3. Мікроклімат виробничого середовища та його значення для здоров’я і працездатності людини

До мікроклімату відносять: температуру, вологість, швидкість руху повітря, температуру навколишніх конструкцій та устаткування, барометричний тиск. Від стану виробничого середовища залежить самопочуття і здоров’я людини.

У повітрі завжди перебуває певна кількість водяної пари, що залежить від атмосферного тиску, температури, пори року, географічної зони тощо. З підвищенням температури максимальний вміст вологи у повітрі зростає. Так, при 0°С в 1 м3 може бути лише 5 г води, а при 40°С – близько 51 г.

Вологість повітря характеризується такими гігрометричними показниками: абсолютна, максимальна, відносна, дефіцит вологості i точка роси.

Абсолютна вологість – кількість водяної пари (в грамах), що міститься в 1 м3 повітря за даної температури.

Максимальна вологість – кількість водяної пари (в грамах), яка повністю насичує повітря при даній температурі.

Відносна вологість – це відношення абсолютної вологості до максимальної, визначене у відсотках.

Дефіцит вологості – різниця між показниками максимальної i абсолютної вологості при даній температурі.

Точка роси – температура, за якої водяна пара з газоподібного стану переходить в краплинно-рідинний стан (повне насичення). Конденсації водяної пари в атмосфері сприяють пил, дим, електричні заряди. Якщо повітря дуже чисте, у ньому немає ніяких механічних домішок, то конденсація пари сповільнюється (перенасичення може сягати 400-600%).

У робочих приміщеннях абсолютна вологість коливається в межах 5-10 г/м3, відносна – 40-70%. Абсолютна вологість підвищується в напрямку від підлоги до стелі, а відносна, навпаки, знижується від стелі до підлоги.

Від вологості залежить самопочуття людини. Вона є фактором, який впливає на загальний теплообмін в організмі. Вологе i холодне повітря поглинає велику кількість інфрачервоного випромінювання з організму людини, бо її тепловипромінювання зростає на порядок порівняно з сухим і теплим повітрям.

Висока вологість при високій температурі повітря також шкідлива і може призвести до перегрівання організму. Однак слід враховувати, що дуже сухе повітря (вологість нижче 30%) також негативно впливає на організм, висушуючи слизові оболонки, шкіру з утворенням кровоточивих тріщин, знижує опірність організму, посилює спрагу.

Оптимальна відносна вологість при температурі 21-23°С становить 40-60%.

Температура повітря визначає теплову рівновагу організму людини. Основна теплова енергія надходить в організм як ендогенним (головним) шляхом з їжею, так i частково екзогенним за рахунок вживання теплої їжі, води тощо.

Підтримується температура тіла за рахунок хімічної та фізичної терморегуляції .

Людина отримує певну норму їжі, до складу якої входять білки, жири, вуглеводи, мінеральні речовини, вітаміни. Саме органічні речовини, окисляючись у тканинах, дають відповідну кількість енергії: 1 г жиру – 9,3 Ккал, 1 г білку і вуглеводів – 4,1 Ккал.

Нормальна діяльність людини досягається в температурних умовах 16-20°С.

При температурі навколишнього середовища більше 28°С з’являється загальна втома, знижується продуктивність праці, погіршується розумова діяльність, послаблюється опір організму до захворювань.

При виконанні тяжкої фізичної роботи з температурою понад 30°С людина протягом зміни втрачає 10-12 л вологи, що є небезпечним, оскільки наступає дегідратація – зневоднення організму.

При зниженій температурі звужуються судини шкіри та м’язів. Шкіра втрачає чутливість, біліють пальці, виникають судинні розлади капілярів та дрібних артерій, шкіра припухає, синіє та свербить. Зниження температури тіла до 35°С викликає больові відчуття, при температурі тіла 27°С настає в трата свідомості. Подальше зниження температури призводить до смерті.

Оскільки організм людини здатний до самотерморегуляції, безпечною температурою навколишнього середовища при сухому повітрі (менше 60% вологості) вважається 100°С, а при вологому повітрі (понад 75% вологості) – 50°С. Наявність одягу знижує небезпечний вплив підвищеної температури, а наявність спеціальних засобів захисту (тепловідбивний костюм) може збільшити допустимі параметри температури у 3-4 рази.

Тепловіддача іде 4 шляхами: випромінюванням, теплопровідністю, тепло випаровуванням і конвекцією.

При температурі 30°С і вище основним шляхом віддачі тепла стає випаровування. Разом з потом людина виділяє велику кількість мінеральних й органічних речовин (до 50 г на добу). Порушення водно-сольового обміну може призвести до захворювання нирок, шлунково-кишкового тракту, серцево-судинної системи, центральної нервової системи. Тому при тяжкій фізичній роботі потрібно мати газовану і підсолену воду (0,5% розчин кухонної солі з вітамінами).

