна«отраженная боль», которая ощущается далеко от проекции пораженного органа,иногда в другой части тела. Соматические боли возникают при патологическихпроцессах в коже, костях, мышцах, они локализованы и наиболее отчетливовыполняют функцию естественной защиты информационным способом.

Ещеодин пример естественной системы защиты –движение. Активное движение нередкоприглушает душевную и физическую боль. Этот механизм бдительно стоит на страженервного благополучия, готовый в случае надобности предохранить мозг от слишкомбольшого горя и слишком большой радости.

Ворганизме человека функционирует система иммунной защиты. Иммунитет – этосвойство организма, обеспечивающее его устойчивость к действию чужеродных белков,болезнетворных (патогенных) микробов и их ядовитых продуктов.

Различаютестественный и приобретенный иммунитет. Естественный, или врожденный иммунитет– это видовой признак, передающийся по наследству (например, люди не заражаютсячумой рогатого скота). Если микробы все-таки проникли в организм, ихраспространение задерживается благодаря развивающейся реакции воспаления.Печень, селезенка, лимфатические узлы также способны задерживать и частичнообезвреживать продукты деятельности микробов.

Значительнаяроль в иммунитете принадлежит специфическим защитным факторам сыворотки крови –антителам, которые накапливаются в сыворотке после перенесенного заболевания, атакже после искусственной иммунизации (прививок).

Впроцессе активной иммунизации изменяется чувствительность организма кповторному введению соответствующего антигена, т.е. изменяетсяиммунореактивность организма в форме повышения или понижения чувствительностиотдельных органов и тканей к микробам, ядам или другим антигенам. Изменениеиммунореактивности не всегда полезно для организма: при повышениичувствительности к какому-нибудь антигену могут развиться аллергическиезаболевания. Иммуно-логическая реактивность существенно зависит от возраста: уноворожденных она резко снижена, у пожилых развита слабее, чем у лиц среднеговозраста.

/> 

3.2. ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ И ИХНОРМИРОВАНИЕ

Оценканегативных факторов. При оценке воздействия негативных факторов на человекаследует учитывать степень влияния их на здоровье и жизнь человека, уровень ихарактер изменений функционального состояния и возможностей организма, егопотенциальных резервов, адаптивных способностей и возможности развития последних.

Приоценке допустимости воздействия вредных факторов на организм человека исходятиз биологического закона субъективной количественной оценки раздражителя Вебера– Фехнера. Он выражает связь между изменением интенсивности раздражителя исилой вызванного ощущения: реакция организма прямо пропорциональнаотносительному приращению раздражителя

гдеdL – элементарное ощущение организма; а – коэффициентпропорциональности; dR–элементарное приращение раздражителя.

Интегрируяданное выражение и принимая а == 101ge, получают уровень ощущения раздражителя(дБ)

гдеRo – пороговое значение ощущений, т.е. минимальнаяэнергия раздражителя, характеризующая начало ощущения.

Набазе закона Вебера – Фехнера построено нормирование вредных факторов. Чтобыисключить необратимые биологические эффекты, воздействие факторовограничивается предельно допустимыми уровнями или предельно допустимымиконцентрациями.

Предельнодопустимый уровень или предельно допустимая концентрация – это максимальноезначение фактора, которое, воздействуя на человека (изолированно или всочетании с другими факторами), не вызывает у него и у его потомствабиологических изменений даже скрытых и временно компенсируемых, в том числезаболеваний, изменений реактивности, адаптационно-компенсаторных возможностей,иммунологических реакций, нарушений физиологических циклов, а такжепсихологических нарушений (снижения интеллектуальных и эмоциональныхспособностей, умственной работоспособности). ПДК и ПДУ устанавливают дляпроизводственной и окружающей среды. При их принятии руководствуются следующимипринципами:

–приоритет медицинских и биологических показаний к установлению санитарныхрегламентов перед прочими подходами (технической достижимостью, экономическимитребованиями);

–пороговость действия неблагоприятных факторов (в том числе химическихсоединений с мутагенным или канцерогенным эффектом действия, ионизирующегоизлучения);

–опережение разработки и внедрения профилактических мероприятий появленияопасного и вредного фактора.

Нижерассмотрено воздействие на организм человека и гигиеническое нормирование негативныхфакторов техносферы [3.1–3.3].

/>3.2.1. Вредные вещества

Внастоящее время известно около 7 млн. химических веществ и соединений (далеевещество), из которых 60 тыс. находят применение в деятельности человека. Намеждународном рынке ежегодно появляется 500...1000 новых химических соединенийи смесей.

Вреднымназывается вещество, которое при контакте с организмом человека может вызыватьтравмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемыесовременными методами как в процессе контакта с ним, так и в отдаленные срокижизни настоящего и последующих поколений.

Химическиевещества (органические, неорганические, элементорганические) в зависимости отих практического использования классифицируются на:

–промышленные яды, используемые в производстве: например, органическиерастворители (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 игрибах (аконит, цикута), у животных и насекомых (змей, пчел, скорпионов);

–отравляющие вещества (ов): зарин, иприт, фосген и др.

Ядовитыесвойства могут проявить все вещества, даже такие, как поваренная соль в большихдозах или кислород при повышенном давлении. Однако к ядам принято относить лишьте, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительнонебольших количествах.

Кпромышленным ядам относится большая группа химических веществ и соединений,которые в виде сырья, промежуточных или готовых продуктов встречаются впроизводстве.

Ворганизм промышленные химические вещества могут проникать через органы дыхания,желудочно-кишечный тракт и неповрежденную кожу. Однако основным путемпоступления являются легкие. Помимо острых и хронических профессиональныхинтоксикаций, промышленные яды могут быть причиной понижения устойчивостиорганизма и повышенной общей заболеваемости.

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

Токсическоедействие вредных веществ характеризуется показателями токсикометрии, в соответствиис которыми вещества классифицируют на чрезвычайно токсичные, высокотоксичные,умеренно токсичные и малотоксичные. Эффект токсического действия различныхвеществ зависит от количества, попавшего в организм вещества, его физическихсвойств, длительности поступления, химизма взаимодействия с биологическимисредами (кровью, ферментами). Кроме того, эффект зависит от пола, возраста,индивидуальной чувствительности, путей поступления и выведения, распределения ворганизме, а также метеорологических условий и других сопутствующих факторовокружающей среды.

Общаятоксикологическая классификация вредных веществ приведена в табл.3.2.

Таблица3.2. Токсикологическая классификация вредных веществ

Общее токсическое воздействие Токсичные вещества

Нервно-паралитическое действие (брон-хоспазм, 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, сознания)

Фосфорорганические инсектициды (хлорофос, карбофос, никотин, 0В и др.)

Дихлорэтан, гексахлоран, уксусная эссенция, мышьяк и его соединения, ртуть (сулема)

Синильная кислота и ее производные, угарный газ, алкоголь и его суррогаты, 0В

Оксиды азота, 0В

Пары крепких кислот и щелочей, хлорпикрин, 0В

Наркотики, атропин

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

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

–нервные, вызывающие нарушение преимущественно психической активности (угарныйгаз, фосфорорганические соединения, алкоголь и его суррогаты, наркотики,снотворные лекарственные препараты и др.);

–печеночные, среди которых особо следует выделить хлорированные углеводороды,ядовитые грибы, фенолы и альдегиды;

–почечные – соединения тяжелых металлов этиленгликоль, щавелевая кислота;

–кровяные –анилин и его производные, нитриты, мышьяковистый водород;

–легочные – оксиды азота, озон, фосген и др.

Показателитоксиметрии и критерии токсичности вредных веществ – это количественныепоказатели токсичности и опасности вредных веществ. Токсический эффект придействии различных доз и концентраций ядов может проявиться функциональными иструктурными (патоморфологическими) изменениями или гибелью организма. В первомслучае токсичность принято выражать в виде действующих, пороговых инедействующих доз и концентраций, во втором – в виде смертельных концентраций.

Смертельные,или летальные дозы DL при введении в желудок или в организм другими путямиили смертельные концентрации CL могут вызывать единичные случаи гибели (минимальныесмертельные) или гибель всех организмов (абсолютно смертельные). В качествепоказателей токсичности пользуются среднесмертельными дозами и концентрациями: DL50,CL50–это показатели абсолютной токсичности.Среднесмертельная концентрация вещества в воздухе CLso – этоконцентрация вещества, вызывающая гибель 50% подопытных животных при2–4-часовом ингаляционном воздействии (мг/м3); среднесмертельная доза привведении в желудок (мг/кг), обозначается как DL50, среднесмертельнаядоза при нанесении на кожу DLК50.

Степеньтоксичности вещества определяется отношением 1/DL50 и 1/CL50;чем меньше значения токсичности DL50 и CL50 тем вышестепень токсичности.

Обопасности ядов можно судить также по значениям порогов вредного действия(однократного, хронического) и порога специфического действия.

Порогвредного действия (однократного или хронического) – это минимальная (пороговая)концентрация (доза) вещества, при воздействии которой в организме возникаютизменения биологических показателей на организменном уровне, выходящие запределы приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная)патология. Порог однократного действия обозначается Limac порогхронического Limch порог специфического Limsp.

Опасностьвещества –это вероятность возникновения неблагоприятных для здоровья эффектов вреальных условиях производства или применении химических соединений.

Возможностьострого отравления может оцениваться коэффициентом опасности внезапного острогоингаляционного отравления (КОВОИО)

КОВОИО=Cгo/(CL50λ)

гдеСго –насыщенная концентрация при температуре 20 °С; λ –коэффициентраспределения газа между кровью и воздухом.

Приутечке газа или летучего вещества возможность острого отравления тем выше, чемвыше насыщающая концентрация при температуре 20 °С. Если КОВОИО меньше 1 –опасность острого отравления мала, если КОВОИО выражается единицами, десяткамии более, существует реальная опасность острого отравления при аварийной утечкепромышленного яда, например, для паров этанола КОВОИО меньше 0,001, хлороформаоколо 7, формальгликоля около 600.

Еслиневозможно определить значение λ то вычисляют коэффициент возможностиингаляционного отравления (КВИО)

КВИО= C20/CL50.

Ореальной опасности развития острого отравления можно судить также по значениюзоны острого действия. Зона острого (однократного) токсического действия Zac–этоотношение среднесмертельной концентрации (дозы) вещества CL50 к пороговойконцентрации (дозе) при однократном воздействии Cmin: Zac =Cl50/Cmin. Чем меньше зона, тем больше возможность острого отравленияи наоборот. Показателем реальной опасности развития хронической интоксикацииявляется значение зоны хронического действия Zch, т.е.отношение пороговой концентрации (дозы) при однократном воздействии Сmin кпороговой концентрации (дозе) при хроническом воздействии Limch.Чем больше зона хронического действия, тем выше опасность Zch= Cmin/Limch.Показатели токсикометрии определяют класс опасности вещества, определяющимявляется тот показатель, который свидетельствует о наибольшей степениопасности. Например, озон, будучи веществом остронаправленного действия,относится к 1-му классу опасности, его ПДК = 0,1 мг/м3; оксид углеродаотносится также к веществам остронаправленного действия, однако по показателямострой и хронической токсичности для него установлена ПДК = 20 мг/м3, 4-й классопасности. В табл.3.3. приведена классификация производственных вредных веществпо степени опасности.


Таблица3.3. Классификация производственных вредных веществ по степени опасности (ГОСТ12.1.007–76)

Показатель Класс опасности 1 2 3 4 ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м Менее 0,1 0,1–1,0 1.1–10.0 Более 10 Средняя смертельная доза при введении в желудок DL50, мг/кг Менее 15 15–150 151–5000 Более 5000 Средняя смертельная доза при нанесении на кожу DLж50мг/кг Менее 100 100–500 501–2500 Более 2500 Средняя смертельная концентрация CL50 в воздухе, мг/м Менее 500 500–5000 5001–50000 Более 50000 Зона острого действия Zac Менее 6 6–18 18,1–54 Более 54 Зона хронического действия Zch Более 10 10–5 4,9–2.5 Менее 2,5 КВИО Более 300 300–30 29–3 Менее 3,0

Отравленияпротекают в острой, подострой и хронической формах. Острые отравления чащебывают групповыми и происходят в результате аварий, поломок оборудования игрубых нарушений требований безопасности труда; они характеризуютсякратковременностью действия токсичных веществ не более, чем в течение однойсмены; поступлением в организм вредного вещества в относительно большихколичествах – при высоких концентрациях в воздухе; ошибочном приеме внутрь;сильном загрязнении кожных покровов. Например, чрезвычайно быстрое отравлениеможет наступить при воздействии паров бензина, сероводорода высокихконцентраций и закончиться гибелью от паралича дыхательного центра, еслипострадавшего сразу же не вынести на свежий воздух. Оксиды азота вследствиеобщетоксического действия в тяжелых случаях могут вызвать развитие комы, судороги,резкое падение артериального давления.

Хроническиеотравления возникают постепенно, при длительном поступлении яда в организм вотносительно небольших количествах. Отравления развиваются вследствиенакопления массы вредного вещества в организме (материальной кумуляции) иливызываемых ими нарушений в организме (функциональная кумуляция). Хроническиеотравления органов дыхания могут быть следствием перенесенной однократной илинескольких повторных острых интоксикаций. К ядам, вызывающим хроническиеотравления в результате только функциональной кумуляции, относятсяхлорированные углеводороды, бензол, бензины и др.

Приповторном воздействии одного и того же яда в субтоксической дозе можетизмениться течение отравления и кроме явления кумуляции развитьсясенсибилизация и привыкание.

Сенсибилизация–состояние организма, при котором повторное воздействие вещества вызываетбольший эффект, чем предыдущее. Эффект сенсибилизации связан с образованием вкрови и других внутренних средах измененных и ставших чужеродными для организмабелковых молекул, индуцирующих формирование антител. Повторное, даже болееслабое токсическое воздействие с последующей реакцией яда с антителами вызываетизвращенный ответ организма в виде явлений сенсибилизации. Более того, в случаепредварительной сенсибилизации возможно развитие аллергических реакций,выраженность которых зависит не столько от дозы воздействующего вещества,сколько от состояния организма. Аллергизация значительно осложняет течениеострых и хронических интоксикаций, нередко приводя к ограничениютрудоспособности. К веществам, вызывающим сенсибилизацию, относятся бериллий иего соединения, карбонилы никеля, железа, кобальта, соединения ванадия и т.д.

Приповторяющемся воздействии вредных веществ на организм можно наблюдать и ослаблениеэффектов вследствие привыкания. Для развития привыкания к хроническомувоздействию яда необходимо, чтобы его концентрация (доза) была достаточной дляформирования ответной приспособительной реакции и не чрезмерной, приводящей кбыстрому и серьезному повреждению организма. При оценке развития привыкания ктоксическому воздействию надо учитывать возможное развитие повышеннойустойчивости к одним веществам после воздействия других. Это явление называюттолерантностью.

Существуютадаптогены (витамины, женьшень, элеутерококк), способные уменьшить реакциювоздействия вредных веществ и увеличить устойчивость организма ко многимфакторам окружающей среды, в том числе химическим. Однако следует иметь в виду,что привыкание является лишь фазой приспособительного процесса, и уловить граньмежду физиологической нормой и напряжением регуляторных механизмов не всегдаудается. Перенапряжение же систем регуляции приводит к срыву адаптации иразвитию патологических процессов.

Напроизводстве, как правило, в течение рабочего дня концентрации вредных веществне бывают постоянными. Они либо нарастают к концу смены, снижаясь за обеденныйперерыв, либо резко колеблются, оказывая на человека интермиттирующее(непостоянное) действие, которое во многих случаях оказывается более вредным,чем непрерывное, так как частые и резкие колебания раздражителя ведут к срывуформирования адаптации. Неблагоприятное действие интермиттирующего режимаотмечено при вдыхании оксида углерода СО.

Биологическоедействие вредных веществ осуществляется через рецепторный аппарат клеток ивнутриклеточных структур. Во многих случаях рецепторами токсичности являютсяферменты (например, ацетилхолинэстераза), аминокислоты (цистеин, гистидин и др.),витамины, некоторые активные функциональные группы (сульфгидрильные,гидроксильные, карбоксильные, амино — и фосфорсодержащие), а также различныемедиаторы и гормоны, регулирующие обмен веществ. Первичное специфическоедействие вредных веществ на организм обусловлено образованием комплекса«вещество – рецептор». Токсическое действие яда проявляется тогда, когдаминимальное число его молекул способно связывать и выводить из строя наиболеежизненно важные клетки-мишени. Например, токсины ботулинуса способны накапливатьсяв окончаниях периферических двигательных нервов и при содержании восьми молекулна каждую нервную клетку вызывать их паралич. Таким образом, 1 мг ботулинусаможет уничтожить 1200 т живого вещества, а 200 г этого токсина способны погубить все население Земли.

Классификациявеществ по характеру воздействия на организм и общие требования безопасностирегламентируются ГОСТ 12.0.003–74*. Согласно ГОСТ вещества подразделяются натоксические, вызывающие отравление всего организма или поражающие отдельныесистемы (Ц НС, кроветворения), вызывающие патологические изменения печени,почек; раздражающие – вызывающие раздражение слизистых оболочек дыхательныхпутей, глаз, легких, кожных покровов; сенсибилизирующие, действующие какаллергены (формальдегид, растворители, лаки на основе нитро — и нитрозосоединенийи др.); мутагенные, приводящие к нарушению генетического кода, изменениюнаследственной информации (свинец, марганец, радиоактивные изотопы и др.);канцерогенные, вызывающие, как правило, злокачественные новообразования(циклические амины, ароматические углеводороды, хром, никель, асбест и др.);влияющие на репродуктивную (детородную) функцию (ртуть, свинец, стирол, радиоактивныеизотопы и др.).

Трипоследних вида воздействия вредных веществ – мутагенное, канцерогенное, влияниена репродуктивную функцию, а также ускорение процесса старения сердечно-сосудистойсистемы относят к отдаленным последствиям влияния химических соединений наорганизм. Это специфическое действие, которое проявляется в отдаленные периоды,спустя годы и даже десятилетия. Отмечается появление различных эффектов и впоследующих поколениях. Эта классификация не учитывает агрегатного состояниявещества, тогда как для большой группы аэрозолей, не обладающих выраженнойтоксичностью, следует выделить фиброгенный эффект действия ее на организм. Кним относятся аэрозоли дезинтеграции угля, угольнопородные аэрозоли, аэрозоликокса (каменноугольного, пекового, нефтяного, сланцевого), саж, алмазов,углеродных волокнистых материалов, аэрозоли (пыли) животного и растительногопроисхождения, силикатсодержащие пыли, силикаты, алюмосиликаты, аэрозолидезинтеграции и конденсации металлов, кремнийсодержащие пыли.

Попадаяв органы дыхания, вещества этой группы вызывают атрофию или гипертрофиюслизистой верхних дыхательных путей, а задерживаясь в легких, приводят кразвитию соединительной ткани в воздухообменной зоне и рубцеванию (фиброзу)легких. Профессиональные заболевания, связанные с воздействием аэрозолей,пневмокониозы и пневмосклерозы, хронический пылевой бронхит занимают второеместо по частоте среди профессиональных заболеваний в России.

Взависимости от природы пыли, пневмокониозы могут быть различных видов:например, силикоз – наиболее частая и характерная форма пневмокониоза,развивающаяся при действии свободного диоксида кремния; силикатоз можетразвиваться при попадании в легкие аэрозолей солей кремниевой кислоты; асбестоз– одна из агрессивных форм силикатоза, сопровождающаяся фиброзом легких инарушениями функций нервной и сердечно-сосудистой систем.

Наличиефиброгенного эффекта не исключает общетоксического воздействия аэрозолей. К ядовитымпылям относят аэрозоли ДДТ, триоксид хрома, свинца, бериллия, мышьяка и др. Припопадании их в органы дыхания помимо местных изменений в верхних дыхательныхпутях развивается острое или хроническое отравление.

Большинствослучаев профессиональных заболеваний и отравлений связано с поступлениемтоксических газов, паров и аэрозолей в организм человека главным образом черезорганы дыхания. Этот путь наиболее опасен, поскольку вредные вещества поступаютчерез разветвленную систему легочных альвеол (100–120 м2) непосредственно вкровь и разносятся по всему организму. Развитие общетоксического действияаэрозолей в значительной степени связано с размером частиц пыли, так как пыль счастицами до 5 мкм (так называемая респирабельная фракция) проникает в глубокиедыхательные пути, в альвеолы, частично или полностью растворяется в лимфе и, поступаяв кровь, вызывает картину интоксикации. Мелкодисперсную пыль трудно улавливать;она медленно оседает, витая в воздухе рабочей зоны.

Попаданиеядов в желудочно-кишечный тракт возможно при несоблюдении правил личнойгигиены: приеме пищи на рабочем месте и курении без предварительного мытья рук.Ядовитые вещества могут всасываться уже из полости рта, поступая сразу в кровь.К таким веществам относятся все жирорастворимые соединения, фенолы, цианиды.Кислая среда желудка и слабощелочная среда кишечника могут способствоватьусилению токсичности некоторых соединений (например, сульфат свинца переходит вболее растворимый хлорид свинца, который легко всасывается). Попадание яда(ртути, меди, церия, урана) в желудок может быть причиной поражения его слизистой.

Вредныевещества могут попадать в организм человека через неповрежденные кожные покровы,причем не только из жидкой среды при контакте с руками, но и в случае высокихконцентраций токсических паров и газов в воздухе на рабочих местах. Растворяясьв секрете потовых желез и кожном жире, вещества могут легко поступать в кровь.К ним относятся легко растворимые в воде и жирах углеводороды, ароматическиеамины, бензол, анилин и др. Повреждение кожи, безусловно, способствуетпроникновению вредных веществ в организм.

