Тема 10. Защита окружающей среды от особого вида воздействий.

Энергетические загрязнения. Вибрация и акустические колебания. Электромагнитные поля и излучения. Ионизирующие излучения. Электрический ток. Взаимовлияние вредных факторов. Защита от биологического воздействия.

Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон. К энергетическим загрязнениям относят вибрационное и акустическое воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

Вибрации в городской среде и жилых зданиях, источником которых является технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт, распространяются по грунту. Протяженность зоны воздействия вибраций определяется величиной их затухания в грунте, которая, как правило, составляет 1 дБ/м (в водонасыщенных грунтах оно несколько больше). Чаще всего на расстоянии 50 - 60 м от магистралей рельсового транспорта вибрации затухают. Зоны действия вибраций около кузнечно-прессовых цехов, оснащенных молотами с облегченными фундаментами, значительно больше и могут иметь радиус до 150 - 200 м. Значительные вибрации и шум в жилых зданиях могут создавать расположенные в них технические устройства (насосы, лифты, трансформаторы и т. п.). Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами и др. На городских магистралях и в прилегающих к ним зонах уровни звука могут достигать 70 - 80 дБ, а в отдельных случаях 90 дБ и более. В районе аэропортов уровни звука еще выше. Источники инфразвука могут быть как естественного происхождения (обдувание ветром строительных сооружений и водной поверхности), так и антропогенного (подвижные механизмы с большими поверхностями - виброплощадки, виброгрохоты; ракетные двигатели, ДВС большой мощности, газовые турбины, транспортные средства). В отдельных случаях уровни звукового давления инфразвука могут достигать нормативных значений, равных 90 дБ, и даже превышать их на значительных расстояниях от источника.

Основными источниками электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот являются радиотехнические объекты, телевизионные и радиолокационные станции, термические цехи и участки (в зонах, примыкающих к предприятиям). Воздействие ЭМП промышленной частоты чаще всего связано с высоковольтными линиями электропередач, источниками постоянных магнитных полей, применяемыми на промышленных предприятиях

ЭМП промышленной частоты в основном поглощаются почвой, поэтому на небольшом расстоянии (50 - 100 м) от линий электропередач электрическая напряженность поля падает с десятков тысяч вольт на метр до нормативных уровней. Значительную опасность представляют магнитные поля, возникающие в зонах около ЛЭП токов промышленной частоты, и в зонах, прилегающих к электрифицированным железным дорогам. Магнитные поля высокой интенсивности обнаруживаются и в зданиях, расположенных в непосредственной близости от этих зон.

Воздействие ионизирующего излучения на человека может происходить в результате внешнего и внутреннего 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 пищеварительный тракт.

Доза облучения, создаваемая антропогенными источниками (за исключением облучений при медицинских обследованиях), невелика по сравнению с естественным фоном ионизирующего облучения, что достигается применением средств коллективной защиты. В тех случаях, когда на объектах экономики нормативные требования и правила радиационной безопасности не соблюдаются, уровни ионизирующего воздействия резко возрастают.

Рассеивание в атмосфере радионуклидов, содержащихся в выбросах, приводит к формированию зон загрязнения 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.

Малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменно электрического поля, называются вибрацией. Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы.

Гигиеническое нормирование вибраций регламентирует параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием, ГОСТ 12.1.012—90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования», Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.566—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 виброопасных профессий, подвергающихся воздействию локальной вибрации, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин.

Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает как слышимые, так и неслышимые колебания упругих сред.

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

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

В биологическом отношении шум является заметным стрессовым фактором, способным вызвать срыв приспособительных реакций. Шум оказывает влияние на весь организм человека: угнетает ЦНС, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни, может приводить к профессиональным заболеваниям.

Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003—83 с дополнениями 1989 г. и Санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.562—96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

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

Биологический эффект воздействия их на организм зависит от интенсивности, длительности воздействия и размеров поверхности тела, подвергаемой действию ультразвука. Длительное систематическое влияние ультразвука, распространяющегося в воздухе, вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Гигиенические нормативы ультразвука определены ГОСТ 12.1.001-89 и СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96.

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

Гигиеническая регламентация инфразвука производится по Санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.583—96,

Для защиты населения от вредного влияния шума нормативно-законодательными актами регламентируется его интенсивность, время действия и другие параметры. Госстандартом установлены единые санитарно-гигиенические нормы и правила по ограничению шума на предприятиях, в городах и других населенных пунктах. В основу норм положены такие уровни шумового воздействия, действие которых в течение длительного времени не вызывает неблагоприятных изменений в организме человека, а именно: 40 дБ днем и 30 - ночью. Допустимые уровни транспортного шума установлены в пределах 84 - 92 дБ и со временем будут снижаться.

Технико-технологические меры сводятся к шумозащите, под которой понимают комплексные технические меры по снижению шума на производстве (установка звукоизолирующих кожухов станков, звукопоглощение и др.), на транспорте (глушители выбросов, замена колодочных тормозов на дисковые, шумопоглощающий асфальт и др.).