При перегріванні організму спостерігається слабкість, головний біль, шум у вухах тощо.

Існують нормовані оптимальні та допустимі норми відносної вологості, температури та швидкості руху повітря, встановлені залежно від категорії важкості робіт, періоду року (табл. 3).

Таблиця 3

Показники мікроклімату в робочій зоні виробничих приміщень

(ДСН 3.3.6.042 - 99).

Атмосферний тиск. На стан здоров’я та працездатність людини впливає атмосферний тиск. Його величина над рівнем моря становить101,3 кПа (760 мм рт. ст.). Організм людини може функціонувати в умовах підвищеного і зниженого тиску (у горах). Падіння тиску призводить до виникнення фізіологічних порушень в організмі і розвитку «гірської хвороби», обумовленої кисневим голодуванням. Може розвинутись гіпертонія, головні болі, зниження працездатності.

Різке підвищення атмосферного тиску може призвести до порушення функцій центральної нервової системи, розвитку «кесонної хвороби».

Заходи та засоби нормалізації параметрів мікроклімату. Нормалізація параметрів мікроклімату здійснюється за допомогою комплексу заходів і засобів колективного захисту, які включають будівельно-планові, організаційно-технологічні, санітарно-гігієнічні, технічні та інші. Для профілактики переохолоджень та дії високої температури використовують засоби індивідуального захисту.

Нормативними документами, що регламентують параметри мікроклімату для робочої зони виробничих приміщень, є ДСН 3.3.6.042-99 та ГОСТ 12.1.005-88. В основу принципів нормування цих параметрів покладено диференційну оцінку оптимальних та допустимих метеорологічних умов у залежності від категорії робіт, періоду року та виду робочих місць.

Основними заходами і засобами нормалізації параметрів мікроклімату на виробництві є:

- будівництво приміщень і споруд згідно вимог державних будівельних норм і правил. Забезпечення здорових і безпечних умов праці починається з доцільного вибору території для розміщення підприємства і раціонального розташування на ній виробничих і допоміжних будівель і споруд. У приміщеннях згідно з санітарно-гігієнічних вимог монтуються системи вентиляції та опалення;

- удосконалення технологічних процесів та устаткування. Температура повітря виробничих приміщень до певної міри залежить від самого технологічного процесу та інших джерел тепла. Виробничі приміщення, в яких загальна маса тепловиділення перевищує 20ккал на один кубічний метр за годину, відносяться до так званих гарячих цехів, а виробничі приміщення, в яких кількість виділеного тепла не перевищує цю величину – до так званих холодних (нормальних) цехів.

- раціональний режим праці та відпочинку. Цей захід передбачає скорочення тривалості робочої зміни, введення додаткових перерв, створення реабілітаційних кімнат або зон відпочинку в гарячих цехах (охолоджувальні альтанки);

- застосування теплоізоляції устаткування та захисних екранів. Як ізоляційні матеріали широко використовуються: азбест, мінеральна вата, пінопласт та ін.

- раціональна вентиляція, кондиціонування повітря та опалення приміщень. Вони є найбільш поширеними способами нормалізації мікроклімату у виробничих приміщеннях. Для нагрівання приміщень у холодний період року використовують різні системи опалення: центральні та місцеві.

До систем центрального опалення належать: водяне, парове, панельне, повітряне та комбіноване.

Водяне опалення відповідає основним санітарно-гігієнічним вимогам і тому широко використовується на багатьох підприємствах різних галузях промисловості.

Парове опалення ефективно використовується на великих підприємствах, де одна котельна забезпечує швидкий необхідний нагрів приміщень. Але ця система опалення має низку санітарно-гігієнічних недоліків, зокрема, перегріває повітря і робить його більш сухим, створює неприємний запах гару внаслідок підгоряння пилу, що осідає на нагрівальних приладах.

Панельне опалення доцільно застосовувати адміністративно-побутових приміщеннях. Ця система опалення забезпечує рівномірний нагрів та постійність температури і вологості повітря в приміщенні, економію виробничої площі.

Повітряне опалення – це подача нагрітого повітря від єдиного джерела тепла. Воно забезпечує швидкий тепловий ефект, економність, особливо, якщо це опалення суміщене із загально обмінною вентиляцією.

До місцевого опалення належать пічне та повітряне опалення, а також опалення місцевими газами та електричними пристроями. Це опалення застосовується, як правило, у невеликих виробничих приміщеннях малих підприємств, у житлових та побутових приміщеннях.