Распределениеядовитых веществ в организме подчиняется определенным закономерностям.Первоначально происходит динамическое распределение вещества в соответствии с интенсивностьюкровообращения. Затем основную роль начинает играть сорбционная способность тканей.Существуют три главных бассейна, связанных с распределением вредных веществ: внеклеточнаяжидкость (14 л для человека массой 70 кг), внутриклеточная жидкость (28 л) и жировая ткань. Поэтому распределение веществ зависит от такихфизико-химических свойств, как водорастворимость, жирорастворимость испособность к диссоциации. Для ряда металлов (серебра, марганца, хрома,ванадия, кадмия и др.) характерно быстрое выведение из крови и накопление в печении почках. Легко диссоциируемые соединения бария, бериллия, свинца образуютпрочные соединения с кальцием и фосфором и накапливаются в костной ткани.

Оченьважно отметить комбинированное действие вредных веществ на здоровье человека.На производстве и в окружающей среде редко встречается изолированное действиевредных веществ; обычно работающий на производстве подвергается сочетанномудействию неблагоприятных факторов разной природы (физических, химических) иликомбинированному влиянию факторов одной природы, чаще ряду химических веществ.Комбинированное действие – это одновременное или последовательное действие наорганизм нескольких ядов при одном и том же пути поступления. Различаютнесколько типов комбинированного действия ядов в зависимости от эффектов токсичности:аддитивного, потенцированного, антогонистического и независимого действия.

Аддитивноедействие–это суммарный эффект смеси, равный сумме эффектов действующихкомпонентов. Аддитивность характерна для веществ однонаправленного действия,когда компоненты смеси оказывают влияние на одни и те же системы организма,причем при количественно одинаковой замене компонентов друг другом токсичностьсмеси не меняется. Для гигиенической оценки воздушной среды при условииаддитивного действия ядов используют уравнение (0.1) в виде:

/>

гдеC1, С2,..., Сп –концентрации каждого вещества ввоздухе, мг/м3;

ПДК1ПДК2,..., ПДКn–предельно допустимые концентрации этих веществ,мг/м3.

Примеромаддитивности является наркотическое действие смеси углеводородов (бензола иизопропилбензола).

Припотенцированном действии (синергизме) компоненты смеси действуют так, что одновещество усиливает действие другого. Эффект комбинированного действия присинергизме выше, больше аддитивного и это учитывается при анализе гигиеническойситуации в конкретных производственных условиях. Однако количественной оценкиэто явление не получило. Потенцирование отмечается при совместном действиидиоксида серы и хлора; алкоголь повышает опасность отравления анилином, ртутьюи некоторыми другими промышленными ядами. Явление потенцирования возможнотолько в случае острого отравления.

Антагонистическоедействие – эффект комбинированного действия менее ожидаемого. Компоненты смесидействуют так, что одно вещество ослабляет действие другого, эффект – менееаддитивного. Примером может служить антидотное (обезвреживающее) взаимодействиемежду эзерином и атропином.

Принезависимом действии комбинированный эффект не отличается от изолированногодействия каждого яда в отдельности. Преобладает эффект наиболее токсичноговещества. Комбинации веществ с независимым действием встречаются достаточночасто, например бензол и раздражающие газы, смесь продуктов сгорания и пыли.

Нарядус комбинированным влиянием ядов возможно их комплексное действие, когда ядыпоступают в организм одновременно, но разными путями (через органы дыхания и желудочно-кишечныйтракт, органы дыхания и кожу и т.д.).

Путиобезвреживания ядов различны. Первый и главный из них – изменение химическойструктуры ядов. Так, органические соединения в организме подвергаются чащевсего гидроксилированию, ацетилированию, окислению, восстановлению,расщеплению, метилированию, что в конечном итоге приводит большей частью квозникновению менее ядовитых и менее активных в организме веществ.

Неменее важный путь обезвреживания – выведение яда через органы дыхания, пищеварения,почки, потовые и сальные железы, кожу. Тяжелые металлы, как правило, выделяютсячерез желудочно-кишечный тракт, органические соединения алифатического иароматического рядов –в неизменном виде через легкие и частично послефизико-химических превращений через почки и желудочно-кишечный тракт.Определенную роль в относительном обезвреживании ядов играет депонирование(задержка в тех или иных органах). Депонирование является временным путемуменьшения содержания яда, циркулируемого в крови. Например, тяжелые металлы(свинец, кадмий) часто откладываются в депо: костях, печени, почках, некоторыевещества – в нервной ткани. Однако яды из депо могут вновь поступать в кровь,вызывая обострение хронического отравления.

Дляограничения неблагоприятного воздействия вредных веществ применяют гигиеническоенормирование их содержания в различных средах. В связи с тем, что требованиеполного отсутствия промышленных ядов в зоне дыхания работающих частоневыполнимо, особую значимость приобретает гигиеническая регламентациясодержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005–88). Такаярегламентация в настоящее время проводится в три этапа: 1) обоснованиеориентировочного безопасного уровня воздействия (ОБУВ); 2) обоснование ПДК; 3)корректирование ПДК с учетом условий труда работающих и состояния их здоровья.Установлению ПДК может предшествовать обоснование ОБУВ в воздухе рабочей зоны,атмосфере населенных мест, в воде, почве.

Ориентировочныйбезопасный уровень воздействия устанавливают временно, на период,предшествующий проектированию производства. Значение ОБУВ определяется путемрасчета по физико-химическим свойствам или путем интерполяций и экстраполяции вгомологических рядах (близких по строению) соединений или по показателям остройтоксичности. ОБУВ должны пересматриваться через два года после их утверждения.

Предельнодопустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны –это концентрации,которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в продолжение 8 ч или придругой длительности, но не превышающей 41 ч в неделю, в течение всего рабочегостажа не могут вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья,обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или вотдаленные сроки жизни настоящего или последующего поколений.

Исходнойвеличиной для установления ПДК является порог хронического действия Limch,в который вводится коэффициент запаса K3:

ПДК=Limch/K3

ПДКустанавливают на уровне в 2–3 раза более низком, чем Limch. Приобосновании коэффициента запаса учитывают КВИО, выраженные кумулятивныесвойства, возможность кожно-резорбтивного действия, чем они значительнее, тембольше избираемый коэффициент запаса. При выявлении специфического действия –мутагенного, канцерогенного, сенсибилизирующего –принимаются наибольшиезначения коэффициента запаса (10 и более).

Донедавнего времени ПДК химических веществ оценивали как максимально разовыеПДКмр. Превышение их даже в течение короткого времени запрещалось. В последнеевремя для веществ, обладающих кумулятивными свойствами (меди, ртути, свинца и др.),для гигиенического контроля введена вторая величина –среднесменная концентрацияПДКсс. Это средняя концентрация, полученная путем непрерывного или прерывистогоотбора проб воздуха при суммарном времени не менее 75% продолжительностирабочей смены, или средневзвешенная концентрация в течение смены в зоне дыханияработающих на местах постоянного или временного их пребывания.

Содержаниевредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных ПДК. Вкачестве примера в табл.3.4. приведены ПДК некоторых веществ.


Таблица3.4. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоныпо ГОСТ 12.1.005–85 (извлечение)

Наименование вещества ПДК. мг/м3 Преимущественное агрегатное состояние в условиях производства Класс опасности Особенности действия на организм Азота диоксид 2 П 3 О Акрилонитрил+ 0,5 П 2 А Алюминий и его сплавы (в пересчете на алюминий) 2 а 3 Ф Аминопласты (пресс-порошки) 6 а 3 Ф, А Ангидрид серный + (триоксид серы) 1 а 2 Ангидрид сернистый + (диоксид серы) 10 П 3 Бензол + 15/5 П 2 К Бснз(а) пирен 0.00015 а 1 К Водород фтористый (в пересчете на F) 0.5/0.1 п 1 О Медь 1/0,5 а 2 Никеля карбонил 0.0005 п 1 O,K,A Ртуть металлическая 0.01/0,005 п 1 Свинец и его неорганические соединения (по РЬ) 0.01/0.005 а 1 Углерода оксид* 20 п 4 О Этилмеркурхлорид (гранозан), по Hg 0,005 п+а 1 А /> /> /> /> /> />

*При длительности работы в атмосфере, содержащей оксид углерода СО, не более 1 чПДК СО может быть превышена до 50 мг/м3, при длительности работы не более 30мин –до 100 мг/м3, не более 15 мин – 200 мг/м3. Повторные работы при условииповышенного содержания оксида углерода в воздухе рабочей зоны могутпроизводиться с перерывом не менее 2 ч

Примечания.1.Значения ПДК приведены по состоянию на 01.01.88. Если в графе «ПДК» приведенодве величины, то это означает, что в числителе дана максимальная, а в знаменателе– среднесменная ПДК.2. Условные обозначения: п – пары и (или) газы; а–аэрозоль; п+а –смесь поров и аэрозоля; О –вещество с остронапровлспныммеханизмом действия, требующее автоматического контроля за его содержанием ввоздухе; А – вещества, способные вызывать аллергические заболевания; К –канцерогены; Ф – аэрозоли преимущественно фиброгенного действия.3. + –требуется специальная защита кожи и глаз

Длявеществ, обладающих кожно-резорбтивным действием, обосновывается предельнодопустимый уровень загрязнения кожи (мг/см2) в соответствии с СН 4618–88 (табл.3.5).

Содержаниевеществ в атмосферном воздухе населенных мест также регламентируется ПДК, приэтом нормируется среднесуточная концентрация вещества. Кроме того, дляатмосферы населенных мест устанавливают максимальную разовую величину.

Предельнодопустимые концентрации вредных веществ в воздухе населенных мест –максимальныеконцентрации, отнесенные к определенному периоду осреднения (30 мин, 24 ч, 1мес, 1 год) и не оказывающие при регламентированной вероятности их появления нипрямого, ни косвенного вредного воздействия на организм человека, включаяотдаленные последствия для настоящего и последующих поколений, не снижающиеработоспособности человека и не ухудшающие его самочувствия.

Таблица3.5. Предельно допустимые уровни загрязнения кожи рук работающих с вреднымивеществами по СН 4618–88 (извлечение)

Наименование вещества ПДУ, мг/см2 Наименование вещества ПДУ. мг/см2 Бензол 0,05 Метилтестостерон 0,0003 Жирные спирты фракции С5–С10 (амиловый, гексиловый, гептиловый, октиловый, нониловый, дециловый) 0,02

Нитрил акриловой кислоты

Нитробензол

0,001

2,4

Ксилидин 0,08 Металлическая сурьма 0,001 (по сурьме) Ксилол 1,75 Толуол 0,05 Метиловый спирт (метанол) 0,02 Хлорбензол 0,8

Максимальная(разовая) концентрация ПДКмр – наиболее высокая из числа 30-минутныхконцентраций, зарегистрированных в данной точке за определенный период наблюдения.

Воснову установления максимальной разовой ПДК положен принцип предотвращениярефлекторных реакций у человека.

Среднесуточнаяконцентрация ПДКсс – средняя из числа концентраций, выявленных в течение сутокили отбираемая непрерывно в течение 24 ч.

Воснову определения среднесуточной концентрации положен принцип предотвращениярезорбтивного (общетоксического) действия на организм.

Еслипорог токсического действия для какого-то вещества оказывается менеечувствительным, то решающим в обосновании ПДК является порог рефлекторноговоздействия как наиболее чувствительный. В подобных случаях ПДКмр > ПДКсс,например, для бензина и акролеина. Если же порог рефлекторного действия менеечувствителен, чем порог токсического действия, то принимают ПДКмр = ПДКсс.Существует группа веществ, у которых отсутствует порог рефлекторного действия(мышьяк, марганец и др.) или он выражен недостаточно четко [оксид ванадия (V)].Для таких веществ ПДКмр не нормируется, а устанавливается лишь ПДКсс. Этиконцентрации определены списком № 3086–84, утвержденным МЗ России (табл.3.6).

Нормированиекачества воды рек, озер и водохранилищ проводят в соответствии с «Санитарнымиправилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения» № 4630–88 МЗ СССРдвух категорий: I – водоемы хозяйственно-питьевого и культурно-бытовогоназначения и II –рыбохозяйственного назначения.


Таблица3.6. Предельно допустимые концентрации некоторых вредных

веществ(мг/м3) в атмосферном воздухе населенных мест (извлечения)

Вещество ПДКмр ПДКсс Класс опасности Диоксид азота 0,085 0,04 2 Оксид азота 0,6 0,06 3 Бенз(а) пирен – 0,1 мгк/100 м3 1 Бензол 1,5 0,1 2 Диоксид серы 0,5 0,05 3 Неорганическая пыль 0,15 0,05 3 Свинец и его соединения, кроме тетраэтилсвинца (в пересчете на Рь) – 0,0003 1 Оксид углерода 5 3 4

Правилаустанавливают нормируемые значения для следующих параметров воды водоемов:содержание плавающих примесей и взвешенных веществ, запах, привкус, окраска итемпература воды, значение рН, состав и концентрации минеральных примесей ирастворенного в воде кислорода, биологическая потребность воды в кислороде,состав и ПДКв ядовитых и вредных веществ и болезнетворных бактерий.

Лимитирующийпоказатель вредности (ЛПВ) для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытовогоназначения используют трех видов: санитарно-токсикологический, общесанитарный иорганолептический; для водоемов рыбохозяйственного назначения наряду суказанными используют еще два вида ЛПВ: токсикологический и рыбохозяйственный.

Втабл.3.7 представлены ПДКв некоторых веществ для водоемов.

Таблица3.7. ПДКв некоторых веществ для водоемов (извлечения)

Вещество Водоемы I категории Водоемы II категории ЛПВ ПДКв, г/м3 (мг/л) ЛПВ ПДКв, г/м3 (мг/л) Бензол Санитарно-токсикологический 0,5 Токсикологический 0,5 Фенолы Органолептический 0,001 Рыбохозяйственный 0,001 Бензин, керосин То же 0,1 То же 0,01 Си 2+ (медь) Общесанитарный 1,0 Токсикологический 0,01

Санитарноесостояние водоема отвечает требованиям норм при выполнении следующего соотношения:

/>

гдеСim– концентрация вещества i-го ЛПВ врасчетном створе водоема; ПДКi–предельно допустимая концентрация i-говещества.

Дляводоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения проверяютвыполнение трех, а для водоемов рыбохозяйственного назначения – пятинеравенств. При этом каждое вещество можно учитывать только в одномнеравенстве.

Гигиеническиеи технические требования к источникам водоснабжения и правила их выбора в интересахздоровья населения регламентируются ГОСТ 2761–84*. Гигиенические требования ккачеству питьевой воды централизованных систем питьевого водоснабжения указаныв санитарных правилах и нормах СанПиН 2.1.4.559–96 и СанПиН 2.1.4.544–966.

Нормированиехимического загрязнения почв осуществляется по предельно допустимымконцентрациям (ПДКп). Это концентрация химического вещества (мг) в пахотномслое почвы (кг), которая не должна вызывать прямого или косвенногоотрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, атакже на самоочищающую способность почвы. По своей величине ПДКп значительноотличается от принятых допустимых концентраций для воды и воздуха. Это отличиеобъясняется тем, что поступление вредных веществ в организм непосредственно изпочвы происходит в исключительных случаях в незначительных количествах, восновном через контактирующие с почвой среды (воздух, воду, растения).

Таблица3.8. ПДКп для почвы

Вещество ПДКп. мг/кг Вещество ПДКп, мг/кг Марганец 1500 по ОС Бромфос 0,4 по ТВ Мышьяк 2 по ОС Перхлордивинил 0,5 по ТВ Ртуть 2,1 по ОС Изопропилбензол 0,5 по МА Свинец 20 по ОС Фосфора оксид P20s 200 по ТВ Хром 0,05 по MB α-Метилстирол 0,5 по МА Бенз(а) пирен 0,02 по ОС Формальдегид 7 по ОС

Регламентированиезагрязнения осуществляется в соответствии с нормативными документами. Различаютчетыре разновидности ПДКп (табл.3.8) в зависимости от пути миграции химическихвеществ в сопредельные среды: ТВ –транслокационный показатель, характеризующийпереход химического вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу иплоды растений; МА–миграционный воздушный показатель, характеризующий переходхимического вещества из почвы в атмосферу; MB –миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества изпочвы в подземные грунтовые воды и водные источники; ОС – общесанитарный показатель,характеризующий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвыи микробиоценоз.

Дляоценки содержания вредных веществ в почве проводят отбор проб на участкеплощадью 25 м2 в 3...5 точках по диагонали с глубины 0,25 м, а при выяснении влияния загрязнений на грунтовые воды –с глубины 0,75...2 м в количестве 0,2...1кг. В случае применения новых химических соединений, для которых отсутствуютПДКп, рассчитывают временные допустимые концентрации

ВДКп=1,23 + 0,48 ПДКпр,

гдеПДКпр – предельно допустимая концентрация для продуктов питания (овощных иплодовых культур), мг/кг.

Кпрофессиональным заболеваниям, вызываемым воздействием вредных веществ,относятся острые и хронические интоксикации, протекающие с изолированным илисочетанным поражением органов и систем: токсическое поражение органов дыхания(ринофаринголарингит, эрозия, перфорация носовой перегородки, трахеит, бронхит,пневмосклероз и др.), токсическая анемия, токсический гепатит, токсическаянефропатия, токсическое поражение нервной системы (по-линевропатия,неврозоподобные состояния, энцефалопатия), токсическое поражение глаз(катаракта), конъюнктивит, кератоконъюнктивит, токсическое поражение костей:остеопороз, остеосклероз. В эту же группу входят болезни кожи, металлическая,фторопластовая (тефлоновая) лихорадка, аллергические заболевания, новообразования.

Следуетиметь в виду возможность развития профессиональных опухолевых заболеваний,особенно органов дыхания, печени, желудка и мочевого пузыря, лейкозы придлительных контактах с продуктами перегонки каменного угля, нефти, сланцев, ссоединениями никеля, хрома, мышьяка, винилхлоридом, радиоактивными веществами ит.д.

Профессиональныезаболевания, вызываемые воздействием промышленных аэрозолей: пневмокониозы(силикоз, силикатозы, металлокониозы, карбокониозы, пневмокониозы от смешаннойпыли, пневмокониозы от пыли пластмасс), биссиноз, хронический бронхит.

Происходитпостоянный рост частоты профессиональных заболеваний аллергической природы:конъюнктивиты и риниты, бронхиальная астма и астматический бронхит,токсикодермия и экзема, токсикоаллергический гепатит при воздействии химическихвеществ – аллергенов. Среди них существенное место занимают лекарственныепрепараты, например витамины и сульфаниламиды, вещества биологической природы(гормональные и ферментные препараты и т.д.).

Факторысреды обитания, распространенные в условиях населенных мест, могут приводить кросту общих заболеваний, развитие и течение которых провоцируетсянеблагоприятным влиянием окружающей среды. К ним относятсяреспираторно-аллергические заболевания органов дыхания, болезнисердечно-сосудистой системы, печени, почек, селезенки, нарушение детороднойфункции женщин, увеличение числа детей, родившихся с пороками, снижений половойфункции мужчин, рост онкологических заболеваний (см. табл.0.5).

/>3.2.2. Вибрации иакустические колебания

Вибрации.Малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихсяпод воздействием переменного физического поля, называются вибрацией.Воздействие вибрации на человека классифицируют: по способу передачи колебаний;по направлению действия вибрации; по временной характеристике вибрации.

Взависимости от способа передачи колебаний человеку, вибрацию подразделяют на общую,передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека,и локальную, передающуюся через руки человека. Вибрация, воздействующая на ногисидящего человека, на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностямирабочих столов, также относится к локальной.

Понаправлению действия вибрацию подразделяют на: вертикальную, распространяющуюсяпо оси х, перпендикулярной к опорной поверхности; горизонтальную,распространяющуюся по оси у, от спины к груди; горизонтальную,распространяющуюся по оси z, от правого плеча к левому плечу.

Повременной характеристике различают: постоянную вибрацию, для которой контролируемыйпараметр за время наблюдения изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ);непостоянную вибрацию, изменяющуюся по контролируемым параметрам более чем в 2раза.

Вибрацияотносится к факторам, обладающим высокой биологической активностью.Выраженность ответных реакций обусловливается главным образом силойэнергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого телакак сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зонеконтакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющимиразвитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты иамплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения инаправления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явленийрезонанса и других условий.

Междуответными реакциями организма и уровнем воздействующей вибрации нет линейнойзависимости. Причину этого явления видят в резонансном эффекте. При повышениичастот колебаний более 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органахчеловека. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов, наступает поддействием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутреннихорганов с частотами внешних сил. Область резонанса для головы в положении сидяпри вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20...30 Гц, пригоризонтальных –1,5...2 Гц.

Особоезначение резонанс приобретает по отношению к органу зрения. Расстройствозрительных восприятий проявляется в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц, чтосоответствует резонансу глазных яблок. Для органов, расположенных в груднойклетке и брюшной полости, резонансными являются частоты 3...3,5 Гц. Для всеготела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4...6 Гц.

Вибрационнаяпатология стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональныхзаболеваний. Рассматривая нарушения состояния здоровья при вибрационномвоздействии, следует отметить, что частота заболеваний определяется величинойдозы, а особенности клинических проявлений формируются под влиянием спектравибраций. Выделяют три вида вибрационной патологии от воздействия общей,локальной и толчкообразной вибраций.