Хімічні фактори повітряного середовища робочого місця та основні джерела його забруднення.

До хімічних факторів відносять природній склад повітря і шкідливі його домішки, що виділяються виробництвом.

Основними техногенними джерелами забруднення середовища є: об'єкти енергетики, газо- і нафтопереробна промисловість, хімічна промисловість, виробництво будівельних матеріалів тощо. Значне забруднення атмосферного повітря здійснює автотранспорт. Вихлопні гази містять чадний газ, окис азоту, бензапірен, тетраетилсвинець й інші шкідливі домішки.

У складі атмосферного повітря міститься 78% азоту, 20,76% кисню, 0,03% вуглекислого газу, 0,94% інших газів. У закритому приміщенні склад повітря змінюється у той чи інший бік. Нормальне самопочуття забезпечує людині вміст кисню від 19,5 до 20,5%. Коли його рівень у приміщенні стає меншим 9% (при нормальному барометричному тиску) – може наступити смерть внаслідок аноксемії – кисневого голодування тканин організму.

Допустима норма вуглекислого газу в приміщенні – 0,1-0,2%, на робочих місцях – до 0,5%.

Шкідливі речовини та їх класифікація залежно від дії на організм людини

Для забезпечення ефективної трудової діяльності необхідно підтримувати оптимальну чистоту повітря. Внаслідок виробничого процесу, особливо при порушенні гігієнічних вимог до нього, у повітряне середовище можуть надходити різні шкідливі речовини, які при контакті з організмом людини викликають відхилення стану здоров’я, професійні захворювання.

Найбільш небезпечними є загазованість і запилення повітряного середовища.

Усі шкідливі речовини можна розділити на токсичні, подразнюючі, мутагенні, канцерогенні, наркотичні, задушливі, такі, що впливають на репродуктивну функцію, сенсибілізуючі.

Токсичні речовини взаємодіють з організмом людини, викликаючи різноманітні відхилення стану здоров’я. До них належать чадний газ, селітра, концентровані розчини кислот, лугів тощо.

Подразнюючі речовини викликають подразнення слизових оболонок дихальних шляхів, очей, шкіри (наприклад, аміак).

Мутагенні речовини призводять до порушення генетичного коду, зміни спадкової інформації (свинець, радіоактивні речовини тощо).

Канцерогенні речовини викликають, як правило, злоякісні новоутворення, пухлини (ароматичні вуглеводні, циклічні аміни, азбест, нікель, хром тощо).

Наркотичні речовини впливають на центральну нервову систему (спирти, ароматичні вуглеводи).

Задушливі речовини приводять до токсичного набряку легень (оксид вуглецю, оксид азоту).

Прикладом речовин, що впливають на репродуктивну функцію, можуть бути: радіоактивні ізотопи, ртуть, свинець, нікотин, алкоголь тощо.

Сенсибілізатори – речовини, що діють як алергени (формалін, лаки на основі нітро- та нітрозосполук тощо).

Дуже негативні наслідки має вплив саме отруйних речовин, які призводять до враження всіх живих організмів, особливо людей. Отруйні речовини до організму людини потрапляють через шкіру, органи дихання, шлунок.

Дія шкідливих речовин на працівників нерідко ускладнюється різними супутніми факторами зовнішнього середовища (високою температурою повітря, шумом, вібрацією тощо).

Пил як один з найшкідливіших факторів виробничого середовища

Запиленість виробничих приміщень – один з найшкідливіших факторів виробничого середовища. Пил викликає захворювання, є причиною підвищеної пожежо-, вибухо- та електронебезпеки виробничого процесу.

У відкритій атмосфері пил знижує інтенсивність сонячного світла, особливо ультрафіолетових променів, сприяє утворенню туманів, хмарності та атмосферних опадів. Особливо шкідливо діє пил, вдихуваний людиною.

Причини пилоутворення – недосконалість технологічного процесу, обладнання, недостатня їх герметизація, порушення технологічних режимів, неякісне прибирання приміщень.

Пил, що вільно перебуває у повітрі, називається аерозолем, а пил, що осів на елементи будівельних конструкцій, виробничого обладнання тощо, – аерогелем. Пил буває органічного та неорганічного походження. З гігієнічної точки зору, мають значення розміри і форма пилових часточок. У повітрі переважають дрібні дисперсні пилові часточки розміром до 5 мкм. За формою вони можуть бути кулясті і пласкі.

Найбільш шкідливими є частини пилу діаметром менше 10 мкм, які легко проникають в організм при диханні. Кулясті частини осідають швидше, ніж пласкі.