Придействии на организм общей вибрации страдает, в первую очередь, нервная системаи анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Вибрация являетсяспецифическим раздражителем для вестибулярного анализатора, причем линейныеускорения –для отолитового аппарата, расположенного в мешочках преддверия, аугловые ускорения –для полукружных каналов внутреннего уха.

Урабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройствокоординации движений, симптомы укачивания, вестибуло-вегетативнаянеустойчивость. Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадениемотдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40%,субъективно – потемнением в глазах. Под влиянием общих вибраций отмечаетсяснижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Особенно опаснатолчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующимиреактивными изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние наобменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного,витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.

Вибрационнаяболезнь от воздействия общей вибрации и толчков регистрируется у водителейтранспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, назаводах железобетонных изделий. Для водителей машин, трактористов,бульдозеристов, машинистов экскаваторов, подвергающихся воздействиюнизкочастотной и толчкообразной вибраций, характерны изменения впояснично-крестцовом отделе позвоночника. Рабочие часто жалуются на боли впояснице, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу,раздражительность, быструю утомляемость. В целом картина воздействия общейнизко — и среднечастотной вибрации выражается общими вегетативнымирасстройствами с периферическими нарушениями, преимущественно в конечностях,снижением сосудистого тонуса и чувствительности.

Бичсовременного производства, особенно машиностроения – локальная вибрация.Локальной вибрации подвергаются главным образом люди, работающие с ручныммеханизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудовкисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебаниядействуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижениекожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя иуменьшая подвижность суставов.

Колебаниянизких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот –спазм сосудов.

Срокиразвития периферических расстройств зависят не столько от уровня, сколько отдозы (эквивалентного уровня) вибрации в течение рабочей смены. Преимущественноезначение имеет время непрерывного контакта с вибрацией и суммарное времявоздействия вибрации за смену. У формовщиков, бурильщиков, заточников,рихтовщиков при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через8...10 лет работы. Обслуживание инструмента ударного действия (клепка,обрубка), генерирующим вибрацию среднечастотного диапазона (30...125 Гц),приводит к развитию сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и другихнарушений через 12...15 лет. При локальном воздействии низкочастотной вибрации,особенно при значительном физическом напряжении, рабочие жалуются на ноющие, ломящие,тянущие боли в верхних конечностях, часто по ночам. Одним из постоянныхсимптомов локального и общего воздействия является расстройствочувствительности. Наиболее резко страдает вибрационная, болевая и температурнаячувствительность.

Кфакторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибраций наорганизм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, неблагоприятныемикроклиматические условия, особенно пониженная температура, шум высокойинтенсивности, психоэмоциональный стресс. Охлаждение и смачивание рукзначительно повышают риск развития вибрационной болезни за счет усилениясосудистых реакций. При совместном действии шума и вибрации наблюдаетсявзаимное усиление эффекта в результате его суммации, а возможно, ипотенцирования.

Усугубляющеевлияние сопутствующих факторов учитывается при расчете показателей вероятностивибрационной болезни. В табл.3.9 приведены значения расчетных коэффициентов Кповышения риска вибрационной болезни в зависимости от уровня сопутствующегошума, температуры окружающей среды и категории тяжести работ. Изменение коэффициентовК для шума и температуры находятся в линейной зависимости от значения изменяемогофактора, и поэтому промежуточные значения подсчитывают по экспериментальным формулам:

Кш= (Lш-80) 0,025+1,

Кто= (20-То) 0,08+1,

гдеКш – коэффициент влияния шума; Кто – коэффициент влияния температуры.

Таблица3.9. Коэффициент повышения риска вибрационной болезни в

зависимостиот уровня сопутствующею шума, температуры

окружающейсреды и категории тяжести работ

Уровень звука, дБ А 80 90 100 110 120 Кш 1 1.25 1.5 1,75 2 Изменение уровня звука на 1 дБ А соответствует Кш = 0,025 Температура воздуха рабочей зоны, ˚С +20 +10 –10 –20 -30 Кто 1 1,8 2,6  3,4 4,2  5 Изменение температуры воздуха на 1 ˚С соответствует Кто=0,8 Категория тяжести труда I II III IV Ктяж 1 1,2 1,5 2

Пример.Работа с перфоратором ПТ-29 (Lэкв 128 дБ) производится при температуре 4 ˚C исопровождается шумом уровнем Lэкв = 116 дБ. Необходимо определить срок и вероятностьриска вибрационной болезни в этих условиях Известно, что на пятом году работыбез усугубляющих факторов вероятность вибрационной болезни составляет 1,4%.Коэффициенты влияния сопутствующих факторов (шума и охлаждения) соответственноравны Кш = (116–80) 0,025 + 1 = 1,9, Кто == (20–4) 0,08 + 1 = 2,28. Категориятяжести труда –III, Ктяж =1,5.

Отсюда,вероятность вибрационной болезни составляет 1,4·1,9·2,28·1,5 = 9,1% при стаже 5лет. Сопутствующие факторы увеличили риск вибрационной болезни в 6,5 раз (9,1:1,4).

Длительноесистематическое воздействие вибрации приводит к развитию вибрационной болезни(ВБ), которая включена в список профессиональных заболеваний. Эта болезньдиагностируется, как правило, у работающих на производстве; в условияхнаселенных мест (ВБ) не регистрируется, несмотря на наличие многих источниковвибрации (наземный и подземный транспорт, промышленные источники и др.). Лица,подвергающиеся воздействию вибрации окружающей среды, чаще болеютсердечно-сосудистыми и нервными заболеваниями и обычно предъявляют много жалобобщесоматического характера.

Гигиеническоенормирование вибраций регламентирует параметры производственной вибрации иправила работы с виброопасными механизмами и оборудованием, ГОСТ 12.1.012–90«ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования», Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.556–96«Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».Документы устанавливают: классификацию вибраций, методы гигиенической оценки,нормируемые параметры и их допустимые значения, режимы труда лиц виброопасныхпрофессий, подвергающихся воздействию локальной вибрации, требования кобеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин.

Пригигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются средниеквадратичные значения виброскорости v (и их логарифмические уровни Lv)или виброускорения для локальных вибраций в октавных полосах частот, а дляобщей вибрации – в октавных или треть октавных полосах. Допускаетсяинтегральная оценка вибрации во всем частотном диапазоне нормируемогопараметра, а также по дозе вибрации D с учетом времени воздействия.Допустимые значения Lv представлены в табл.3.10.

Дляобщей и локальной вибрации зависимость допустимого значения виброскорости vt(м/с) от времени фактического воздействия вибрации, не превышающего 480 мин,определяется по формуле:

/>

гдеV480 –допустимое значение виброскорости длядлительности воздействия 480 мин, м/с.

Максимальноезначение vt для локальной вибрации не должно превышать значений,определяемых для T= 30 мин, а для общей вибрации при T= 10 мин.

Прирегулярных перерывах воздействия локальной вибрации в течение рабочей сменыдопустимые значения уровня виброскорости следует увеличивать на значения,приведенные ниже.

Суммарное время перерыва при воздействии вибрации в течение 1 ч работы, мин... До 20 Св.20 до 30 Св.30 до 40 Св.40 Увеличение уровня виброскорости ΔLv, дБ 6 9 12

Допустимыеуровни вибрации в жилых домах, условия и правила их измерения и оценкирегламентируются Санитарными нормами СН 2.2.4/2.18.566–96. Основныминормируемыми параметрами вибрации являются средние квадратичные величиныуровней виброскорости и виброускорения в октавных полосах частот.

Акустическиеколебания. Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает какслышимые, так и неслышимые колебания упругих сред. Акустические колебания вдиапазоне 16 Гц...20 кГц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом,называют звуковыми, с частотой менее 16 Гц–инфразвуковыми, выше 20 кГц–ультразвуковыми. Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создаютакустическое поле.

Ухочеловека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот иинтенсивностей. Область слышимых звуков ограничена двумя пороговыми кривыми:нижняя – порог слышимости, верхняя – порог болевого ощущения. Самые низкиезначения порогов лежат в диапазоне 1...5 кГц. Порог слуха молодого человекасоставляет 0 дБ на частоте 1000 Гц, на частоте 100 Гц порог слуховоговосприятия значительно выше, так как ухо менее чувствительно к звукам низкихчастот. Болевым порогом принято считать звук с уровнем 140 дБ, чтосоответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности 100 Вт/м2. Звуковыеощущения оцениваются по порогу дискомфорта (слабая боль в ухе, ощущениекасания, щекотания).

Таблица3.10. Гигиенические нормы вибраций по ГОСТ 12.1.012–92

(извлечение).

Вид вибрации Допустимый уровень виброскорости, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц 1 2 4 8 16 31,5 63 125 250 500 1000

Общая транспортная:

вертикальная

горизонтальная

Транспортно-технологическая

Технологическая

1132 1123 1114 1108 1107 1107 1107 -- -- -- -- 122 117 116 116 116 116 116 - - - - - 117 108 102 101 101 101 - - - - - 108 99 93 92 92 92 - - - - В производственных помещениях, где нет машин, генерирующих вибрацию - 100 91 85 84 84 84 - - - - В служебных помещениях, здравпунктах, конструкторских бюро, лабораториях - 91 82 76 75 75 75 - - - - Локальная вибрация - - - 115 109 109 109 109 109 109 109

Шумопределяют как совокупность апериодических звуков различной интенсивности ичастоты. Окружающие человека шумы имеют разную интенсивность: разговорная речь– 50...60 дБ А, автосирена – 100 дБ А, шум двигателя легкового автомобиля –80дБ А, громкая музыка –70 дБ А, шум от движения трамвая –70...80 дБ А, шум вобычной квартире –30...40 дБ А.

Поспектральному составу в зависимости от преобладания звуковой энергии всоответствующем диапазоне частот различают низко-, средне-и высокочастотныешумы, по временным характеристикам – постоянные и непостоянные, последние, всвою очередь, делятся на колеблющиеся, прерывистые и импульсные, подлительности действия – продолжительные и кратковременные. С гигиеническихпозиций придается большое значение амплитудно-временным, спектральным ивероятностным параметрам непостоянных шумов, наиболее характерных длясовременного производства.

Интенсивныйшум на производстве способствует снижению внимания и увеличению числа ошибокпри выполнении работы, исключительно сильное влияние оказывает шум на быстротуреакции, сбор информации и аналитические процессы, из-за шума снижаетсяпроизводительность труда и ухудшается качество работы. Шум затрудняетсвоевременную реакцию работающих на предупредительные сигналы внутрицеховоготранспорта (автопогрузчиков, мостовых кранов и т.п.), что способствуетвозникновению несчастных случаев на производстве.

Вбиологическом отношении шум является заметным стрессовым фактором, способным вызватьсрыв приспособительных реакций. Акустический стресс может приводить к разнымпроявлениям: от функциональных нарушений регуляции ЦНС до морфологическиобозначенных дегенеративных деструктивных процессов в разных органах и тканях.Степень шумовой патологии зависит от интенсивности и продолжительностивоздействия, функционального состояния ЦНС и, что очень важно, отиндивидуальной чувствительности организма к акустическому раздражителю. Индивидуальнаячувствительность к шуму составляет 4...17%. Считают, что повышеннаячувствительность к шуму определяется сенсибилизированной вегетативнойреактивностью, присущей 11% населения. Женский и детский организм особенночувствительны к шуму. Высокая индивидуальная чувствительность может быть однойиз причин повышенной утомляемости и развития различных неврозов.

Шумоказывает влияние на весь организм человека: угнетает ЦНС, вызывает изменениескорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновениюсердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни, может приводить кпрофессиональным заболеваниям.

Шумс уровнем звукового давления до 30...35 дБ привычен для человека и не беспокоитего. Повышение этого уровня до 40...70 дБ в условиях среды обитания создаетзначительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия и придлительном действии может быть причиной неврозов. Воздействие шума уровнемсвыше 75 дБ может привести к потере слуха – профессиональной тугоухости. Придействии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанныхперепонок, контузия, а при еще более высоких (более 160 дБ) и смерть.

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

Оценкасостояния слуховой функции базируется на количественном определении потерьслуха и производится по показателям аудио-метрического исследования. Основнымметодом исследования слуха является тональная аудиометрия. При оценке слуховойфункции определяющими приняты средние показатели порогов слуха в областивосприятия речевых частот (500, 1000, 2000 Гц), а также потеря слуховоговосприятия в области 4000 Гц.

Критериемпрофессионального снижения слуха принят показатель средней арифметическойвеличины снижения слуха в речевом диапазоне, равный 11 дБ и более. Помимопатологии органа слуха при воздействии шума наблюдаются отклонения в состояниивестибулярной 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, изменениекислотности желудочного сока. Шум вызывает снижение функции защитных систем иобщей устойчивости организма к внешним воздействиям.

Нормируемыепараметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003–83* и Санитарныминормами СН 2.2.4/2.1.8.562–96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых,общественных зданий и на территории жилой застройки». Документы даютклассификацию шумов по спектру на широкополосные и тональные, а по временнымхарактеристикам – на постоянные и непостоянные. Для нормирования постоянныхшумов применяют допустимые уровни звукового давления (УЗД) в девяти октавныхполосах частот (табл.3.11) в зависимости от вида производственной деятельности.Для ориентировочной оценки в качестве характеристики постоянного широкополосногошума на рабочих местах допускается принимать уровень звука (дБ А), определяемыйпо шкале А шумомера с коррекцией низкочастотной составляющей по законучувствительности органов слуха и приближением результатов объективных измеренийк субъективному восприятию.

Непостоянныешумы делятся на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные. Нормируемойхарактеристикой непостоянного шума является эквивалентный по энергии уровеньзвука (дБ А). Допустимые значения эквивалентных уровней непостоянныхширокополосных шумов приведены в табл.3.11.

Длятонального и импульсного шума допустимый уровень звука должен быть на 5 дБменьше значений, указанных в табл.3.11. Эквивалентный по энергии уровень звука

/>

гдеτ –относительное время воздействия шума класса Li,% времениизмерения; Li – уровень звука класса i, дБ А.

Приоценке шума допускается использовать дозу шума, так как установлена линейнаязависимость доза–эффект по временному смещению порога слуха, что свидетельствуетоб адэкватности оценки шума по энергии. Дозный подход позволяет также оценитькумуляцию шумового воздействия за рабочую смену.

Нормированиедопустимого шума в жилых помещениях, общественных зданиях и на территории жилойзастройки осуществляется в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562–96.

Оцениватьи прогнозировать потери слуха, связанные с действием производственного шума,дает возможность стандарт ИСО 1999: (1975)«Акустика–определениепрофессиональной экспозиции шума и оценка нарушений слуха, вызванных шумом».

Впроизводственных условиях нередко возникает опасность комбинированного влияниявысокочастотного шума и низкочастотного ультразвука, например при работереактивной техники, при плазменных технологиях.

Ультразвуккак упругие волны не отличается от слышимого звука, однако, частота колебательногопроцесса способствует большему затуханию колебаний вследствие трансформацииэнергии в теплоту.

Почастотному спектру ультразвук классифицируют на: низкочастотный – колебания1,12·104...1,0·105 Гц; высокочастотный – 1,0·105…1,0·109Гц; по способу распространения–на воздушный и контактный ультразвук.

Рабочие места

Уровни звукового давления дБ, в октавных полосах со

среднегеометрическими частотами, Гц

Уровни звука и эквивалентные уровни звуки. дБ А 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Помещения конструкторских бюро. 86 71 61 54 49 45 42 40 • 38 50 расчетчиков, программистов вычис лительных машин, лабораторий для теоретических работ Помещения управления, рабочие 93 79 70 68 58 55 52 50 49 60 комнаты Кабины наблюдений и дистанционного управления: без речевой связи по телефону 103 94 87 82 78 75 73 71 70 80 с речевой связью по телефону 96 83 74 68 63 60 57 55 54 65 Помещения и участки точной сборки, 96 83 74 68 63 60 57 55 54 65 машинописные бюро Помещения лабораторий для проведения 107 94 87 82 78 75 73 71 70 80 экспериментальных работ, для размещения шумных агрегатов, вычислительных машин Постоянные рабочие места и рабочие 110 99 92 86 83 ВО 78 76 74 85 зоны в производственных помещениях и на территории предприятий

Низкочастотныеультразвуковые колебания хорошо распространяются в воздухе. Биологическийэффект воздействия их на организм зависит от интенсивности, длительностивоздействия и размеров поверхности тела, подвергаемой действию ультразвука.Длительное систематическое влияние ультразвука, распространяющегося в воздухе,вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокриннойсистем, слухового и вестибулярного анализаторов. У работающих на ультразвуковыхустановках отмечают выраженную астению, сосудистую гипотонию, снижение электрическойактивности сердца и мозга. Изменения ЦНС в начальной фазе проявляютсянарушением рефлекторных функций мозга (чувство страха в темноте, в ограниченномпространстве, резкие приступы с учащением пульса, чрезмерной потливостью,спазмы в желудке, кишечнике, желчном пузыре). Наиболее характернывегетососудистая дистония с жалобами на резкое утомление, головные боли ичувство давления в голове, затруднения при концентрации внимания, торможениемыслительного процесса, на бессонницу.

Контактноевоздействие высокочастотного ультразвука на руки приводит к нарушениюкапиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности,т.е. развиваются периферические неврологические нарушения. Установлено, чтоультразвуковые колебания могут вызывать изменения костной структуры сразрежением плотности костной ткани.

Профессиональныезаболевания зарегистрированы лишь при контактной передаче ультразвука на руки –вегетосенсорная (ангионевроз) или сенсомоторная полиневропатия рук.

Гигиеническиенормативы ультразвука определены ГОСТ 12.1.001– 89. Гигиеническойхарактеристикой воздушного ультразвука на рабочих местах являются уровнизвукового давления (дБ) в третьоктавных полосах со среднегеометрическимичастотами 12,5...100 кГц (табл.3.12).

Таблица3.12. Допустимые уровни звукового давления на рабочих

местах

Среднегеометрические частоты третьоктавных полос, кГц Уровень звукового давления, дБ 12,5 80 16 80(90) 20 100 25 105 31,5–100,0 110

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

Характеристикойконтактного ультразвука является пиковое значение виброскорости или его логарифмическийуровень (табл.3.13).

Допустимыеуровни контактного ультразвука следует принимать на 5 дБ ниже значений,указанных в табл.3.13, в тех случаях, когда работающие подвергаются совместномувоздействию воздушного и контактного ультразвука.


Таблица3.13. Допустимые уровни виброскорости и ее пиковые

значенияна рабочих местах

Среднегеометрические частоты октавных полос. кГц Пиковые значения виброскорости, м/с Уровни виброскорости. дБ

8–63

125–500

1000–31 500

5·10-3

8,9·10-3

1,6·10-2

100

105

110

Инфразвук– область акустических колебаний с частотой ниже 16...20 Гц. В условияхпроизводства инфразвук, как правило, сочетается с низкочастотным шумом, в рядеслучаев – с низкочастотной вибрацией.

Привоздействии инфразвука на организм уровнем 110...150 дБ могут возникатьнеприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения:нарушения в ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярноманализаторе. Отмечают жалобы на головные боли, головокружение, осязаемыедвижения барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижение внимания иработоспособности; может появиться чувство страха, сонливость, затруднениеречи; специфическая для действия инфразвука реакция – нарушение равновесия. Привоздействии инфразвука с уровнем 105 дБ отмечены психофизиологические реакции вформе повышения тревожности и неуверенности, эмоциональной неустойчивости.

Установленаддитивный характер действия инфразвука и низкочастотного шума. Следуетотметить, что производственный шум и вибрация оказывают более агрессивноедействие, чем инфразвук сопоставимых параметров.

Гигиеническаярегламентация инфразвука на рабочих местах производится по СН 2274–80. Вусловиях городской застройки нормирование инфразвука обеспечивается санитарныминормами допустимых уровней инфразвука и низкочастотного шума на территориижилой застройки № 42-128-4948–89 (табл.3.14).

Налюдей и животных может воздействовать ударная волна. Прямое воздействиевозникает в результате воздействия избыточного давления и скоростного напоравоздуха. Ввиду небольших размеров тела человека, ударная волна мгновенноохватывает человека и подвергает его сильному сжатию в течение несколькихсекунд. Мгновенное повышение давления воспринимается живым организмом какрезкий удар. Скоростной напор при этом создает значительное лобовое давление,которое может привести к перемещению тела в пространстве. Косвенные поражениялюдей и животных могут произойти в результате ударов осколков стекла, шлака,камней, дерева и других предметов, летящих с большой скоростью.

Таблица3.14. Предельно допустимые уровни звукового давления на

рабочихместах и на территории жилой застройки

Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц Общий уровень звукового давления, Lлин, дБ 2 4 8 16 31,5 На рабочих местах 105 105 105 105 102 110 На территории жилой застройки 90 90 90 90 90  –

Степеньвоздействия 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 тяжелымитравмами.

Избыточноедавление во фронте ударной волны 10 кПа и менее для людей и животных, расположенныхвне укрытий, считаются безопасными. Легкие поражения наступают при избыточномдавлении 20...40 кПа. Они выражаются кратковременными нарушениями функцийорганизма (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, повреждениеорганов слуха, кровотечения из носа и ушей.

Тяжелыеконтузии и травмы возникают при избыточном давлении 60...100 кПа. Онихарактеризуются выраженной контузией всего организма, переломами костей,кровотечениями из носа, ушей; возможно повреждение внутренних органов ивнутреннее кровотечение. Крайне тяжелые контузии и травмы у людей возникают приизбыточном давлении более 100 кПа. Отмечаются разрывы внутренних органов,переломы костей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга с длительной потерейсознания. 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 травмымогут привести к смертельному исходу.