Пил потрапляє в організм також з їжею, всмоктується в кров й отруює організм, викликаючи професійні захворювання.

Особливо небезпечним є свинцевий пил, який провокує зміни в нервовій системі, крові, дихальних шляхах.

Для визначення кількості пилу в повітрі виробничих приміщень існує ваговий метод (за допомогою аспіратора для відбору проб повітря), суть якого полягає у протягуванні через фільтр певного об’єму досліджуваного повітря. Після цього фільтр зважують на аналітичних вагах і, таким чином, визначають запиленість. З цією метою також можна використовувати вимірювач концентрації пилу ИКП-1.

Гранично допустима концентрація шкідливих речовин. Класифікація шкідливих речовин за ступенем впливу на організм людини

Для послаблення впливу шкідливих речовин на організм людей, тварин, рослин, визначення ступеня забрудненості довкілля користуються такими поняттями, як:

• гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин (полютантів),

• гранично допустимі викиди (ГДВ),

• максимально допустимий рівень (МДР),

• тимчасово погоджені викиди (ТПВ) тощо.

Вважається, що ГДК шкідливої речовини – це такий вміст її у природному середовищі, який не знижує працездатності та самопочуття людини, не шкодить здоров’ю у разі постійного контакту з нею, а також не викликає небажаних (негативних) наслідків у нащадків.

Вміст шкідливих речовин в повітрі не повинен перевищувати ГДК, котрі оцінюються в міліграмах на метр кубічний.

За ступенем впливу на організм шкідливі речовини поділяються на 4 класи небезпеки:

1-й – надзвичайно небезпечні – гранично допустима концентрація менше 0,1 мг/м3 повітря (свинець, ртуть, чадний газ та ін.).

2-й – високо небезпечні – ГДК від 0,1 до 1,0 мг/м3 (соляна та сірчана кислоти, бензол, хлор та ін.).

3-й – помірно небезпечні – ГДК від 1,1 до 10 мг/м3 (спирт метиловий, кислота оцтова, ксилол та ін).

4-й – мало небезпечні – ГДК більше 10 мг/м3 (гас, бензин, аміак, ацетон та ін.).

ГДК у повітрі робочої зони найбільш поширених шкідливих речовин наведені у табл. 4.

Таблиця 4

Гранично допустимі концентрації у повітрі робочої зони найбільш

поширених шкідливих речовин

Умовні позначення: П – пари чи гази; А – аерозолі; О – речовини з гос-

тро спрямованим механізмом дії, які потребують автоматичного контролю

за їх концентрацією у повітрі; К – речовини канцерогенної дії, Ф – фібріо-

генної дії.

Не допускається застосовувати у виробництві шкідливих речовин у разі відсутності їх гігієнічної регламентації та державної реєстрації.

Засоби захисту людини від шкідливих речовин

Основними засобами захисту людини від впливу шкідливих речовин є: гігієнічне нормування їх вмісту у виробничій зоні і на робочому місці, а також різні методи очищення газових викидів (адсорбція, хімічне перетворення) та стоків (первинне, вторинне та третинне очищення). Потрібно, щоб на належному рівні була забезпечена робота колективних (наприклад, вентиляція) та індивідуальних засобів захисту людей.

Адсорбція – процес поглинання газів поверхнею твердих речовин (наприклад, адсорбція газів активованим вугіллям).

Нейтралізація – це перетворення токсичних речовин у нетоксичні чи малотоксичні речовини за допомогою хімічних реакцій.

Пилоочистка здійснюється за допомогою спеціальних очисних пристроїв і споруд: фільтрів, пилоосаджувальних камер, пилососів, скруберів, електроприладів тощо.

Найбільш ефективним і дешевим способом зменшення кількості пилу є вологе прибирання у приміщенні та вентиляція приміщень.

Контроль за станом робочої зони при забрудненні повітря здійснюється за допомогою спеціальних приладів: загазованість – газоаналізаторами (ВПХР, УГ-2 та ін.); запиленість – фотометрією, мікроскопією тощо.

До загальних заходів попередження дії шкідливих речовин на працюючих належать:

- заміна шкідливих речовин менш шкідливими;

- удосконалення технологічних процесів та устаткування;

- автоматизація і дистанційне керування технологічним процесом;

- герметизація виробничого устаткування, локалізація шкідливих викидів;

- попередні та періодичні медичні огляди робітників, які працюють у шкідливих умовах, профілактичне харчування;

- використання засобів індивідуального захисту.