Радиуспоражения обломками зданий, особенно осколками стекол, разрушающихся при избыточномдавлении 2...7 кПа, может превысить радиус непосредственного поражения ударнойволной.

Воздушнаяударная волна также действует на растения. Полное повреждение лесного массиванаблюдается при избыточном давлении более 50 кПа. Деревья при этом вырываются скорнем, ломаются и отбрасываются, образуются сплошные завалы. При избыточномдавлении 30...50 кПа повреждается около 50% деревьев, создаются сплошныезавалы, а при избыточном давлении 10...30 кПа –до 30% деревьев. Молодые деревьяболее устойчивы, чем старые.

/>3.2.3. Электромагнитныеполя и излучения

Спектрэлектромагнитных колебаний по частоте достигает 1021 Гц. В зависимости отэнергии фотонов (квантов) его подразделяют на область неионизирующих иионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениямотносят также электрические и магнитные поля.

КЭМП промышленной частоты относятся линии электропередач (ЛЭП) напряжением до1150 кВ, открытые распределительные устройства, включающие коммутационныеаппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы. Они являютсяисточниками электрических и магнитных полей промышленной частоты (50 Гц).Длительное действие таких полей приводит к расстройствам, которые субъективновыражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялость,расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли вобласти сердца. Для хронического воздействия ЭМП промышленной частоты характернынарушения ритма и замедление частоты сердечных сокращений. У работающих с ЭМПпромышленной частоты могут наблюдаться функциональные нарушения в ЦНС и сердечно-сосудистойсистеме, в составе крови. Поэтому необходимо ограничивать время пребываниячеловека в зоне действия электрического поля, создаваемого токами промышленнойчастоты напряжением выше 400 кВ.

НормированиеЭМП промышленной частоты осуществляют по предельно допустимым уровнямнапряженности электрического и магнитного полей частотой 50 Гц в зависимости отвремени пребывания в нем и регламентируются «Санитарными нормами и правиламивыполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленнойчастоты» № 5802–91 и ГОСТ 12.1.002–84.

Пребываниев ЭП напряженностью до 5 кВ/м включительно допускается в течение всего рабочегодня. Допустимое время пребывания в ЭП напряженностью 5...20 кВ/м

/>

гдеЕ – напряженность воздействующего ЭП в контролируемой зоне, кВ/м.

Допустимоевремя пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течениерабочего дня. В остальное рабочее время напряженность ЭП не должна превышать 5кВ/м. При напряженности ЭП 20...25 кВ/м время пребывания персонала в ЭП недолжно превышать 10 мин. Предельно допустимый уровень напряженности ЭПустанавливается равным 25 кВ/м.

Принахождени персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностьюЭП время пребывания

/>

гдеТпр –приведенное время, эквивалентное по биологическому эффекту пребыванию в ЭПнижней границы нормируемой напряженности, ч (Тпр ≤ 8 ч); tE1, tE2,…,tEn –время пребывания в контролируемых зонах с напряженностьюE1, E2,…,En, TE1, TE2,…,TEn – допустимое время пребывания в ЭП длясоответствующих контролируемых зон. Различие в уровнях напряженности ЭПконтролируемых зон устанавливается 1 кВ/м.

Влияниеэлектрических полей переменного тока промышленной частоты в условиях населенныхмест (внутри жилых зданий, на территории жилой застройки и на участкахпересечения воздушных линий с автомобильными дорогами) ограничивается«Санитарными нормами и правилами защиты населения от воздействия электрическогополя, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного токапромышленной частоты» № 2971–84. В качестве предельно допустимых уровнейприняты 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 пределахгородской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные изеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа, в пределах поселковойчерты этих пунктов), а также на территории огородов и садов 5 кВ/м;

–на участках пересечения воздушных линий (ВЛ) с автомобильными дорогами I–IVкатегории 10 кВ/м;

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

–в труднодоступной местности (не доступной для транспорта и сельскохозяйственныхмашин) и на участках, специально выгороженных для исключения доступа населения20 кВ/м.

Воздействиеэлектростатического поля (ЭСП) –статического электричества – на человекасвязано с протеканием через него слабого тока (несколько микроампер). При этомэлектротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции наток (резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая травма приударе о рядом расположенные элементы конструкций, падении с высоты и т.д.

Исследованиебиологических эффектов показало, что наиболее чувствительны к электростатическомуполю ЦНС, сердечно-сосудистая система, анализаторы. Люди, работающие в зоневоздействия ЭСП, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна идр. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда,склонность к психосоматическим расстройствам с повышенной эмоциональной возбудимостьюи быстрой истощаемостью, неустойчивость показателей пульса и артериальногодавления.

Нормированиеуровней напряженности ЭСП осуществляют в соответствии с ГОСТ 12.1.045–84 взависимости от времени пребывания персонала на рабочих местах. Предельнодопустимый уровень напряженности ЭСП Епред равен 60 кВ/м в течение 1 ч. Принапряженности менее 20 кВ/м время пребывания в ЭСП не регламентируется. Вдиапазоне напряженности 20...60 кВ/м допустимое время пребывания персонала вЭСП без средств защиты (ч)

tдоп = Е2 пред /Е2факт,

гдеЕфакт–фактическое значение напряженности ЭСП, кВ/м.

Допустимыеуровни напряженности ЭСП и плотности ионного потока для персонала подстанций иВЛ постоянного тока ультравысокого напряжения установлены СН № 6032–91.

Магнитныеполя могут быть постоянными (ПМП) от искусственных магнитных материалов исистем, импульсными (ИМП), инфранизко-частотными (с частотой до 50 Гц),переменными (ПеМП). Действие магнитных полей может быть непрерывным ипрерывистым.

Степеньвоздействия магнитного поля (МП) на работающих зависит от максимальнойнапряженности его в рабочем пространстве магнитного устройства или в зоневлияния искусственного магнита. Доза, полученная человеком, зависит отрасположения рабочего места по отношению к МП и режима труда. Каких-либосубъективных воздействий ПМП не вызывают. При действии ПеМП наблюдаютсяхарактерные зрительные ощущения, так называемые фосфены, которые исчезают вмомент прекращения воздействия.

Припостоянной работе в условиях хронического воздействия МП, превышающих предельнодопустимые уровни, развиваются нарушения функций нервной, сердечно-сосудистой идыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. Припреимущественно локальном воздействии могут развиваться вегетативные итрофические нарушения, как правило, в областях тела, находящегося поднепосредственным воздействием МП (чаще всего рук). Они проявляются ощущениемзуда, бледностью или синюшностью кожных покровов, отечностью и уплотнениемкожи, в некоторых случаях развивается гиперкератоз (ороговелость).

Всоответствии с СН 1742–77 напряженность МП на рабочем месте не должна превышать8 кА/м. Напряженность МП линии электропередачи напряжением до 750 кВ обычно непревышает 20...25 А/м, что не представляет опасности для человека.

Большуючасть спектра неионизирующих электромагнитных излучений (ЭМИ) составляютрадиоволны (3 Гц...3000 ГГц), меньшую часть –колебания оптического диапазона(инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое излучения). В зависимости от частотыпадающего электромагнитного излучения ткани организмов проявляют различныеэлектрические свойства и ведут себя как проводник или как диэлектрик.

Сучетом радиофизических характеристик условно выделяют пять диапазонов частот:от единиц до нескольких тысяч Гц, от нескольких тысяч до 30 МГц, 30 МГц...10ГГц, 10 ГГц… 200 ГГц и 200 ГГц...3000 ГГц.

Действующимначалом колебаний первого диапазона являются протекающие токи соответствующейчастоты через тело как хороший проводник; для второго диапазона характернобыстрое убывание с уменьшением частоты поглощения энергии, а следовательно, ипоглощенной мощности; особенностью третьего диапазона является «резонансное»поглощение. У человека такой характер поглощения возникает при действии ЭМИ счастотой, близкой к 70 МГц; для четвертого и пятого диапазонов характерномаксимальное поглощение энергии поверхностными тканями, преимущественно кожей.

Вцелом по всему спектру поглощение энергии ЭМИ зависит от частоты колебаний, электрическихи магнитных свойств среды. При одинаковых значениях напряженности поля коэффициентпоглощения в тканях с высоким содержанием воды примерно в 60 раз выше, чем втканях с низким содержанием. С увеличением длины волны глубина проникновенияэлектромагнитных волн возрастает; различие диэлектрических свойств тканейприводит к неравномерности их нагрева, возникновению макро — и микротепловыхэффектов со значительным перепадом температур.

Взависимости 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.

Степеньи 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, наличиерентгеновского излучения). Наряду с интенсивностно-временными параметрамивоздействия имеют значение режимы модуляции (амплитудный, частотный илисмешанный) и условия облучения. Установлено, что относительная биологическаяактивность импульсных излучений выше непрерывных.

Биологическиеэффекты от воздействия ЭМИ могут проявляться в различной форме: от незначительныхфункциональных сдвигов до нарушений, свидетельствующих о развитии явной патологии.Следствием поглощения энергии ЭМП является тепловой эффект. Избыточная теплота,выделяющаяся в организме человека, отводится путем увеличения нагрузки намеханизм терморегуляции; начиная с определенного предела организм не справляетсяс отводом теплоты от отдельных органов и температура их может повышаться.Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей со слаборазвитой сосудистой системойили недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный имочевой пузырь). Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика(катаракте), причем развитие катаракты является одним из немногих специфическихпоражений, вызываемых ЭМИ радиочастот в диапазоне 300 МГц...300 ГГц приплотности потока энергии (ППЭ) свыше 10 мВт/см2. Помимо катаракты привоздействии ЭМИ возможны ожоги роговицы.

Длядлительного действия ЭМИ различных диапазонов длин волн при умеренной интенсивности(выше ПДУ) характерным считают развитие функциональных расстройств в ЦНС снерезко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови. Всвязи с этим могут появиться головные боли, повышение или понижение давления,урежение пульса, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно-психическиерасстройства, быстрое развитие утомления. Возможны трофические нарушения:выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы тела. Наблюдаются изменениявозбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного анализаторов. Наранней стадии изменения носят обратимый характер, при продолжающемсявоздействии ЭМИ происходит стойкое снижение работоспособности.

Впределах радиоволнового диапазона доказана наибольшая биологическая активностьмикроволнового СВЧ-поля в сравнении с ВЧ и УВЧ.

Острыенарушения при воздействии ЭМИ (аварийные ситуации) сопровождаются сердечно-сосудистымирасстройствами с обмороками, резким учащением пульса и снижением артериальногодавления.

НормированиеЭМИ радиочастотного диапазона проводится по ГОСТ 12.1.006–84* и Санитарнымправилам и норам СанПиН 2.2.4/2.1.8.055–96. В основу гигиенического нормированияположен принцип действующей дозы, учитывающей энергетическую нагрузку.

Вдиапазоне частот 60 кГц...300 МГц интенсивность электромагнитного полявыражается предельно допустимой напряженностью Епд электрического и Нпдмагнитного полей. Помимо напряженности нормируемым значением является предельнодопустимая энергетическая нагрузка электрического ЭНЕ и магнитного ЭНн полей.Энергетическая нагрузка, создаваемая электрическим полем, равна ЭНЕ= Е2Т,магнитным –ЭНН= Н2T (где Т–время воздействия, ч).

Предельнодопустимые значения Е и Н в диапазоне частот 60 кГц...300 МГц на рабочих местахперсонала устанавливают исходя из допустимой энергетической нагрузки и временивоздействия и могут быть определены по следующим формулам:

/>

гдеЭЕпд и ЭННпд –предельно допустимые значения энергетической нагрузки в течениерабочего дня, (В/м) 2 ч и (А/м) 2 ч (табл.3.15).

Таблица3.15. Максимальные значения ЕПД, НПД, ЭНЕпд, ЭННпд

Параметр Диапазоны частот. МГц 0,03…3 3...30 30...300 Епд, В/м 500 300 80 Нпд, А/м 50 – – ЭНЕпд (В/м) 2 ч 20000 7000 800 ЭННпд (А/м) 2 ч 200 – –

Вдиапазоне частот 300 МГц...300 ГГц интенсивность ЭМИ характеризуется плотностьюпотока энергии (ППЭ); энергетическая нагрузка представляет собой произведениеплотности потока энергии поля на время его воздействия Энппэ= ППЭ Т.

Предельнодопустимые значения ППЭ электромагнитного поля

ППЭпд= kЭНппэпд/Т,

гдеk — коэффициент ослабления биологической эффективности,равный: 1 –для всех случаев воздействия, исключая облучение от вращающихся исканирующих антен; 10 – для случаев облучения от вращающихся и сканирующихантенн; ЭНппэпд – предельно допустимая энергетическая нагрузка, равная 2 Вт·ч/м;Т–время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч.

Вовсех случаях максимальное значение ППЭпд не должно превышать 10 Вт/м2, а прилокальном облучении кистей рук 50 Вт/м2.

Установленыпредельно допустимые уровни ЭМИ, создаваемого телевизионными установками вдиапазоне частот 48,4...300 МГц (СанПиН 42-128-4262–87).

Инфракрасноеизлучение (ИК) – часть электромагнитного спектра с длиной волны λ = 780 нм...1000мкм, энергия которого при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект. Сучетом особенностей биологического действия ИК-диапазон спектра подразделяют натри области: ИК-А (780...1400 нм), ИК-В (1400...3000 нм) и ИК-С (3000 нм...1000мкм). Наиболее активно коротковолновое ИК-излучение, так как оно обладаетнаибольшей энергией фотонов, способно глубоко проникать в ткани организма иинтенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях. Например, интенсивность 70Вт/м2 при длине волны λ = 1500 нм уже дает повреждающий эффект вследствиеспецифического воздействия лучистой теплоты (в отличие от конвекционной) наструктурные элементы клеток тканей, на белковые молекулы с образованиембиологически активных веществ.

Наиболеепоражаемые у человека органы – кожный покров и органы зрения; при остром повреждениикожи возможны ожоги, резкое расширение артериокапилляров, усиление пигментациикожи; при хронических облучениях изменение пигментации может быть стойким,например, эритемоподобный (красный) цвет лица у рабочих – стеклодувов,сталеваров. К острым нарушениям органа зрения относятся ожог, конъюнктивы,помутнение и ожог роговицы, ожог тканей передней камеры глаза. При остроминтенсивном ИК-излучении (100 Вт/см2 для λ = 780...1800 нм) и длительномоблучении (0,08...0,4 Вт/см2) возможно образование катаракты. Коротковолноваячасть ИК-излучения может фокусироваться на сетчатке, вызывая ее 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 мутагенныйэффект ИК-облучения.

НормированиеИК-излучения осуществляется по интенсивности допустимых интегральных потоковизлучения с учетом спектрального состава, размера облучаемой площади, защитныхсвойств спецодежды для продолжительности действия более 50% смены в соответствиис ГОСТ 12.1.005–88 и Санитарными правилами и нормами СН 2.2.4.548–96«Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

Видимое(световое) излучение – диапазон электромагнитных колебаний 780...400 нм. Излучениевидимого диапазона при достаточных уровнях энергии также может представлятьопасность для кожных покровов и органа зрения. Пульсации яркого света вызываютсужение полей зрения, оказывают влияние на состояние зрительных функций,нервной системы, общую работоспособность.

Широкополосноесветовое излучение больших энергий характеризуется световым импульсом, действиекоторого на организм приводит к ожогам открытых участков тела, временному ослеплениюили ожогам сетчатки глаз (например, световое излучение ядерного взрыва). Минимальнаяожоговая доза светового излучения колеблется 2,93...8,37 Дж/(см2∙с) завремя мигательного рефлекса (0,15 с). Сетчатка может быть повреждена придлительном воздействии света умеренной интенсивности, недостаточной дляразвития термического ожога, например при воздействии голубой части спектра(400...550 нм), оказывающей на сетчатку специфическое фотохимическое воздействие.

Оптическоеизлучение видимого и инфракрасного диапазона при избыточной плотности можетприводить к истощению механизмов регуляции обменных процессов, особенно кизменениям в сердечной мышце с развитием дистрофии миокарда и атеросклероза.

Ультрафиолетовоеизлучение (УФИ) –спектр электромагнитных колебаний с длиной волны 200...400 нм.По биологическому эффекту выделяют три области УФИ: УФА–с длиной волны 400...280нм, отличается сравнительно слабым биологическим действием; УФБ – с длинойволны 315...280 нм, обладает выраженным загарным и антирахитическим действием;УФС – с длиной волны 280… 200 нм, активно действует на тканевые белки илипиды, обладая выраженным бактерицидным действием.

Ультрафиолетовоеизлучение, составляющее приблизительно 5% плотности потока солнечногоизлучения,–жизненно необходимый фактор, оказывающий благотворное стимулирующеедействие на организм. Ультрафиолетовое облучение может понижатьчувствительность организма к некоторым вредным воздействиям вследствие усиленияокислительных процессов в организме и более быстрого выведения вредных веществиз организма. Под воздействием УФИ оптимальной плотности наблюдали болееинтенсивное выведение марганца, ртути, свинца; оптимальные дозы УФИактивизируют деятельность сердца, обмен веществ, повышают активность ферментовдыхания, улучшают кроветворение. Однако загрязнение атмосферы больших городовпонижает ее прозрачность для УФИ, ограничивая его благотворное влияние нанаселение.

Ультрафиолетовоеизлучение искусственных источников (например, электросварочных дуг,плазмотронов) может стать причиной острых и хронических профессиональныхпоражений. Наиболее уязвимы глаза, причем страдает преимущественно роговица ислизистая оболочка. Острые поражения глаз, так называемые электроофтальмии,представляют собой острый конъюнктивит, или кератоконъюнктивит. Заболеваниепроявляется ощущением постороннего тела или песка в глазах, светобоязнью,слезотечением. Нередко наблюдается эритема кожи лица и век. К хроническимзаболеваниям относят хронический конъюктивит, блефарит, катаракту. Роговицаглаза наиболее чувствительна к излучению волны длиной 270...280 нм; наибольшеевоздействие на хрусталик оказывает излучение в диапазоне 295...320 нм.Возможность поражающего действия УФА на сетчатку невелика, однако, не исключена.

Кожныепоражения протекают в форме острых дерматитов с эритемой, иногда отеком и образованиемпузырей. Могут возникнуть общетоксические явления с повышением температуры, ознобом,головными болями. На коже после интенсивного УФ-облучения развиваетсягиперпигментация и шелушение. Длительное воздействие УФ-лучей приводит к«старению» кожи, атрофии эпидермиса, возможно развитие злокачественныхновообразований. При повторном воздействии УФИ имеет место кумуляциябиологических эффектов.

Вкомбинации с химическими веществами УФИ приводит к фотосенсибилизации–повышенной чувствительности организма к свету с развитием фототоксических ифотоаллергических реакций. Фотоаллергия проявляется в виде экзематозныхреакций, образования узелково-папулезной сыпи на коже и слизистых. Фотоаллергияможет приводить к стойкому повышению чувствительности организма к УФИ даже вотсутствие фотосенсибилизатора. Канцерогенный эффект УФИ для кожи зависит отдозы регулярного УФ-облучения и некоторых других сопутствующих факторов (диеты,приема лекарственных препаратов, температуры кожи малые дозы УФИ представляютотносительно небольшую опасность.

Гигиеническоенормирование УФИ в производственных помещениях осуществляется по СН 4557–88,которые устанавливают допустимые плотности потока излучения в зависимости отдлины волн при условии защиты органов зрения и кожи.

Допустимаяинтенсивность УФ-облучения работающих при незащищенных участках поверхностикожи не более 0,2 м2 (лицо, шея, кисти рук и др.) общей продолжительностьювоздействия излучения 50% рабочей смены и длительности однократного облучениясвыше 5 мин и более не должно превышать 10 Вт/м2 для области УФА и 0,01 Вт/м2–для области УФВ. Излучение в области УФС при указанной продолжительности недопускается.

Прииспользовании специальной одежды и средств защиты лица и рук, не пропускающихизлучение (спилка, кожи, тканей с пленочным покрытием и т.п.), допустимаяинтенсивность облучения в области УФВ + УФС (200...315 нм) не должна превышать1 Вт/м2.

Лазерноеизлучение (ЛИ) представляет собой особый вид электромагнитного излучения,генерируемого в диапазоне длин волн 0,1. .1000 мкм. Отличие ЛИ от других видовизлучения заключается в монохроматичности, когерентности и высокой степенинаправленности. При оценке биологического действия следует различать прямое,отраженное и рассеянное ЛИ. Эффекты воздействия определяются механизмомвзаимодействия 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 отбиологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов. ЛИс длиной волны 380...1400 нм представляет наибольшую опасности для сетчатки глаза,а излучение с длиной волны 180...380 нм и свыше 1400 нм – для передних средглаза.

Повреждениекожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны в спектральномдиапазоне λ= 180...100 000 нм. При воздействии ЛИ в непрерывном режимепреобладают в основном тепловые эффекты, следствием которых является коагуляция(свертывание) белка, а при больших мощностях –испарение биоткани. Степеньповреждения кожи зависит от первоначально поглощенной энергии. Повреждениямогут быть различными: от покраснения до поверхностного обугливания иобразования глубоких дефектов кожи; значительные повреждения развиваются напигментированных участках кожи (родимых пятнах, местах с сильным загаром).Минимальное повреждение кожи развивается при плотности энергии 0,1...1 Дж/см2.

Лазерноеизлучение особенно дальней инфракрасной области (свыше 1400 нм) способнопроникать через ткани тела на значительную глубину, поражая внутренние органы(прямое ЛИ).

Импульсныйрежим воздействия ЛИ с длительностью импульса меньше 10-2 с связан спреобразованием энергии излучения в энергию механических колебаний, вчастности, ударной волны. Ударная волна состоит из группы импульсов различнойдлительности и амплитуды. Максимальную амплитуду имеет первый импульс сжатия,который является определяющим в возникновении повреждения глубоких тканей.Например, прямое облучение поверхности брюшной стенки вызывает повреждениепечени, кишечника и других органов брюшной полости; при облучении головывозможны внутричерепные и внутримозговые кровоизлияния. Обычно различаютлокальное и общее повреждения организма.

Лазерноеизлучение представляет особую опасность для тех тканей, которые максимальнопоглощают излучение. Сравнительно легкая уязвимость роговицы и хрусталикаглаза, а также способность оптической системы глаза увеличивать плотностьэнергии (мощности) излучения видимого и ближнего ИК-диапазона (750...14000 нм)на глазном дне до 6 • 104 раз по отношению к роговице делают глаз наиболееуязвимым органом. Степень повреждения глаза может изменяться от слабых ожоговсетчатки до полной потери зрения.

Повреждениясетчатки дифференцируют на временные нарушения, например ослепление от высокойяркости световой вспышки при плотности излучения на роговице около 150 Вт/см2,и повреждения, сопровождающиеся разрушением сетчатки в форме термического ожогас необратимыми повреждениями или в виде «взрыва» зерен пигмента меланина, причемсила взрыва такова, что зерна пигмента выбрасываются в стекловидное тело.

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

Длительноехроническое действие диффузно отраженного лазерного излучения вызываетнеспецифические, преимущественно вегетативно-сосудистые нарушения;функциональные сдвиги могут наблюдаться со стороны нервной, сердечно-сосудистойсистем, желез внутренней секреции.

Принормировании Л И устанавливают предельно допустимые уровни ЛИ для двух условийоблучения – однократного и хронического, для всex диапазоновдлин волн: 180...300 нм, 380...1400 нм, 1400...100 000 нм. Нормируемымипараметрами являются энергетическая экспозиция Н и облученность Е.

Гигиеническаярегламентация ЛИ производится по Санитарным нормам и правилам устройства и эксплуатациилазеров – СН 5804– 91.

Дляопределения ПДУ (Нпду и Епду) при воздействии ЛИ на кожу усреднениепроизводится по ограничивающей апертуре диаметром 1,1∙103 м (площадьапертуры Sa = 10-6 м2). Для определения Нпду и Епду при воздействииЛИ на глаза в диапазонах 180...380 нм и 1400...100 000 нм усреднениепроизводится также по апертуре диаметром 1,1∙10-3 м, в диапазоне 380...1400 нм –по апертуре диаметром 7∙10-3 м.

Нормируютсятакже энергия W и мощность Р излучения, прошедшего через указанныеограничивающие апертуры. ПДУ ЛИ существенно различаются в зависимости от длиныволны, длительности одиночного импульса, частоты следования импульсов;установлены раздельные ПДУ при воздействии на глаза и кожу.

Взависимости от выходной энергии (мощности) и ПДУ при однократном воздействиигенерируемого излучения по степени опасности лазеры разделяют на четыре класса.К лазерам I класса относят полностью безопасные лазеры, выходное излучениекоторых не представляет опасности при облучении глаз и кожи. У лазеров IIкласса выходное излучение представляет опасность при облучении кожи или глазчеловека коллимированным пучком (пучком, заключенным в ограниченном телесномугле); диффузно отраженное их излучение безопасно как для кожи, так и для глаз.

Выходноеизлучение лазеров III класса представляет опасность при облучении глаз нетолько коллимированным, но и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) при облучении кожи коллимированным пучком. Диффузноотраженное излучение не представляет опасности для кожи. Этот классраспространяется только на лазеры, генерирующее излучение которых вспектральном диапазоне составляет 380...1400 нм.

Клазерам IV класса относят такие лазеры, диффузно отраженное излучение которыхпредставляет опасность для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

/>3.2.4. Ионизирующие излучения

Ионизирующееизлучение вызывает в организме цепочку обратимых и необратимых изменений.Пусковым механизмом воздействия являются процессы ионизации и возбужденияатомов и молекул в тканях. Диссоциация сложных молекул в результате разрывахимических связей – прямое действие радиации. Существенную роль в формированиибиологических эффектов играют радиационно-химические изменения, обусловленныепродуктами 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 биохимическихпроцессов в организме. В результате нарушаются обменные процессы, замедляется ипрекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, несвойственные организму. Это приводит к нарушению деятельности отдельных функцийи систем организма.

Индуцированныесвободными радикалами химические реакции развиваются с большим выходом,вовлекая в процесс сотни и тысячи молекул, не задействованных излучением. Вэтом состоит специфика действия ионизирующего излучения на биологическиеобъекты. Эффекты развиваются в течение разных промежутков времени: отнескольких секунд до многих часов, дней, лет.

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

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

Лучеваяболезнь средней тяжести возникает при дозе 2,5...4,0 Гр. Почти у всехоблученных в первые сутки наблюдаются тошнота, рвота, резко снижаетсясодержание лейкоцитов в крови, появляются подкожные кровоизлияния, в 20%случаев возможен смертельный исход, смерть наступает через 2...6 недель послеоблучения. 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, котораяпочти в 100% случаев заканчивается смертью вследствие кровоизлияния илиинфекционных заболеваний. Приведенные данные относятся к случаям, когдаотсутствует лечение. В настоящее время имеется ряд противолучевых средств,которые при комплексном лечении позволяют исключить летальный исход при дозахоколо 10 Гр.

Хроническаялучевая болезнь может развиться при непрерывном или повторяющемся облучении вдозах, существенно ниже тех, которые вызывают острую форму. Наиболеехарактерными признаками хронической лучевой болезни являются изменения в крови,ряд симптомов со стороны нервной системы, локальные поражения кожи, пораженияхрусталика, пневмосклероз (при ингаляции плутония-239), снижениеиммунореактивности организма.

Степеньвоздействия радиации зависит от того, является облучение внешним или внутренним(при попадании радиоактивного изотопа внутрь организма). Внутреннее облучениевозможно при вдыхании, заглатывании радиоизотопов и проникновении их в организмчерез кожу. Некоторые вещества поглощаются и накапливаются в конкретныхорганах, что приводит к высоким локальным дозам радиации. Кальций, радий,стронций и другие накапливаются в костях, изотопы йода вызывают повреждениещитовидной железы, редкоземельные элементы – преимущественно опухоли печени. Равномернораспределяются изотопы цезия, рубидия, вызывая угнетение кроветворения, атрофиюсеменников, опухоли мягких тканей. При внутреннем облучении наиболее опасныальфа-излучающие изотопы полония и плутония.

Способностьвызывать отдаленные последствия – лейкозы, злокачественные новообразования,раннее старение – одно из коварных свойств ионизирующего излучения.

Гигиеническаярегламентация ионизирующего излучения осуществляется Нормами радиационнойбезопасности НРБ-96, Гигиеническими нормативами ГН 2.6.1.054-96. Основныедозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливаются для следующихкатегорий облучаемых лиц:

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

–все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий ихпроизводственной деятельности.

Длякатегорий облучаемых лиц устанавливают три класса нормативов: основные дозовыепределы, табл.3.16, допустимые уровни, соответствующие основным дозовымпределам и контрольные уровни.

Таблица3.16. Основные дозовые пределы облучения (извлечение из

НРБ-96)

Нормируемые величины Дозовые пределы, мЗв лица из персонала* (группа А) лица из населения

Эффективная доза

Эквивалентная доза за год в: хрусталике

коже**

кистях и стопах

20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год

150

500

500

1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год

15

50

50

*Дозы облучения, как и все остальные допустимые производные уровни персоналагруппы Б, не должны превышать 1/4 значений для персонала группы А. Далее втексте все нормативные значения для категории персонал приводился только длягруппы А.

**Относится к среднему значению в покровном слое толщиной 5 мг/см2 На ладоняхтолщина покровного слоя – 40 мг/см.

Дозаэквивалентная НТ,r – поглощенная доза в органе или ткани DT,R,умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного излучения WR.

HT,R = WRDT,R.

Единицейизмерения эквивалентной дозы является Дж∙кг-1, имеющий специальное наименованиезиверт (Зв).

ЗначенияWR для фотонов, электронов и мюонов любых энергий составляет1, для α-частиц, осколков деления, тяжелых ядер-20.

Дозаэффективная – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствийоблучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом ихрадиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы воргане Hτt на соответствующий взвешивающий коэффициент дляданного органа или ткани WT

/>

гдеНrt–эквивалентная доза в ткани Т за время τ.

τТЕдиница измерения эффективной дозы–Дж∙кг-1, называемая зивертом (Зв).

ЗначенияWT для отдельных видов ткани и органов приведены ниже:

Вид ткани, орган WT гонады 0,2 костный мозг (красный), легкие, желудок 0,12 печень, грудная железа, щитовидная железа 0,05 кожа 0,01

Основныедозовые пределы облучения лиц из персонала и населения не включают в себя дозыот природных и медицинских источников ионизирующего излучения, а также дозувследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаютсяспециальные ограничения.

Интервалвремени для определения величины ожидаемой эффективной дозы устанавливаетсяравным 50 лет для лиц из персонала и 70 лет –для лиц из населения.

Таблица3.17. Допустимые уровни общего радиоактивного загрязнения

рабочихповерхностей кожи (в течение рабочей смены), (извлечение из

НРБ-96)спецодежды и средств индивидуальной защиты, част.

/(см2∙мин)

Объект загрязнения α-Активные нуклиды β-Активные нуклиды отдельные прочие Неповрежденная кожа, полотенца, спец-белье, 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 саншлюзах 50 200 10000 Поверхности помещений постоянного пребывания персонала и находящегося в них оборудования 5 20 2000 Поверхности помещений периодического пребывания персонала и находящегося в них оборудования 50 200 10000

Помимодозовых пределов облучения нормы устанавливают допустимые уровни мощности дозыпри внешнем облучении всего тела от техногенных источников, которые составляютдля помещений постоянного пребывания лиц из персонала 10 мкГр/ч, а для жилыхпомещений и территории, где постоянно находятся лица из населения, – 0,1мкГр/ч, а также допустимые уровни общего радиоактивного загрязнения рабочихповерхностей, кожи (в течение рабочей смены), спецодежды и средствиндивидуальной защиты. Числовые значения допустимых уровней общегорадиоактивного загрязнения приведены в табл.3.17.

НормыНРБ-96 введены в действие с апреля 1996 г. Для вновь строящихся, проектируемых и реконструируемых предприятий (объектов) значения основных дозовыхпределов, приведенных в табл.3.16, уже вступили в силу.

Длядействующих предприятий понятие категорий облучаемых лиц, персонала и основныедозовые пределы облучения вводятся с 1 января 2000 г.

Напериод до 1 января 2000 г следует руководствоваться понятиями категорийоблучаемых лиц и таблицей основных дозовых пределов по НРБ 76/87.

Нижеприводятся основы нормирования ионизирующих излучений по НРБ 76/87, так какбольшинство действующих объектов до 1 января 2000 г. будут руководствоваться этими нормами радиационной безопасности.

Основныедозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливаются для трехкатегорий облучаемых лиц:

— категория А облучаемых лиц или персонал – лица. которые постоянно или временноработают непосредственно с источниками ионизирующих излучений;

— категория Б облучаемых лиц. или ограниченная часть населения –лица, которые неработают непосредственно с источниками ионизирующего излучения, но по условиямпроживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействиюрадиоактивных веществ и других источников излучения; уровень облучения лицкатегории Б определяется по критической группе;

— категория В облучаемых лиц или население — – население страны, края, области.

Установленыразные значения основных дозовых пределов для критических органов, которые в порядкеубывания радиочувстетельности относят к I, II или III группам (критическийорган или часта тела, облучение которого в данных условиях неравномерногооблучения организма может причинить наибольший ущерб здоровью данного лица илиего потомства): I группа – все тело, гонады и красный костный мозг; IIгруппа – мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка,желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталики глаз и другие органы, заисключением тех, которые относятся к I и III группам; IIIгруппа–кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени и стопы Присравнительно равномерном облучении организма ущерб здоровью рассматривается поуровню облучения всего тела, что соответствует I группе критических органов.

Длякаждой категории облучаемых лиц устанавливают два класса нормативов: основныедозовые пределы и допустимые уровни, соответствующие основным дозовым пределам.В качестве основных дозовых пределов в зависимости от группы критическихорганов для категории А (персонал) устанавливают предельно допустимую дозу закалендарный год — – ПДД. а для категории Б (ограниченная часть населения) –предел дозы за календарный год – ПД (табл.3.18). Основные дозовые пределыустанавливаются для индивидуальной максимальной эквивалентной дозы вкритическом органе.

Таблица3.18. Основные дозовые пределы облучения (извлечение из

НРБ-76/87)

Дозовые пределы суммарного внешнего и внутреннего облучения, бэр за календарный год Группы критических органов I II III

Предельно допустимая доза (ПДД) для категории А

Предел дозы (ПД) для категории Б(ПД)

5

0,5

15

1,5

30

3

Примечание.Распределение дозы излучения в течение календарного года не регламентируется(за исключением женщин в возрасте до 40 лет, отнесенных к категории А) 1 бэр =1 Зв.

/>3.2.5. Электрический ток

Действиеэлектрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразныйхарактер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое,электролитическое, механическое и биологическое действия.

Термическоедействие тока проявляется ожогами отдельных участков тела, нагревом до высокойтемпературы органов, расположенных на пути тока, вызывая в них значительныефункциональные расстройства. Электролитическое действие тока выражается вразложении органической жидкости, в том числе крови, в нарушении еефизико-химического состава. Механическое действие тока приводит к расслоению,разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а такжемноговенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови.Биологическое действие тока проявляется раздражением и возбуждением живыхтканей организма, а также нарушением внутренних биологических процессов.

Электротравмыусловно разделяют на общие и местные. К общим относят электрический удар, прикотором процесс возбуждения различных групп мышц может привести к судорогам, остановкедыхания и сердечной деятельности. Остановка сердца связана с фибрилляцией –хаотическим сокращением отдельных волокон сердечной мышцы (фибрилл). К местнымтравмам относят ожоги, металлизацию кожи, механические повреждения,электроофтальмии. Металлизация кожи связана с проникновением в нее мельчайшихчастиц металла при его расплавлении под влиянием чаще всего электрической дуги.

Исходпоражения человека электротоком зависит от многих факторов: силы тока и времениего прохождения через организм, характеристики тока (переменный илипостоянный), пути тока в теле человека, при переменном токе – от частотыколебаний.

Ток,проходящий через организм, зависит от напряжения прикосновения, под которымоказался пострадавший, и суммарного электрического сопротивления, в котороевходит сопротивление тела человека. Величина последнего определяется в основномсопротивлением рогового слоя кожи, составляющее при сухой коже и отсутствииповреждений сотни тысяч ом. Если эти условия состояния кожи не выполняются, тоее сопротивление падает до 1 кОм. При высоком напряжении и значительном временипротекания тока через тело сопротивление кожи падает еще больше, что приводит кболее тяжелым последствиям поражения током. Внутреннее сопротивление тела человекане превышает нескольких сот ом и существенной роли не играет.

Насопротивление организма воздействию электрического тока оказывает влияние физическоеи психическое состояние человека. Нездоровье, утомление, голод, опьянение, эмоциональноевозбуждение приводят к снижению сопротивления. Характер воздействия тока начеловека в зависимости от силы и вида тока приведен в табл.3. 19.

Таблица3. 19. 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, но 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

Допустимымсчитается ток, при котором человек может самостоятельно освободиться отэлектрической цепи. Его величина зависит от скорости прохождения тока черезтело человека: при длительности действия более 10с – 2 мА, при 10 с и менее – 6мА. Ток, при котором пострадавший не может самостоятельно оторваться оттоковедущих частей, называется неотпускающим.

Переменныйток опаснее постоянного, однако, при высоком напряжении (более 500 В) опаснеепостоянный ток. Из возможных путей протекания тока через тело человека (голова–рука, голова –ноги, рука –рука, нога –рука, нога –нога и т.д.) наиболее опасентот, при котором поражается головной мозг (голова–руки, голова– ноги), сердце илегкие (руки –ноги). Неблагоприятный микроклимат (повышенная температура,влажность) увеличивает опасность поражения током, так как влага (пот) понижаетсопротивление кожных покровов.

Пригигиеническом нормировании ГОСТ 12.1.038–82* устанавливает предельно допустимыенапряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека (рука – рука,рука – нога) при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановокпроизводственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой50 и 400 Гц (табл.3. 20).

Таблица3. 20. Предельно допустимые уровни напряжения и тока.

Род тока Нормируемая величина Предельно допустимые уровни, не более, при продолжительности воздействия тока, Iа, с.

Переменный,

50 Гц

Переменный,

400 Гц

Постоянный

Выпрямленный двухполупериодичный

Выпрямленный однополупереодичный

Ua, B

Ia, мА

Ua, B

Ia, мА

Ua, B

Ia, мА

Ua, B

Ua, B

0,01… 0,08 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Св.1,0

650

650

650

650

650

500

500

500

500

500

250

500

400

400

400

165

330

350

300

300

125

250

300

270

250

100

200

250

230

200

85

170

240

220

190

70

140

230

210

180

65

100

220

200

170

55

110

210

190

160

50

100

200

180

150

36

6

36

8

40

15

/>3.2.6. Сочетанное действиевредных факторов

Вусловиях среды обитания, особенно в производственных условиях, человекподвергается, как правило, многофакторному воздействию, эффект которого можетоказаться более значительным, чем при изолированном действии того или иногофактора.

Установлено,что токсичность ядов в определенном температурном диапазоне являетсянаименьшей, усиливаясь как при повышении, так и понижении температуры воздуха.Главной причиной этого является изменение функционального состояния организма:нарушение терморегуляции, потеря воды при усиленном потоотделении, изменениеобмена веществ и ускорение биохимических процессов. Учащение дыхания и усилениекровообращения приводят к увеличению поступления яда в организм через органы дыхания.Расширение сосудов кожи и слизистых повышает скорость всасывания токсическихвеществ через кожу и дыхательные пути Усиление токсического действия приповышенных температурах воздуха отмечено в отношении многих летучих ядов: паровбензина, паров ртути, оксидов азота и др. Низкие температуры повышаюттоксичность бензола, сероуглерода и др.

Повышеннаявлажность воздуха увеличивает опасность отравлений особенно раздражающимигазами. Причиной этого служит усиление процессов гидролиза, повышение задержкиядов на поверхности слизистых оболочек, изменение агрегатного состояния ядов.Растворение ядов с образованием слабых растворов кислот и щелочей усиливает ихраздражающее действие.

Изменениеатмосферного давления также влияет на токсический эффект. При повышенномдавлении усиление токсического эффекта происходит вследствие двух причин:во-первых, наибольшего поступления ядов вследствие роста парциального давлениягазов и паров в атмосферном воздухе и ускоренного перехода их в кровь,во-вторых, за счет изменения функций дыхания, кровообращения, ЦНС ианализаторов. Пониженное атмосферное давление усиливает воздействие таких ядов,как бензол, алкоголь, оксиды азота, ослабляется токсическое действие озона.

Измножества сочетаний неблагоприятных факторов наиболее часто встречаются пылегазовыекомпозиции. Газы адсорбируются на поверхности частиц и захватываются внутрь ихскоплений. При этом локальная концентрация адсорбированных газов можетпревышать их концентрацию непосредственно в газовой фазе. Токсичность аэрозолейв значительной мере зависит от адсорбированных или содержащихся в них газов.Токсичность газоаэрозольных композиций подчиняется следующему правилу: если аэрозольпроникает в дыхательные пути глубже, чем другой компонент смеси, то отмечаетсяусиление токсичности. Токсичность смесей зависит не только от глубиныпроникновения в легкие, но и от скорости адсорбции и, главное, десорбции яда споверхности частиц. Десорбция происходит в дыхательных путях и альвеолах и ееактивность связана с физико-химическими свойствами поверхности аэрозолей исвойствами газов. Адсорбция тем выше, чем меньше молекула газа. Призначительной связи газа с аэрозолем (капиллярная конденсация, хемосорбция)комбинированный эффект обычно ослабляется.

Рассматриваясочетанное действие неблагоприятных факторов физической и химической природы,следует отметить, что на высоких уровнях воздействия наблюдаютсяпотенцирование, антагонизм и независимый эффект. На низких уровнях, какправило, наблюдаются аддитивные зависимости. Известно усиление эффектатоксического действия свинца и ртути, бензола и вибрации, карбофоса иультрафиолетового излучения, шума и марганецсодержащих аэрозолей.

Шуми вибрация всегда усиливают токсический эффект промышленных ядов. Причинойэтого является изменение функционального состояния ЦНС и сердечно-сосудистойсистемы. Шум усиливает токсический эффект оксида углерода, стирола,крекинг-газа и др. Вибрация, изменяя реактивность организма, повышает егочувствительность к другим факторам, например, кобальту, кремниевым пылям,дихлорэтану; оксид углерода более токсичен в сочетании с вибрацией.