Вентиляція виробничих приміщень

У створенні сприятливих умов праці ефективним засобом є вентиляція – процес організованої і регулярної заміни у приміщеннях забрудненого повітря на чисте і свіже. Залежно від способу переміщення повітря вентиляція буває природна і механічна (штучна).

Природна вентиляція здійснюється за рахунок сили вітру і природними (гравітаційними) силами. Вітер, обдуваючи споруду, попереду неї створює зону підвищеного тиску, а з протилежного боку виникає зона певного розрідження. Під дією напору вітер через фрамуги, кватирки, створи й інші отвори проникає у приміщення, а під дією розрідження забруднене повітря виходить назовні.

Перевагою природної вентиляції є її дешевизна та простота експлуатації. Основний її недолік у тому, що повітря надходить у приміщення без попереднього очищення, а виділене відпрацьоване повітря також не очищається і забруднює довкілля.

Природна вентиляція може бути неорганізованою (інфільтрація) та організованою (аерація). Обмін повітря інфільтрацією відбувається при вході і виході через випадкові й нерегульовані отвори. Обмін аерацією здійснюється через спеціально обладнані шахти, кватирки, ліхтарі.

Механічна вентиляція – це примусове видалення з приміщень забрудненого повітря і заміна його на свіже за допомогою вентиляційних агрегатів. Сукупність вентиляційного агрегату, повітроводів, регулювальних, пускових та інших пристроїв складає вентиляційну систему для конкретного виробничого приміщення.

Штучна вентиляція може бути загально обмінною, місцевою та комбінованою.

Загально обмінна вентиляція забезпечує створення необхідного мікроклімату та чистоти повітряного середовища у всьому об’ємі робочої зони приміщення. Вона застосовується для видалення надлишкового тепла, нормалізації хімічного складу повітря при відсутності його токсичного забруднення, а також коли неможливо використати місцеву вентиляцію.

Вентиляційні системи бувають витяжними, припливними і припливно-витяжними (комбінованими).

Вибір системи залежить від призначення виробничого приміщення, особливостей виробничого процесу, інтенсивності виділення шкідливих речовин та інших причин. У хімічних лабораторіях, акумуляторних цехах, де встановлені витяжні шафи, необхідно забезпечити відповідний приплив у приміщення свіжого повітря.

При роботі припливно-витяжної вентиляції необхідно, щоб кількість повітря, що надходить ззовні, не перевищувала або була на 10-15% меншою від кількості повітря, що видаляється витяжними пристроями.

Ефективність вентиляції залежить від різниці зовнішньої і внутрішньої температури, від правильного розміщення і площі поперечного перетину витяжних і припливних каналів. Припливні канали розміщуються у верхній частині поздовжніх стін на 40-45 см нижче горищного перекриття у шаховому порядку між вікнами, а витяжні – у стелі з виходом на гребінь покрівлі.

Швидкість руху повітря має становити:

- для: видалення газів з холодних приміщень – 0,5-1 м/с, з теплих –1,0-1,5 м/с;

- для видалення пилу – відповідно 0,8-1,5 м/с і 1,5-2,5 м/с.

Якщо у виробниче приміщення не поступають шкідливі та такі, що дурно пахнуть речовини з сусідніх приміщень і за умови, що на одного працівника припадає 20 м3 приміщення, вентиляція повинна забезпечити подачу зовнішнього повітря не менше 20 м3/год. Приточне (припливне) повітря має поступати в робоче приміщення в теплий період року на рівні близько 1,8 м від підлоги, а в холодну – не нижче 4 м від підлоги. При цьому в холодну пору року при відкритих дверях може надходити велика кількість холодного повітря. Для запобігання цьому використовують повітряно-теплові завіси на двері, що мають забезпечити необхідну температуру у приміщеннях:

- 14°С – при легкій фізичній роботі;

- 12°С – при роботі середнього навантаження;

- 8°С – при важкій роботі.

Місцева вентиляція забезпечує нормалізацію повітряного середовища на робочих місцях. Вона може бути припливною (повітряні душі, повітряні та повітряно-теплові завіси) і витяжною (вловлювання шкідливих речовин безпосередньо біля місць їх утворення).

Для створення та автоматичного підтримування в приміщенні заданих або таких, що змінюються за певною програмою умов мікроклімату, використовують кондиціювання.

Кондиціювання повітря може бути повним, коли регулюються всі параметри повітря (вологість, температура, очищення від пилу, дезінфекція, озонування тощо) і неповним, коли регулюються лише частина параметрів повітряного середовища приміщення.

Для кондиціювання повітря у виробничих приміщеннях використовують такі кондиціонери:

а) центральні, що встановлюються за межами робочих приміщень;

б) місцеві, розміщенні безпосередньо у приміщенні.