Ультрафиолетовоеизлучение, оказывая влияние на взаимодействие газов в атмосферном воздухе,способствует образованию смога. При ультрафиолетовом облучении возможнасенсибилизация организма к действию некоторых ядов, например развитиефотодерматита при загрязнении кожи пековой пылью. Вместе с тем ультрафиолетовоеоблучение может понижать чувствительность организма к некоторым вреднымвеществам вследствие усиления окислительных процессов в организме и болеебыстрого обезвреживания яда. Так, токсичность оксида углерода приультрафиолетовом облучении снижается благодаря ускоренной диссоциациикарбоксигемоглобина и более быстрого выведения яда из организма.

Большоепрактическое значение имеет проблема комбинированного влияния ионизирующегоизлучения и химического фактора. Особенно злободневны два аспекта этойпроблемы: первый – уменьшение разрушающего действия радиации путемодновременного воздействия вредного вещества, используя явление антагонизма.Например, установлено, что острое воздействие ядов, вызывающее в организмегипоксию (снижение кислорода в тканях) и одновременное и последовательноедействие ионизирующей радиации сопровождается ослаблением тяжести радиационногопоражения, т.е. способствует большей радиоустойчивости организма. Такой эффектзамечен для оксида углерода, анилина, цианидов, а также веществ, относящихся кклассу индолилалкиламинов, производных триптофана (серотонин, мексамин). Кдругой группе веществ, снижающих радиочувствительность биологических тканей,относятся меркаптоалкиламины. Защитное действие гипоксии и некоторых веществнаиболее выражено при воздействии гамма — и рентгеновского излучения, принейтронном облучении, при облучении тяжелыми ядрами.

Второйаспект – усиление эффекта действия вследствие синергизма радиационноговоздействия и теплоты, радиации и кислорода. К числу радиосенсибилизирующихотносятся ртуть и ее соединения, формальдегид, вещества, относящиеся ксульфгидрильным ядам.

Тяжелыйфизический труд сопровождается повышенной вентиляцией легких и усилениемскорости кровотока, что приводит к увеличению количества яда, поступающего ворганизм. Кроме того, интенсивная физическая нагрузка может приводить кистощению механизмов адаптации с последующим развитием профессиональнообусловленных заболеваний.

Оцениваясочетанное влияние неблагоприятных факторов на организм, следует иметь в виду,что, как правило, ранние изменения в организме неспецифичны для действиякакого-либо из них и отражают лишь срыв приспособительных реакций. Припродолжающемся воздействии сверхдозовых уровней растет частота профессиональнообусловленных общих заболеваний или формируются различные формыпрофессиональных заболеваний.

Кпрофессиональным заболеваниям, вызываемым воздействием физических факторов, относятся:вегетативно-сосудистая дистония, астенический, астеновегетативный,гипоталамический синдромы (связаны с воздействием неионизирующих излучений),вибрационная болезнь, кохлеарный неврит (при систематическом воздействиипроизводственного шума), электроофтальмия, катаракта и др.

Достаточночасто встречаются профессиональные заболевания, связанные с физическимиперегрузками и перенапряжением отдельных органов и систем, например, писчийспазм у машинисток, чертежников, стенографисток, заболевания периферическойнервной системы и опорно-двигательного аппарата – у доярок ручной дойки,кузнецов и обрубщиков, лесозаготовителей, маляров.


/>/>5. СРЕДСТВА СНИЖЕНИЯ ТРАВМООПАСНОСТИТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

/> 

5.1. ВЗРЫВОЗАЩИТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Ниодно производство не обходится без использования систем повышенного давления(трубопроводов, баллонов и емкостей для хранения или перевозки сжатых,сжиженных и растворенных газов, газгольдеров и т.д.). Любые системы повышенногодавления всегда представляют потенциальную опасность.

Причинамиразрушения или разгерметизации систем повышенного давления могут быть: внешниемеханические воздействия, старение систем (снижение механической прочности);нарушение технологического режима; конструкторские ошибки; изменение состояниягерметизируемой среды; неисправности в контрольно-измерительных, регулирующих ипредохранительных устройствах; ошибки обслуживающего персонала и т.д.

Взрывозащитасистем повышенного давления достигается организационно-техническимимероприятиями; разработкой инструктивных материалов, регламентов, норм и правилведения технологических процессов; организацией обучения и инструктажаобслуживающего персонала; осуществлением контроля и надзора за соблюдением нормтехнологического режима, правил и норм техники безопасности, пожарнойбезопасности и т.п. Кроме того, оборудование повышенного давления должно бытьоснащено системами взрывозащиты, которые предполагают:

–применение гидрозатворов, огнепреградителей, инертных газов или паровых завес;

–защиту аппаратов от разрушения при взрыве с помощью устройств аварийного сбросадавления (предохранительные мембраны и клапаны, быстродействующие задвижки,обратные клапаны и т.д.).

Рассмотримсредства обеспечения безопасности основных элементов систем повышенногодавления.

Чтобывнешний вид трубопровода указывал на свойства транспортируемого вещества,введена их опознавательная окраска (ГОСТ 14202–69):

Вода…… ... зеленый Кислоты…… ... оранжевый Пар…… . красный Щелочи…… ... фиолетовый Воздух…… ... синий Горючие и негорючие жидкости коричневый Горючие и негорючие газы желтый Прочие вещества…. . серый

Длявыделения вида опасностей на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные)цветные кольца, количество которых определяет степень опасности. Так, натрубопроводы взрывоопасных, огнеопасных, легковоспламеняющихся веществ наносяткрасные кольца, безопасных или нейтральных веществ –зеленые, токсичных веществ–желтые. Для обозначения глубокого вакуума, высокого давления, наличия радиациииспользуют также желтый цвет.

Всетрубопроводы подвергают гидравлическим испытаниям при пробном давлении на 25%выше рабочего, но не менее 0,2 МПа.

Кромеиспытаний водой на прочность газопроводы, а также трубопроводы для токсичныхгазов испытывают на герметичность воздухом при пробном давлении, равномрабочему. Отсутствие утечки воздуха из соединений проверяют мыльным растворомили погружением узлов в ванну с водой.

Газопроводыпрокладывают с небольшим уклоном в сторону движения газа, а буферную емкостьснабжают в нижней части спускной трубой с краном для систематического удаленияводяного конденсата и масла. Паропроводы снабжают конденсатоотводчиками,которые позволяют предотвратить возникновение гидравлических ударов и пробок.Во избежание возникновения напряжений от тепловых деформаций, особенно вназемных газопроводах, устраивают специальные компенсаторы в виде П-образногоучастка.

Трубопроводысо сжиженными газами прокладывают на расстоянии не менее 0,5 м от трубопроводовс горячим рабочим телом, при этом последние изолируют, а трубопроводы с легко замерзающимигазами монтируют рядом с паропроводами и трубопроводами горячей воды. Дляпредотвращения ожогов кислотами и щелочами фланцевые соединения трубопроводовзакрывают защитными кожухами. Трубопроводы для транспортирования жидкого и газообразногокислорода периодически, а также после каждого ремонта обезжиривают.д.ляобезжиривания используют тетрахлорид углерода, трихлорэтилен или тетрахлорэтилен.

Трубопроводы,по которым в зону реакции к аппарату или устройству подается горючее иокислитель, оборудуют специальными устройствами: автоматическими задвижками,обратными клапанами, гидравлическими затворами, огне — и взрывопреградителями.Обратные клапаны препятствуют обратному ходу потока рабочего тела в случаеначала процесса горения и появления противодавления (рис.5.1).Предохранительные затворы применяют в генераторах ацетилена для исключенияобратного проскока пламени от газовой горелки сварочного агрегата в генератор (рис.5.2).

Стационарныесосуды, баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенныхгазов: баллоны (ГОСТ 949–73*) изготовляют малой (0,4...12 л), средней (20...50л) и большой (80… .500 л) вместимости. Баллоны малой и средней вместимостиизготовляют из углеродистой стали на рабочее давление 10, 15 и 20 МПа, излегированной стали –на 15 и 20 МПа. У горловины каждого баллона на сферическойчасти выбивают следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, дату(месяц и год) изготовления (последнего испытания) и год следующего испытания;вид термообработки (нормализация, закалка с отпуском); рабочее и пробноегидравлическое давление (мПа); вместимость баллона, л; массу баллона, кг;клеймо ОТК; обозначение действующего стандарта.

Наружнаяповерхность баллонов окрашивается в определенный цвет, на нее наноситсясоответствующая надпись и сигнальная полоса. Окраска баллонов для наиболеечасто используемых промышленных газов приведена ниже:

Газ Окраска баллонов Надпись Цвет надписи Цвет полосы Азот Черная Азот Желтый Коричневый Аммиак Желтая Аммиак Черная Тоже Аргон, чистый Серая Аргон, чистый Зеленый Зеленый Ацетилен Белая Ацетилен Красный Красный Водород Темно-зеленая Водород . Красный Красный Воздух Черная Сжатый воздух Белый Белый Гелий Коричневая Гелий Белый Белый Кислород Голубая Кислород Черный Черный Диоксид углерода Черная Диоксид углерода Желтый Желтый

Длягорючих и негорючих газов, не обозначенных в ПБ10-–115-–96 (Правила устройстваи безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением), предусмотренаследующая гамма цветов:

Газы Окраска баллонов Надпись Цвет надписи Цвет полосы Все другие горючие газы Красная Наименование газа Белый Белый Все другие негорючие газы Черная Наименование газа Желтый Желтый

Сигнальнаяокраска баллонов и цистерн позволяет исключить образование смеси «горючее –окислитель» вследствие заполнения емкостей рабочим телом, для которого они непредназначены.

Дляпредотвращения проникновения в опорожненный баллон посторонних газов, а такжедля определения (в необходимых случаях), какой газ находится в баллоне, илигерметичности баллона и его арматуры заводы-наполнители принимают опорожненныебаллоны с остаточным давлением не менее 0,05 МПа, а баллоны для растворенногоацетилена –не менее 0,05 и не более 0,1 МПа.

Взрывацетиленовых баллонов может быть вызван старением пористой массы (активированногоугля в ацетоне), в которой растворяется ацетилен. Образование смеси горючее –окислитель в кислородных баллонах чаще всего связано с попаданием в его вентильмасел; в водородных–с загрязнением их кислородом, а также с появлением в нихокалины.

Действующиев настоящее время Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов,работающих под давлением (ПБ–115–96), распространяются на:

–сосуды, работающие под давлением воды с температурой выше 115 °С или другойжидкости с температурой, превышающей температуру кипения при давлении 0,07 МПа,без учета гидростатического давления;

–сосуды, работающие под давлением пара или газа свыше 0,07 МПа;

–баллоны, предназначенные для транспортирования и хранения сжатых, сжиженных ирастворенных газов под давлением свыше 0,07 МПа;

–цистерны и бочки для транспортирования и хранения сжиженных газов, давлениепаров которых при температуре до 50 °С превышает давление 0,07 МПа;

–цистерны и сосуды для транспортирования или хранения сжатых, сжиженных газов,жидкостей и сыпучих тел, в которых давление выше 0,07 МПа создаетсяпериодически для их опорожнения;

–барокамеры.

Правилане распространяют своего действия на:

–сосуды, изготавливаемые в соответствии с «Правилами устройства и безопаснойэксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок»,утвержденными Госатомэнергонадзором России, а также сосуды, работающие срадиоактивной средой;

–сосуды вместимостью не более 0,025 м3 независимо от давления, используемые длянаучно-экспериментальных целей;

–сосуды и баллоны вместимостью не более 0,025 м3, у которых произведениедавления в МПа на вместимость в м3 не превышает 0,02;

–сосуды, работающие под давлением, создающимся при взрыве внутри их всоответствии с технологическим процессом;

–сосуды, работающие под вакуумом;

–сосуды, состоящие из труб с внутренним диаметром не более 150 мм безколлекторов, а также с коллекторами; выполненными из труб с внутреннимдиаметром не более 150 мм, а также ряд других типов сосудов (сосуды,устанавливаемые на морских и речных судах, самолетах и других летательныхаппаратах; воздушные резервуары тормозного оборудования подвижного составажелезнодорожного транспорта, автомобилей и других средств передвижения; сосудыспециального назначения военного ведомства и т.д.);

–сосуды, на которые распространяется действие «Правил устройства и безопаснойэксплуатации сосудов, работающих под давлением», до пуска их в эксплуатациюдолжны быть зарегистрированы в органах Госгортехнадзора России. Исключениесоставляют:

–сосуды 1-й группы, работающие при температуре стенки не выше 200° С, у которыхпроизведение давления в МПа на вместимость в м3 не превышает 0,05, а такжесосуды 2-й, 3-й, 4-й групп, работающие при указанной выше температуре, укоторых произведение давления в МПа на вместимость в м3 не превышает 0,1 (кпервой группе относятся сосуды, содержащие взрывоопасные и пожароопасные среды,или вещества 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007 независимо оттемпературы стенки и расчетного давления (выше 0,07 МПа).2-я, 3-я, 4-я группысосудов определяются расчетным давлением и температурой стенки, при условии,что сосуд не содержит среду, указанную для группы 1);

–аппараты воздухоразделительных установок и разделения газов, расположенныевнутри теплоизоляционного кожуха;

–резервуары воздушных электрических переключателей;

–бочки для перевозки сжиженных газов, баллоны вместимостью до 100 лвключительно, установленные стационарно, а также предназначенные длятранспортировки и (или) хранения сжатых, сжиженных и растворенных газов;

–генераторы (реакторы) для получения водорода, используемые гидрометеорологическойслужбой;

–сосуды, включенные в закрытую систему добычи нефти и газа (от скважин домагистрального трубопровода);

–сосуды для хранения или транспортировки сжиженных газов, жидкостей и сыпучихтел, находящиеся под давлением периодически при их опорожнении;

–сосуды со сжатым и сжиженными газами, предназначенные для обеспечения топливомдвигателей транспортных средств, на которых они установлены;

–сосуды, установленные в подземных горных выработках.

Дляобеспечения безопасной и безаварийной эксплуатации сосуды и аппараты,работающие под давлением, должны подвергаться техническому освидетельствованиюпосле монтажа и пуска в эксплуатацию, периодически в процессе эксплуатации, а внеобходимых случаях и внеочередному освидетельствованию.

Объемы,методы и периодичность технического освидетельствования оговариваются изготовителеми указываются в инструкциях по монтажу и эксплуатации. В случае отсутствиятаких указаний техническое освидетельствование проводится по указанию «Правил»ПБ10– 115–96. Так, для сосудов, не подлежащих регистрации в органахГосгортехнадзора России, установлена следующая периодичность: гидравлическиеиспытания пробным давлением один раз в восемь лет, наружный и внутренний осмотродин раз в два года при работе со средой, вызывающей разрушение ифизико-химическое превращение материала (коррозия и т.п.) со скоростью не более 0,1 мм в год и 12 месяцев при скорости более 0,1 мм в год.

Срокии объемы освидетельствований других типов сосудов и баллонов, зарегистрированныхи не зарегистрированных в органах Госгортехнадзора России, такжеустанавливаются в зависимости от условий эксплуатации (скоростьфизико-химических превращений) и типа сосуда.

Пригидравлических испытаниях испытываемую емкость заполняют водой, после чегодавление воды плавно повышают до значений пробного давления, указанного в табл.5.1.

Таблица5.1. Давление при гидравлических испытаниях

Тип сосуда Пробное давление, МПа Примечание

Кроме литых

Литые

Из не металлических материалов

Из не металлических материалов

Криогенные сосуды

Металлопластиковые

Рпр = 1,25 К*Ррас

Рпр = 1,50К Ррас

Рпр = 1,30 К Ррас

Рпр = 1,60 К Ррас

Рпр = 1,25 Ррас – 0,1 МПа

Рпр = (1,25Км + α(1 — Км) Ррас К

Ударная вязкость материала более 20 Дж / см Ударная вязкость материала менее 20 Дж /см

Наличие вакуума в изо< ляционном пространстве

Применяемаявода должна иметь температуру не ниже 5 и не выше 40 °С, если иное не оговоренов паспорте на сосуд. Разность температур стенки сосуда и окружающего воздуха вовремя испытаний не должна вызывать конденсации влаги на поверхности стеноксосуда. Использование сжатого воздуха или другого газа для подъема давления недопускается.

Давлениев испытываемом сосуде контролируется двумя манометрами одного типа, пределаизмерения, одинаковых классов точности, цены деления. Время выдержки пробногодавления устанавливается разработчиком и обычно определяется толщиной стенкисосуда. Так, при толщине стенки до 50 мм оно составляет 10 мин, при 50–100 мм –20 мин, свыше 100 мм – 30 мин. Для литых неметаллических и многослойных сосудовнезависимо от толщины стенки время выдержки составляет 60 мин.

Послевыдержки под пробным давлением давление снижается до расчетного, при которомпроизводят осмотр наружной поверхности сосуда, всех его разъемных и сварныхсоединений. Сосуд считается выдержавшим гидравлическое испытание, если необнаружено:

–течи, трещин, слезок, потения в сварных соединениях и на основном металле;

–течив разъемных соединениях;

–видимых остаточных деформаций, падения давления по манометру.

Гидравлическоеиспытание допускается заменять пневматическим при условии контроля этогоиспытания методом акустической эмиссии или другим, согласованным сГосгортехнадзором России.

Техническоеосвидетельствование установок, работающих под давлением, зарегистрированных ворганах Госгортехнадзора, производит технический инспектор, а установки, незарегистрированные в этих органах,–лицо, на которое приказом по предприятиювозложен надзор за безопасностью эксплуатации установок, работающих поддавлением.

Сжиженныегазы хранят и перевозят в стационарных и транспортных сосудах –цистернах(сосуды для сжиженных газов), которые в случае хранения криогенных жидкостейснабжены высокоэффективной тепловой изоляцией.

Криогенныесосуды номинальным объемом 6,3...40 л изготовляют в соответствии с ТУ26-04-622–87.

Стационарныерезервуары изготовляют объемом до 500 тыс. л и более. В зависимости отконструкции они бывают цилиндрической (горизонтальные и вертикальные) ишарообразной формы. Основные параметры и размеры внутренних резервуаров длясжиженных газов регламентированы ТУ 26-04-622–87.

Транспортныесосуды (цистерны) обычно имеют объем до 35 тыс. л. Принципиальная схема такогорезервуара представлена на рис.5.3. Низкие температуры, при которыхэксплуатируются внутренние сосуды криогенных резервуаров и цистерн, накладываютограничения на материалы, используемые при их изготовлении.

Впромышленности в настоящее время используют газгольдеры низкого и высокогодавления. Газгольдеры низкого давления–это сосуды переменного объема, давлениегаза в которых практически всегда остается постоянным. Из газгольдеров высокогодавления расходуемый газ подается сначала на редуктор, а затем к потребителю.Газгольдеры высокого давления обычно собирают из баллонов большого объема,изготовляемых на рабочее давление меньше 25 МПа по ГОСТ 9731–79* и на 32 и 40МПа по ГОСТ 12247–80*.

Дляуправления работой и обеспечения безопасных условий эксплуатации сосуды взависимости от назначения должны быть оснащены:

–запорной или запорно-регулирующей арматурой;

–приборами для измерения давления;

–приборами для измерения температуры;

–предохранительными устройствами;

–указателями уровня жидкости.

Арматурадолжна иметь следующую маркировку:

–наименование или товарный знак изготовителя;

–условный проход;

–условное давление, МПа (допускается указывать рабочее давление и допустимуютемпературу);

–направление потока среды;

–марку материала корпуса.

Намаховике запорной арматуры должно быть указано направление его вращения при открыванииили закрывании арматуры. Арматура с условным проходом более 20 мм,изготовленная из легированной стали или цветных металлов, должна иметь паспортустановленной формы, в котором должны быть указаны данные по химсоставу, механическимсвойствам, режимам термообработки и результатам контроля качества изготовлениянеразрушающими методами.

Каждыйсосуд и самостоятельные полости с разными давлениями должны быть снабженыманометрами прямого действия. Манометр устанавливается на штуцере сосуда илитрубопроводе между сосудом и запорной арматурой. Манометры должны иметь классточности не ниже 2,5–при рабочем давлении сосуда до 2,5 МПа, 1,5–при рабочемдавлении сосуда свыше 2,5 МПа. Манометр должен выбираться с такой шкалой, чтобыпредел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы. На шкалеманометра владельцем сосуда должна быть нанесена красная черта, указывающаярабочее давление в сосуде. Манометр должен быть установлен так, чтобы егопоказания были отчетливо видны обслуживающему персоналу. Номинальный диаметркорпуса манометров, устанавливаемых на высоте до 2 м от уровня площадкинаблюдения за ним, должен быть не менее 100 мм, на высоте от 2 до 3 м –не менее 160 мм. Установка манометров на высоте более 3 м от уровня площадки неразрешается.

Междуманометром и сосудом должен быть установлен трехходовый кран или заменяющееустройство, позволяющее проводить периодическую проверку манометра с помощьюконтрольного.

Проверкаманометров с их опломдированием и клеймением должна производится не реже одногораза в 12 месяцев. Кроме того, не реже одного раза в 6 месяцев владельцемсосуда должна производиться дополнительная проверка рабочих манометровконтрольными с записью результатов в журнал контрольных проверок.

Манометрне допускается к применению в случаях, когда:

–отсутствует пломба или клеймо с отметкой о проведении проверки;

–просрочен срок проверки;

–стрелка при его отключении не возвращается в нулевое положение на величину,превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора;

–разбито стекло или имеются повреждения, которые могут отразиться направильности его показаний.

Сосуды,работающие при изменяющейся температуре стенок, должны быть снабжены приборамидля контроля скорости и равномерности прогрева по длине и высоте сосуда иреперами для контроля тепловых перемещений.

Необходимостьоснащения сосудов указанными приборами и реперами, а также допустимая скоростьпрогрева и охлаждения сосудов определяются разработчиком проекта и указываютсяизготовителем в паспортах сосудов или инструкциях по монтажу и эксплуатации.

Каждыйсосуд должен быть снабжен предохранительными устройствами от повышения давлениявыше допустимого значения.

Вкачестве предохранительных устройств применяются:

–пружинные предохранительные клапаны;

–рычажно-грузовые предохранительные клапаны;


–импульсные предохранительные устройства, состоящие из главногопредохранительного клапана и управляющего импульсного клапана прямого действия;

–предохранительные устройства с разрушающимися мембранами (предохранительныемембраны);

–другие устройства, применение которых согласовано с Госгортехнадзором России.

Распространеннымсредством защиты технологического оборудования от разрушения при взрывахявляются предохранительные мембраны (разрывные, ломающиеся, срезные, хлопающие,специальные) и взрывные клапаны (рис.5.4, 5.5).

Достоинствомпредохранительных мембран является предельная простота их конструкции, чтохарактеризует их как самые надежные из всех существующих средств взрывозащиты.Кроме того, мембраны практически не имеют ограничений по пропускнойспособности. Существенным недостатком предохранительных мембран является то,что после срабатывания защищаемое оборудование остается открытым, это, какправило, приводит к остановке технологического процесса и к выбросу в атмосферувсего содержимого аппарата. При разгерметизации технологического оборудованиянельзя исключить возможность вторичных взрывов, которые бывают обусловленыподсосом атмосферного воздуха внутрь аппарата через открытое отверстиемембраны.

Использованиена технологическом оборудовании взрывных клапанов дает возможность устранитьэти негативные последствия, так как после срабатывания и сброса отверстие вновьзакрывается и таким образом не вызывает необходимости немедленной остановкиоборудования и проведения восстановительных работ. К недостаткам взрывныхклапанов следует отнести их большую инерционность по сравнению с мембранами,сложность конструкции, а также недостаточную герметичность, ограничивающуюобласть их применения (они могут использоваться для взрывозащиты оборудования,работающего при нормальном давлении).

Широкоиспользуются разрывные мембраны, изготовляемые из тонколистового металлическогопроката. Конструктивное оформление узла зажима мембраны может быть различным(шип – паз, конический или линзовый зажим, см. рис.5.4).

Принагружении рабочим давлением мембрана испытывает большие пластические деформациии приобретает ярко выраженный купол, по форме очень близкий к сферическомусегменту. Чаще всего куполообразную форму мембране придают заранее приизготовлении, подвергая ее нагружению давлением, составляющим около 90%разрывного. При этом фактически исчерпывается почти весь запас пластическихдеформаций материала, поэтому еще больше увеличивается быстродействие мембраны.

Разрывноедавление Рс, такой оболочки (давление срабатывания мембраны)

Pc=2∆oσBPR

гдеДо –толщина материала мембраны; δвр –временное сопротивлениематериала при растяжении (предел прочности); R – радиус купола.

Минимальный(на пределе разрыва мембраны) радиус купола, где δ – относительное удлинениепри разрыве.

Дляопределения времени полного раскрытия сбросного отверстия мембран можно использоватьсоотношение:

Расчети подбор предохранительного клапана заключается в определении количества газа(жидкости), вышедшего из сосуда, аппарата, или площади проходного сеченияпредохранительно устройства, а также расчете времени истечения при заданномконечном давлении. Давление Рmах в защищаемой емкости не должно превышать значений,указанных ниже:

PP1 МПа Рт Pmaх, МПа <0,3 <  Рр + 0,05 <6,0 <  1,15Л> >6.0 <  1,1/р

СогласноГОСТ 12.2.085–82 при расчете массового расхода M газа черезпредохранительное устройство необходимо использовать выражения M=AF; дляжидкости M-AF^IlXi (Л– Р'), где А и F–коэффициентрасхода и площадь сечения устья сбросного отверстия, м2; Xi–плотностьрабочей среды в сосуде или аппарате, кг/м3; Р' и Л – абсолютные давления, Па,соответственно в устье сбросного отверстия и сосуде или аппарате; комплекс

/>

показательадиабаты; π* – критическое отношение давления, равное

/>

Дляподбора предохранительного клапана или мембраны необходимо по заданному массовомурасходу, который определяется как максимальный аварийный расход среды,определить площадь проходного сечения клапана.

Важнойхарактеристикой предохранительного устройства является время истечения. При истечениигаза из сосуда или аппарата ограниченной постоянной емкости через сбросноеотверстие постоянного сечения реализуется звуковой режим истечения, еслидавление Pi ≥Р»/π*, где Р" –давление в среде, в которую происходит истечение.В этом случае время истечения

/>

Здесьнулевым индексом отмечены параметры в начальный момент времени.

Еслиистечение происходит в дозвуковой области, то время истечения

/>

Здесьнулевым индексом отмечены параметры в начальный момент времени.

Значениекоэффициента расхода предохранительного устройства зависит от конструктивныхособенностей предохранительного устройства и указывается в паспорте на него.Если таковые данные отсутствуют, то обычно полагают А=ξ где ξ–коэффициентсопротивления предохранительного клапана.

Мембранныепредохранительные устройства могут устанавливаться:

–вместо рычажно-грузовых и пружинных предохранительных клапанов, когда этиклапаны в рабочих условиях конкретной среды не могут быть применены вследствиеих инерционности или других причин;

–перед предохранительными клапанами в случаях, когда предохранительные клапаныне могут надежно работать вследствие вредного воздействия рабочей среды(коррозия, эрозия, полимеризация, кристаллизация, прикипание, примерзание) иливозможных утечек через закрытый клапан взрыво — и пожароопасных, токсичных,экологически вредных веществ и т.п.;

–параллельно с предохранительными клапанами для увеличения пропускнойспособности систем сброса давления;

–на выходной стороне предохранительных клапанов для предотвращения вредноговоздействия рабочих сред со стороны сбросной системы и для исключения влиянияколебаний противодавления со стороны этой системы на точность срабатыванияпредохранительных клапанов.

Предохранительныемембраны должны быть маркированы, при этом маркировка не должна оказыватьвлияния на точность срабатывания мембраны.

Содержаниемаркировки:

–наименование или товарный знак изготовителя;

–номер партии мембран;

–тип мембран;

–условный диаметр;

–рабочий диаметр;

–материал;

–минимальное и максимальное давление срабатывания мембран в партии при заданнойтемпературе и при температуре 20 °С.

Порядоки сроки проверки исправности действия предохранительных устройств в зависимостиот условий технологического процесса должны быть указаны в инструкции поэксплуатации предохранительных устройств, утвержденных владельцем сосуда вустановленном порядке.

/> 

5.2. ЗАЩИТА ОТ МЕХАНИЧЕСКОГО ТРАВМИРОВАНИЯ

Ксредствам защиты от механического травмирования относятся предохранительныетормозные, оградительные устройства, средства автоматического контроля и сигнализации,знаки безопасности, системы дистанционного управления. Системы дистанционногоуправления и автоматические сигнализаторы на опасную концентрацию паров, газов,пылей применяют чаще всего во взрывоопасных производствах и производствах свыделением в воздух рабочей зоны токсичных веществ.

Предохранительныезащитные средства предназначены для автоматического отключения агрегатов имашин при отклонении какого-либо параметра, характеризующего режим работыоборудования, за пределы допустимых значений. Таким образом, при аварийныхрежимах (увеличении давления, температуры, рабочих скоростей, силы тока,крутящих моментов и т.п.) исключается возможность взрывов, поломок,воспламенений. В соответствии с ГОСТ 12.4.125–83 предохранительные устройствапо характеру действия бывают блокировочными и ограничительными.

Блокировочныеустройства по принципу действия подразделяют на механические, электронные,электрические, электромагнитные, пневматические, гидравлические, оптические, магнитныеи комбинированные.

Ограничительныеустройства по конструктивному исполнению подразделяют на муфты, штифты,клапаны, шпонки, мембраны, пружины, сильфоны и шайбы.

Блокировочныеустройства препятствуют проникновению человека в опасную зону либо во времяпребывания его в этой зоне устраняют опасный фактор.

Особеннобольшое значение этим видам средств защиты придается на рабочих местахагрегатов и машин, не имеющих ограждений, а также там, где работа может вестисьпри снятом или открытом ограждении.

Механическаяблокировка представляет собой систему, обеспечивающую связь между ограждением итормозным (пусковым) устройством. При снятом ограждении агрегат невозможнорастормозить, а следовательно, и пустить его в ход (рис.5.6).

Электрическуюблокировку применяют на электроустановках с напряжением от 500 В и выше, атакже на различных видах технологического оборудования с электроприводом. Онаобеспечивает включение оборудования только при наличии ограждения.Электромагнитную (радиочастотную) блокировку применяют для предотвращения попаданиячеловека в опасную зону. Если это происходит, высокочастотный генератор подаетимпульс тока к электромагнитному усилителю и поляризованному реле. Контактыэлектромагнитного реле обесточивают схему магнитного пускателя, что обеспечиваетэлектромагнитное торможение привода за десятые доли секунды. Аналогичноработает магнитная блокировка, использующая постоянное магнитное поле.

Оптическаяблокировка находит применение в кузнечно-прессовых и механических цехахмашиностроительных заводов. Световой луч, попадающий на фотоэлемент,обеспечивает постоянное протекание тока в обмотке блокировочногоэлектромагнита. Если в момент нажатия педали в рабочей (опасной) зоне штампаокажется рука рабочего, падение светового тока на фотоэлемент прекращается,обмотки блокировочного магнита обесточиваются, его якорь под действием пружинывыдвигается и включение пресса педалью становится невозможным.

Электронную(радиационную) блокировку применяют для защиты опасных зон на прессах,гильотинных ножницах и других видах технологического оборудования, применяемогов машиностроении (рис.5.7).

Излучение,направленное от источника 5, улавливается трубками Гейгера 1. Они воздействуютна тиратронную лампу 2, от которой приводится в действие контрольное реле 3. Контактыреле либо включают, либо разрывают цепь управления, либо воздействуют напусковое устройство. Контрольное реле 4 работает при нарушении системыблокировки, когда трубки Гейгера не работают в течение 20 с. Преимуществомблокировки с радиационными датчиками является то, что они позволяют производитьбесконтактный контроль, так как не связаны с контролируемой средой. В рядеслучаев при работе с агрессивными или взрывоопасными средами в оборудовании,находящемся под большим давлением или имеющем высокую температуру, блокировка сприменением радиационных датчиков является единственным средством для обеспечениятребуемых условий безопасности.

Пневматическаясхема блокировки широко применяется в агрегатах, где рабочие тела находятся подповышенным давлением: турбинах, компрессорах, воздуходувках и т.д. Ее основнымпреимуществом является малая инерционность. На рис.5.8 приведена принципиальнаясхема пневматической блокировки. Аналогична по принципу действия гидравлическаяблокировка.

Примерамиограничительных устройств являются элементы механизмов и машин, рассчитанные наразрушение (или несрабатывание) при перегрузках. К слабым звеньям такихустройств относятся: срезные штифты и шпонки, соединяющие вал с маховиком,шестерней или шкивом; фрикционные муфты, не передающие движения при большихкрутящих моментах; плавкие предохранители в электроустановках; разрывныемембраны в установках с повышенным давлением и т.п. Слабые звенья делятся надве основные группы: звенья с автоматическим восстановлением кинематическойцепи после того, как контролируемый параметр пришел в норму (например, муфтытрения), и звенья с восстановлением кинематической цепи путем замены слабогозвена (например, штифты и шпонки). Срабатывание слабого звена приводит костанову машины на аварийных режимах.

Тормозныеустройства подразделяют: по конструктивному исполнению –на колодочные,дисковые, конические и клиновые; по способу срабатывания – на ручные,автоматические и полуавтоматические; по принципу действия –на механические,электромагнитные, пневматические, гидравлические и комбинированные; поназначению –на рабочие, резервные, стояночные и экстренного торможения.

Оградительныеустройства – класс средств защиты, препятствующих попаданию человека в опаснуюзону. Оградительные устройства применяют для изоляции систем привода машин и агрегатов,зоны

Конструктивныерешения оградительных устройств весьма разнообразны. Они зависят от видаоборудования, расположения человека в рабочей зоне, специфики опасных и вредныхфакторов, сопровождающих технологический процесс. В соответствии с ГОСТ 12.4.125–83,классифицирующим средства защиты от механического травмирования, оградительныеустройства подразделяют: по конструктивному исполнению –на кожухи, дверцы, щиты,козырьки, планки, барьеры и экраны; по способу изготовления–на сплошные,несплошные (перфорированные, сетчатые, решетчатые) и комбинированные; поспособу установки–на стационарные и передвижные. Примерами полногостационарного ограждения служат ограждения распределительных устройствэлектрооборудования, кожуха галтовочных барабанов, корпуса электродвигателей,насосов и т.п.; частичного– ограждения фрез или рабочей зоны станка (рис.5.9).

Возможноприменение подвижного (съемного) ограждения. Оно представляет собой устройство,сблокированное с рабочими органами механизма или машины, вследствие чегозакрывает доступ в рабочую зону при наступлении опасного момента. Особенноширокое распространение получили такие ограничительные устройства встанкостроении (например, в станках с ЧПУ ОФЗ–36).

Переносныеограждения являются временными. Их используют при ремонтных и наладочныхработах для защиты от случайных прикосновений к токоведущим частям, а также отмеханических травм и ожогов. Кроме того, их применяют на постоянных рабочихместах сварщиков для защиты окружающих от воздействия электрической дуги иультрафиолетовых излучений (сварочные посты). Выполняются они чаще всего в видещитов высотой 1,7 м.

Конструкцияи материал ограждающих устройств определяются особенностями оборудования итехнологического процесса в целом. Ограждения выполняют в виде сварных и литыхкожухов, решеток, сеток на жестком каркасе, а также в виде жестких сплошныхщитов (щитков, экранов). Размеры ячеек в сетчатом и решетчатом огражденииопределятся в соответствии с ГОСТ 12.2.062–81*. В качестве материала огражденийиспользуют металлы, пластмассы, дерево. При необходимости наблюдения за рабочейзоной кроме сеток и решеток применяют сплошные оградительные устройства из прозрачныхматериалов (оргстекла, триплекса и т.д.).

Чтобывыдерживать нагрузки от отлетающих при обработке частиц и случайные воздействияобслуживающего персонала, ограждения должны быть достаточно прочными и хорошокрепиться к фундаменту или частям машины. При расчете на прочность ограждениймашин и агрегатов для обработки металлов и дерева необходимо учитыватьвозможность вылета и удара об ограждение обрабатываемых заготовок.

Расчетограждений ведется по специальным методикам [5.2].

/> 

5.3. СРЕДСТВА АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ИСИГНАЛИЗАЦИИ

Наличиеконтрольно-измерительных приборов – одно из условий безопасной и надежнойработы оборудования. Это приборы для измерения давления, температур,статических и динамических нагрузок, концентраций паров и газов и др. Эффективностьих использования повышается при объединении их с системами сигнализации, какэто имеет место в газосигнализаторах, срабатывающих при определенных уровняхконцентрации паров, газов, пыли в воздухе.

Устройстваавтоматического контроля и сигнализации подразделяют: по назначению – наинформационные, предупреждающие, аварийные и ответные; по способу срабатывания– на автоматические и полуавтоматические; по характеру сигнала – на звуковые,световые, цветовые, знаковые и комбинированные; по характеру подачи сигнала –на постоянные и пульсирующие.

Информативнуюсигнализацию используют для согласования действий работающих, в частностикрановщиков и стропальщиков. Такую же сигнализацию применяют в шумныхпроизводствах, где нарушена речевая связь. Подвидом информативной сигнализацииявляются всякого рода схемы, указатели, надписи. Как правило, надписи делаютнепосредственно на оборудовании либо в зоне его обслуживания на специальных табло.

Устройствапредупредительной сигнализации предназначены для предупреждения об опасности.Чаще всего в них используют световые и звуковые сигналы, поступающие отразличных приборов, регистрирующих ход технологического процесса, в том числеуровень опасных и вредных факторов. Большое применение находитпредупредительная сигнализация, опережающая включение оборудования или подачувысокого напряжения. К предупредительной сигнализации относятся указатели иплакаты: «Не включать –работают люди», «Не входить», «Не открывать – высокоенапряжение» и др.

Указателижелательно выполнять в виде световых табло с переменной по времени (мигающей)подсветкой.

Подвидомпредупредительной сигнализации является сигнальная окраска. Травмоопасныеэлементы оборудования выделяют чередующимися (под углом 45° к горизонтали)полосами желтого и черного цвета. На станках в красный цвет окрашивают обратныестороны дверец, ниш для электрооборудования, а также поверхности схода стружки.

Знакибезопасности установлены ГОСТ 12.4.026–76*. Они могут быть запрещающими,предупреждающими, предписывающими и указательными и отличаются друг от другаформой и цветом. В производственном оборудовании и в цехах применяютпредупредительные знаки, представляющие собой желтый треугольник с чернойполосой по периметру, внутри которого располагается какой-либо символ (черногоцвета). Например, при электрической опасности –это молния, при опасноститравмирования перемещаемым грузом – груз, при опасности скольжения – падающийчеловек, при прочих опасностях – восклицательный знак.

Запрещающийзнак – круг красного цвета с белой каймой по периметру и черным изображениемвнутри. Предписывающие знаки представляют собой синий круг с белой каймой попериметру и белым изображением в центре, указательные –синий прямоугольник.

Предупреждающийзнак радиационной опасности имеет символ и кайму красного цвета. Указательныезнаки средств пожаротушения имеют символ красного цвета на белом фоне,остальные черного.

/>/> 7. СРЕДСТВА ИВДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Наряде предприятий существуют такие виды работ или условия труда, при которых работающийможет получить травму или иное воздействие, опасное для здоровья. Еще болееопасные условия для людей могут возникнуть при авариях и ликвидации ихпоследствий. В этих случаях для защиты человека необходимо применять средстваиндивидуальной защиты (СИЗ). Их использование должно обеспечивать максимальнуюбезопасность, а неудобства, связанные с их применением, должны быть сведены кминимуму. Это достигается соблюдением инструкций по их применению. Последниерегламентируют, когда, почему и как должны применяться СИЗ, каков должен бытьуход за ними.

НоменклатураСИЗ включает обширный перечень средств, применяемых в производственных условиях(СИЗ повседневного использования), а также средств, используемых в чрезвычайныхситуациях (СИЗ кратковременного использования). В последних случаях применяютпреимущественно изолирующие средства индивидуальной защиты (ИСИЗ).

Привыполнении ряда производственных операций (в литейном производстве, вгальванических цехах, при погрузке и разгрузке, механической обработке и т.п.)необходимо носить спецодежду (костюмы, комбинезоны и др.), сшитую изспециальных материалов для обеспечения безопасности от воздействий различныхвеществ и материалов, с которыми приходится работать, теплового и другихизлучений. Требования, предъявляемые к спецодежде, заключаются в обеспечениинаибольшего комфорта для человека, а также желаемой безопасности. При некоторыхвидах работ для предохранения спецодежды могут использоваться фартуки,например, в работе с охлаждающими и смазочными материалами, при тепловыхвоздействиях и т.д. В других условиях возможно применение специальных нарукавников.

Воизбежание травм стоп и пальцев ног необходимо носить защитную обувь (сапоги,ботинки). Ее применяют при следующих работах: с тяжелыми предметами; встроительстве; в условиях, где существует риск падения предметов; в литейном,кузнечном, сталелитейном производствах и т.п.; в помещениях, где полы залитыводой, маслом и др.

Некоторыетипы спецобуви снабжены усиленной подошвой, предохраняющей стопу от острыхпредметов (таких, как торчащий гвоздь). Обувь со специальными подметкамипредназначена для тех условий труда, при которых существует риск травмы припадении на скользком льду, залитым водой и маслом. Находит применениеспециальная виброзащитная обувь.

Длязащиты рук при работах в гальванических цехах, литейном производстве, при механическойобработке металлов, древесины, при погрузного-разгрузочных работах и т.п.необходимо использовать специальные рукавицы или перчатки. Защита рук отвибраций достигается применением рукавиц из упругодемпфирующего материала.

Прииспользовании пластиковых или резиновых перчаток в течение продолжительноговремени внутрь нужно вкладывать хлопчатобумажные перчатки: они сохраняют кожу всухом состоянии и уменьшают риск повреждений кожи.

Переднадеванием перчаток или рукавиц руки необходимо вымыть, чтобы перчатки незагрязнялись изнутри вредными веществами и при многократном применении неспособствовали контакту с теми веществами, от которых они предназначеныпредохранять.

Средствазащиты кожи необходимы при контакте с веществами и материалами, вредными длякожи; механических воздействиях, в результате которых появляются царапины ираны, а кожа становится более восприимчивой к воздействию вредных веществ. Рисктакого рода воздействия можно снизить в тех случаях, когда кожа являетсяздоровой, нетравмированной и обладает способностью к сопротивлению; когда привыполнении трудовых операций происходит наименьший контакт с вреднымивеществами; когда есть возможность заменить вредные вещества и материалы менеевредными; когда снижается частота и продолжительность контактов с вреднымивеществами.

Дляпрофилактики повреждений кожи необходимо использовать мыло, смягчающее кожу;средства для очистки рук допустимо применять только в случае очень сильногозагрязнения. Выбор защитного крема зависит от характера работы.

Средствазащиты головы предназначены для предохранения головы от падающих и острыхпредметов, а также для смягчения ударов. Выбор шлемов и касок зависит от видавыполняемых работ. Они должны использоваться в следующих условиях:

–существуетриск получить травму от материалов, инструментов или других острых предметов,которые падают вниз, опрокидываются, соскальзывают, выбрасываются илисбрасываются вниз;

–имеется опасность столкновения с острыми выпирающими или свивающими предметами,остроконечными предметами, предметами неправильной формы, а также сподвешенными или качающимися тяжестями;

–существует риск соприкосновения головы с электрическим проводом.

Оченьважно подобрать каску соответственно характеру выполняемой работы, а также поразмеру, чтобы она прочно держалась на голове и обеспечивала достаточноерасстояние между внутренней оболочкой каски и головой. Если каска имеет трещиныили была подвергнута сильному физическому (в форме удара или давления) илитермическому воздействию, ее следует забраковать.

Дляпредохранения от вредных механических, химических и лучевых воздействийнеобходимы средства защиты глаз и лица. Эти средства применяют при выполненииследующих работ: шлифовании, пескоструйной обработке, распылении, опрыскивании,сварке, – а также при использовании едких жидкостей, вредном тепловомвоздействии и др. Эти средства выполняют в виде очков или щитков. В некоторыхситуациях средства защиты глаз применяют вместе со средствами защиты органовдыхания, например, специальные головные уборы.

Вусловиях работы, когда существует риск лучевого воздействия, например, присварочных работах, важно подобрать защитные фильтры необходимой степениплотности. Применяя средства защиты глаз, надо следить за тем, чтобы онинадежно держались на голове и не снижали поле обзора, а загрязненность неухудшала зрение.

Средствазащиты органов слуха используют в шумных производствах, при обслуживанииэнергоустановок и т.п. Существуют различные типы средств защиты органов слуха:беруши и наушники. Беруши делают из различных материалов, при использовании ихвтыкают в уши. Наушники состоят из двух чашечек, соединенных дужкой.Одноразовые беруши следует использовать только один раз, беруши и наушникимногоразового использования требуют тщательного ухода, содержания в чистоте исвоевременного выявления дефектов. Правильное и постоянное применение средствзащиты слуха снижает шумовую нагрузку для берущей на 10–20, для наушников на20–30 дБ А.

Чтобыдобиться эффективного снижения шумового воздействия, необходимо постоянноприменять средства защиты органов слуха. Даже кратковременное снятие средствзащиты в условиях шума значительно снижает эффективность защиты. Беруши должныбыть подобраны по размеру слухового прохода, а наушники плотно закрывать уши. Вслучае несоблюдения перечисленных условий уровень снижения шума составит неболее 10 дБ А.

Средствазащиты органов дыхания предназначены для того, чтобы предохранить от вдыхания ипопадания в организм человека вредных веществ (пыли, пара, газа) при проведенииразличных технологических процессов. При подборе средств индивидуальной защитыорганов дыхания (СИЗОД) необходимо знать следующее: с какими веществамиприходится работать; какова концентрация загрязняющих веществ; сколько времениприходится работать; в каком состоянии находятся эти вещества: в виде газа, паровили аэрозоли; существует ли опасность кислородного голодания; каковы физическиенагрузки в процессе работы.

Существуетдва типа средств защиты органов дыхания: фильтрующие и изолирующие. Фильтрующиеподают в зону дыхания очищенный от примесей воздух рабочей зоны, изолирующие –воздух из специальных емкостей или из чистого пространства, расположенного внерабочей зоны.

Изолирующиесредства защиты должны применяться в следующих случаях: в условияхвозникновения недостатка кислорода во вдыхаемом воздухе; в условиях загрязнениявоздуха в больших концентрациях или в случае, когда концентрация загрязнениянеизвестна; в условиях, когда нет фильтра, который может предохранить отзагрязнения; в случае, если выполняется тяжелая работа, когда дыхание черезфильтрующие СИЗОД затруднено из-за сопротивления фильтра.

Вслучае, если нет необходимости в изолирующих средствах защиты, нужноиспользовать фильтрующие средства. Преимущества фильтрующих средств заключаютсяв легкости, свободе движений для работника; простоте решения при смене рабочегоместа.

Недостаткифильтрующих средств заключаются в следующем: фильтры обладают ограниченнымсроком годности; затрудненность дыхания из-за сопротивления фильтра;ограниченность работы с применением фильтра по времени, если речь не идет офильтрующей маске, которая снабжена поддувом. Не следует работать сиспользованием фильтрующих СИЗОД более 3 ч в течение рабочего дня.

НоменклатураСИЗ обширна и достаточно полно отображена в работах [7.1–7.3]. Некоторые СИЗпоказаны на рис.7.1–7.6.

Впоследние годы наметилась тенденция к созданию универсальных СИЗ, обладающихкомплексом защитных свойств. Так, в Институте биофизики МЗ РФ создан автономныйшлем ФАШ, предназначенный для защиты головы, глаз и органов дыхания работающегов производственной среде, загрязненной токсичными газами и аэрозолями.Эффективность защиты по аэрозолям более 0,99, время непрерывной работы в шлемене более 2 ч, температурный диапазон от 0 до 35 °С. Для защиты головы, глаз иорганов дыхания сварщика этот же институт разработал автономный пневмошлемАПШ-С, защищающий от прямых излучений сварочной дуги, брызг расплавленногометалла и сварочных аэрозолей.

Дляработ в особо опасных условиях (в изолированных объемах, при ремонтенагревательных печей, газовых сетей и т.п.) и чрезвычайных ситуациях (припожаре, аварийном выбросе химических или радиоактивных веществ и т.п.)применяют ИСИЗ и различные индивидуальные устройства. Находят применение ИСИЗот теплового, химического, ионизирующего и бактериологического воздействия.Номенклатура таких ИСИЗ постоянно расширяется. Как правило, они обеспечиваюткомплексную защиту человека от опасных и вредных факторов, создаваяодновременно защиту органов зрения, слуха, дыхания, а также защиту отдельныхчастей тела человека. На рис.7.7 показана схема СИЗ, предназначенного дляработы в условиях повышенного аэрозольного загрязнения рабочей зоны.

Навыставке «Спецодежда и экипировка-87» демонстрировался теплозащитный скафандрАТС-3, предназначенный для проведения аварийно-восстановительных работпаронесущих сетей АЭС и любых нагревательных установок. Он изготовлен изасбестофенилоновой ткани.

Навыставке «Охрана труда-90» (ВДНХ) был показан газоспасательный аппарат АГ-2Усольского ПО «Химпром», пневмокостюм ЛГ-УС-М – шланговый изолирующий костюм свентиляцией подкостюмного пространства разработки Института биофизики МЗ РФ,предназначенный для ремонтных, аварийных и дезактивационных работ, и другиеИСИЗ.

ВыборСИЗ зависит от комплекса негативных факторов, характерных для конкретного видаработ. Так, при работе с радиоактивными веществами СИЗ предохраняют человека отпопадания радиактивных веществ в органы дыхания, пищеварения и непосредственнона кожу.

ВыборСИЗ зависит от радиационной обстановки, которая определяется характером иобъемом работ, проводимых с радиоактивными веществами. В соответствии стребованиями ОСП–72/87 все лица, работающие на участках работы с радиоактивнымивеществами в открытом виде или посещающие такие участки, должны быть обеспеченыСИЗ в зависимости от класса работ. При работах I класса и при отдельных работахII класса работающие должны быть обеспечены комбинезонами или костюмами,шапочками, спецбельем, носками, легкой обувью или ботинками, перчатками,бумажными полотенцами или носовыми платками разового пользования, а такжесредствами защиты органов дыхания в зависимости от характера возможногорадиоактивного загрязнения воздуха. При работах II класса и при отдельных работахIII класса работающие должны быть обеспечены халатами, шапочками, перчатками,легкой обувью и при необходимости средствами защиты органов дыхания.

Персонал,производящий уборку помещений, а также работающие с радиоактивными растворами ипорошками должны быть снабжены (помимо перечисленной выше спецодежды и спецобуви)пластиковыми фартуками и нарукавниками или пластиковыми полухалатами, дополнительнойспецобувью (резиновой или пластиковой) или резиновыми сапогами. При работах вусловиях возможного загрязнения воздуха помещений радиоактивными аэрозоляминеобходимо применять специальные фильтрующие или изолирующие средства защитыорганов дыхания. Изолирующие СИЗ (пневмокостюмы, пневмошлемы) применяют приработах, когда фильтрующие средства не обеспечивают необходимую защиту отпопадания радиоактивных и токсичных веществ в органы дыхания.

Приработе с радиоактивными веществами к средствам повседневного использованияотносят халаты, комбинезоны, костюмы, спецобувь и некоторые типы противопылевыхреспираторов. Спецодежду для повседневного использования изготовляют изхлопчатобумажной ткани (верхнюю одежду и белье). Если возможно воздействие наработающих агрессивных химических веществ, верхнюю спецодежду изготовляют изсинтетических материалов – лавсана.

Ксредствам кратковременного использования относят изолирующие шланговые и автономныекостюмы, пневмокостюмы, перчатки и пленочную одежду: фартуки, нарукавники,полукомбинезоны. Пластиковую одежду, изолирующие костюмы, спецобувь изготовляютиз прочного легко дезактивируемого поливинилхлоридного пластикаморозостойкостью до –25 °С или пластиката, армированного капроновой сеткойрецептуры 80 AM.

ПрименениеСИЗ и ИСИЗ сопровождается определенными неудобствами: ограничением обзора,затруднением дыхания, ограничением в перемещении и т.п. В тех случаях, когдарабочее место постоянно, устранить эти неудобства удается применением защитныхкабин, снабженных системами кондиционирования воздуха, вибро — и шумозащитой,защитой от излучений и энергетических полей. Такие кабины применяют натранспортных средствах, в горячих цехах, машинных залах ТЭС и т.п.

Безопасноепроведение работ обеспечивается также путем применения индивидуальных защитныхустройств. Так, при работе на высоте, в колодцах и других ограниченных объемахнеобходимо использовать спасательные пояса, страхующие канаты (рис.7.8), а такжеСИЗ.


/>/>Раздел III. />ЧРЕЗВычАЙНЫЕ СИТУАЦИИ

/> 

8. ЗАЩИТА В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ И ЛИКВИДАЦИЯПОСЛЕДСТВИЙ

/> 

8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

Чрезвычайнаяситуация (ЧС) –состояние, при котором в результате возникновения источникачрезвычайной ситуации на объекте, определенной территории или акваториинарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза ихжизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству иокружающей природной среде.

Подисточником чрезвычайной ситуации понимают опасное природное явление, аварию илиопасное техногенное происшествие, широкораспространенную инфекционную болезньлюдей, сельскохозяйственных животных и растений, а также применение современныхсредств поражения, в результате чего произошла или может возникнуть чрезвычайнаяситуация (ГОСТ Р 22.0.02–94).

Чрезвычайныеситуации могут быть классифицированы по значительному числу признаков. Так, попроисхождению ЧС можно подразделять на ситуации техногенного, антропогенного иприродного характера. ЧС можно классифицировать по типам и видам событий,лежащих в основе этих ситуаций, по масштабу распространения, по сложностиобстановки (например пожары), тяжести последствий.

Перваяв нашей стране классификация ЧС была разработана Научно-техническим комитетомГО СССР и утверждена в инструкции «О порядке обмена в РФ информацией о ЧС»приказом ГКЧС РФ от 13.04. 1992г. № 49.

Воисполнение Федерального закона «О защите населения и территорий от чрезвычайныхситуаций природного и техногенного характера (Собрание законодательства РоссийскойФедерации, 1994, № 35, ст.3648) правительство Российской Федерации своимпостановлением № 1094 от 13 сентября 1996 г. утвердило положение оклассификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

Вэтом постановлении ЧС классифицируются в зависимости от количества людей,пострадавших в этих ситуациях, или людей, у которых оказались нарушены условияжизнедеятельности, размера материального ущерба, а также границы зонраспространения поражающих факторов чрезвычайных ситуаций.

Чрезвычайныеситуации подразделяются на локальные, местные, территориальные, региональные,федеральные и трансграничные.

Клокальной относится чрезвычайная ситуация, в результате которой пострадало неболее 10 человек, либо нарушены условия жизнедеятельности не более 100 человек,либо материальный ущерб составляет не более 1 тыс. минимальных размеров оплатытруда на день возникновения чрезвычайной ситуации и зона чрезвычайной ситуациине выходит за пределы территории объекта производственного или социальногоназначения.

Кместной относится чрезвычайная ситуация, в результате которой пострадало свыше10, но не более 50 человек, либо нарушены условия жизнедеятельности свыше 100,но не более 300 человек, либо материальный ущерб составляет свыше 1 тыс., но неболее 5 тыс. минимальных размеров оплаты труда на день возникновениячрезвычайной ситуации и зона чрезвычайной ситуации не выходит за пределынаселенного пункта, города, района.

Ктерриториальной относится ЧС, в результате которой пострадало от 50 до 500человек, либо нарушены условия жизнедеятельности от 300 до 500 человек, либоматериальный ущерб составил от 5 тыс. до 0,5 млн. минимальных размеров оплатытруда и зона чрезвычайной ситуации не выходит за пределы субъекта РоссийскойФедерации.

Крегиональной и федеральной соответственно относятся ЧС, в результате которойпострадало от 50 до 500 и свыше 500 человек, либо нарушены условияжизнедеятельности от 500 до 1000 и свыше 1000 человек, либо материальный ущербсоставляет от 0,5 до 5 млн. и свыше 5 млн. минимальных размеров оплаты труда изона чрезвычайной ситуации охватывает территорию двух субъектов РФ или выходитза их пределы.

Ктрансграничной относится чрезвычайная ситуация, поражающие факторы которойвыходят за пределы РФ или ЧС, которая произошла за рубежом и затрагиваеттерриторию РФ.

Чрезвычайныеситуации, в том числе аварии на промышленных объектах, в своем развитиипроходят пять условных типовых фаз:

–первая – накопление отклонений от нормального состояния или процесса;

–вторая – инициирование чрезвычайного события (аварии, катастрофы или стихийногобедствия), причем под чрезвычайным событием можно понимать событиетехногенного, антропогенного или природного происхождения. Для случая аварии напроизводстве в этот период предприятие или его часть переходят в нестабильноесостояние, когда появляется фактор неустойчивости: этот период можно назвать«аварийной ситуацией» – авария еще не произошла, но ее предпосылки налицо. Вэтот период, в ряде случаев еще может существовать реальная возможность либо еепредотвратить, либо существенно уменьшить ее масштабы;

–третья – процесс чрезвычайного события, во время которого происходитнепосредственное воздействие на людей, объекты и природную среду первичныхпоражающих факторов; при аварии на производстве в этот период происходитвысвобождение энергии, вещества, которое может носить разрушительный характер;при этом масштабы последствий и характер протекания аварии в значительнойстепени определяются не начальным событием, а структурой предприятия и используемойна нем технологией; эта особенность затрудняет прогнозирование развития наступившегобедствия;

–четвертая – выход аварии за пределы территории предприятия и действиеостаточных факторов поражения;

–пятая –ликвидация последствий аварии и природных катастроф; устранениерезультатов действия опасных факторов, порожденных аварией или стихийнымбедствием; проведение спасательных работ в очаге аварии или в районе стихийногобедствия и в примыкающих к объекту пострадавших зонах.

Внастоящее время существуют два основных направления минимизации вероятностивозникновения и последствий ЧС на промышленных объектах. Первое направлениезаключается в разработке технических и организационных мероприятий, уменьшающихвероятность реализации опасного поражающего потенциала современных техническихсистем. В рамках этого направления технические системы снабжают защитнымиустройствами –средствами взрыво — и пожаро-защиты технологическогооборудования, электро — и молниезащиты, локализации и тушения пожаров и т.д.

Второенаправление заключается в подготовке объекта, обслуживающего персонала, службгражданской обороны и населения к действиям в условиях ЧС. Основой второгонаправления является формирование планов действий в ЧС, для создания которыхнужны детальные разработки сценариев возможных аварий и катастроф на конкретныхобъектах. Для этого необходимо располагать экспериментальными и статистическимиданными о физических и химических явлениях, составляющих возможную аварию; прогнозироватьразмеры и степень поражения объекта при воздействии на него поражающих факторовразличных видов.

Сцелью осуществления контроля за соблюдением мер безопасности, оценкидостаточности и эффективности мероприятий по предупреждению и ликвидациичрезвычайных ситуаций на промышленных объектах Правительство РоссийскойФедерации постановлением от 1 июля 1995 г. № 675 «О декларации безопасностипромышленного объекта Российской Федерации» ввело для предприятий, учреждений,организаций и других юридических лиц всех форм собственности, имеющих в своемсоставе производства повышенной опасности обязательную разработку декларациипромышленной безопасности.

ПриказомМЧС России и Госгортехнадзора России от 4 апреля 1996 г. № 222/59 введен вдействие «Порядок разработки декларации безопасности промышленного объектаРоссийской Федерации».

Согласноэтого постановления декларация безопасности промышленного объекта являетсядокументом, в котором отражены характер и масштабы опасностей на промышленномобъекте и выработанные мероприятия по обеспечению промышленной безопасности иготовности к действиям в техногенных чрезвычайных ситуациях. Декларацияразрабатывается как для действующих, так и для проектируемых предприятий.

Какитоговый документ декларация безопасности включает следующие разделы: общаяинформация об объекте; анализ опасности промышленного объекта; обеспечениеготовности промышленного объекта к локализации и ликвидации чрезвычайныхситуаций; информирование общественности; и приложения, включающие ситуационныйплан объекта и информационный лист.

Декларациябезопасности действующего промышленного объекта с особо опасными производствамиявляется обязательным документом, который разрабатывается организацией собственнымисилами (или организацией, имеющей лицензию на такой вид работ) и представляетсяв органы Госгортехнадзора России при получении лицензии на осуществлениепромышленной деятельности, связанной с повышенной опасностью производств.

/> 

9.4. МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО

Россияучаствует в международном сотрудничестве, проводимом по линии ООН, ЮНЕСКО идругих организаций. С 1973 г. действует специализированное учреждение«Программа ООН по окружающей среде» (ЮНЭП).

Ученыеи специалисты России принимают участие в осуществлении специальноймеждународной программы «Человек и биосфера», Международном совете охраны птиц(СПО), Международной федерации молодежи по исследованию и охране окружающейсреды Научного комитета по проблемам окружающей среды, Международного советанаучных союзов (СКОПЕ). Примером плодотворного межгосударственного сотрудничествав области охраны природы служит деятельность Международного союза охраны природы(МСОП).

Большоезначение в решении проблемы охраны природы имело подписание в 1975 г.33европейскими государствами, США и Канады Заключительного акта Совещания побезопасности и сотрудничеству в Европе. По инициативе СССР разработана идействует «Конвенция о запрещении военного и любого иного враждебногоиспользования средств воздействия на природную среду», к которой присоединилисьмногие государства мира. Конвенция ратифицирована нашей страной по УказуВерховного Совета СССР от 16.05.78 г.

Поинициативе СССР принята также резолюция «Об исторической ответственности государствза сохранение природы Земли для нынешнего и будущих поколений» (1981 г. XXXV Сессия Генеральной Ассамблеи ООН), в 1982 г. при активном участии СССР принятаГенеральной Ассамблеей ООН «Всемирная хартия природы», которая возлагает на всегосударства ответственность за сохранение планеты и ее богатств.

Вобласти охраны окружающей среды двустороннее сотрудничество осуществляетсямежду нашей страной и США и включает 11 научно-исследовательских программ и 30проектов. Оно ведется по следующим направлениям: предотвращение загрязнениявоздуха, охрана вод и морской среды от загрязнения; предотвращение загрязненияокружающей среды, связанного с сельскохозяйственным производством; организациязаповедников, изучение биологических и генетических последствий загрязненияокружающей среды и др. Сотрудничество с США ведется путем обмена учеными испециалистами, научно-технической информацией, результатами исследований,проведения двусторонних конференций, симпозиумов и совещаний, совместнойразработки проектов, программ и др. Аналогичная работа ведется Германией,Англией, Францией, Финляндией, Канадой, Швецией и некоторыми другими странами.

Международноесотрудничество по охране труда осуществляется в рамках Международнойорганизации труда (МОТ), Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), Федерацииспециалистов по охране труда и промышленной гигиене (ИФАС), а такжемеждународной организации по безопасности и охране труда (МОРБОТ). МОТ вчастности разрабатывает рекомендации по нормализации условий труда, ВОЗ–нормативовкачества производственной среды. ИФАС координирует разработки по всемукомплексу вопросов, связанных с безопасностью труда, МОРБОТ – по вопросам прогнозированияриска и создания средств защиты.

Впоследние годы успешно развивается сотрудничество и взаимодействие силгражданской обороны (ГО) стран-членов НАТО и особенно стран-членов Европейскогоэкономического сообщества. В НАТО для координации этой деятельности созданспециальный Главный комитет. Комиссией европейских сообществ принята совместнаяпрограмма стран-участниц по взаимодействию в области гражданской защиты.

Всоответствии с достигнутым рядом европейских стран «Открытым частичнымсоглашением по предотвращению стихийных и технологических бедствий, защите отних и оказанию помощи пострадавшим» в Греции создан Европейский центрпредотвращения бедствий и прогнозирования землетрясений (ЕЦПП).

Международнойорганизацией ГО (МОГО) постоянно повсеместно проводится всесторонняя ицеленаправленная подготовка руководящего состава организаций, сил ГО инаселения к ведению спасательных работ.

еще рефераты
Еще работы по безопасности жизнедеятельности