Основным источником внешнего шума в городах и других населенных пунктах являются транспортные потоки на улицах и дорогах, железнодорожные поезда, воздушный транспорт, поэтому звукоизоляция ограждающих конструкций имеет особое значение. Мероприятиями, позволяющими снизить проникновение шума в здания, являются: уменьшение поверхности остекления зданий, герметизация окон, надежное закрепление стекол в рамах, применение тройного остекления, устройство остекления в раздельных переплетах вместо спаренных, увеличение толщины стекол и расстояния между ними, а также применение в первом и втором остеклении рам стекол разной толщины. Во входах в здания устраивают двойные двери с тамбуром, стены которого облицовывают звукопоглощающими материалами.

Большое значение для уменьшения шума от транспортных потоков в городах имеет ширина улицы. Так, при ее увеличении с 20 до 40 м общий уровень уличного шума при прочих равных условиях снижается на 4 - 6 дБ. При сплошной застройке улицы шум увеличивается в результате отражения звука от зданий, при свободной планировке, при которой дома расположены на большом расстоянии или обращены к улице торцевыми сторонами, шум уменьшается.

Зеленые насаждения снижают уровень уличного шума в летнее время на 8 - 10 дБ благодаря поглощению звуковой энергии листвой, поэтому дома следует располагать с отступом от тротуаров на 15 - 20 м и озеленять эту часть территории кустарником и деревьями. Эти мероприятия особенно важны на магистралях с интенсивным движением транспорта.

В борьбе с транспортным шумом используют не только инженерно-технические решения, но и организационные меры: запрещение звуковых сигналов, полетов над городом воздушных транспортных средств, ограничение движения, взлетов и посадок самолетов на аэродромах, расположенных вблизи населенных мест, в ночное время и др. На градостроительном уровне защита от шумового воздействия может быть достигнута следующими мероприятиями:

Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 10²¹ Гц. В зависимости от энергии фотонов (квантов) его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят также электрические и магнитные поля (ЭМП).

К ЭМП промышленной частоты относятся линии электропередач (ЛЭП) напряжением до 1150 кВ, открытые распределительные устройства, включающие коммутационные аппараты, устройства защиты и автоматики, измерительные приборы. Они являются источниками электрических и магнитных полей промышленной частоты (50 Гц). Длительное действие таких полей приводит к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в области сердца. Для хронического воздействия ЭМП промышленной частоты характерны нарушения ритма и замедление частоты сердечных сокращений.

Нормирование ЭМП промышленной регламентируются «Санитарными нормами и правилами выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты» № 5802-91 и ГОСТ 12.1.002-84 по электрическому полю и СанПиН 2.2.4.723-98 по переменному магнитному полю частоты (50 Гц) в производственных условиях.

• Влияние электрических полей переменного тока промышленной частоты в условиях населенных мест (внутри жилых зданий, на территории жилой застройки и на участках пересечения воздушных линий с автомобильными дорогами) ограничивается «Санитарными нормами и правилами защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты» № 2971—84.

Воздействие электростатического поля (ЭСП) - статического электричества - на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько микроампер). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на ток (резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций, падении с высоты и т. д. Исследование биологических эффектов показало, что наиболее чувствительны к электростатическому полю ЦНС, сердечно-сосудистая система, анализаторы. Люди, работающие в зоне воздействия ЭСП, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда, склонность к психосоматическим расстройствам с повышенной эмоциональной возбудимостью и быстрой истощаемостью, неустойчивость показателей пульса и артериального давления.

Инфракрасное излучение (ИК) - часть электромагнитного спектра с длиной волны 780 нм - 1000 мкм, энергия которого при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект. С учетом особенностей биологического действия ИК-диапазон спектра подразделяют на три области: ИК-А (780 - 1400 нм), ИК-В (1400 - 3000 нм) и ИК-С (3000 нм - 1000 мкм). Наиболее активно коротковолновое ИК-излучение, так как оно обладает наибольшей энергией фотонов, способно глубоко проникать в ткани организма и интенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях. Наиболее поражаемые у человека органы - кожный покров и органы зрения; при остром повреждении кожи возможны ожоги, резкое расширение артериокапилляров, усиление пигментации кожи; при хронических облучениях изменение пигментации может быть стойким, например эритемоподобный (красный) цвет лица у рабочих - стеклодувов, сталеваров. К острым нарушениям органа зрения относится ожог конъюнктивы, помутнение и ожог роговицы, ожог тканей передней камеры глаза. При остром интенсивном ИК-излучении (100 Вт/см² для λ = 780 - 1800 нм) и длительном облучении (0,08 - 0,4 Вт/см²) возможно образование катаракты.

Нормирование ИК-излучения осуществляется в соответствии c 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. Излучение видимого диапазона при достаточных уровнях энергии также может представлять опасность для кожных покровов и органа зрения. Пульсации яркого света вызывают сужение полей зрения, оказывают влияние на состояние зрительных функций, нервной системы, общую работоспособность.

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) - спектр электромагнитных колебаний с длиной волны 200 - 400 нм. По биологическому эффекту выделяют три области УФИ: УФ «А» - с длиной волны 400 - 315 нм, отличается сравнительно слабым биологическим действием; УФ «Б» - с длиной волны 315 - 280 нм, обладает выраженным загарным и антирахитическим действием; УФ «С» - с длиной волны 280 - 200 нм, активно действует на тканевые белки и липиды, обладая выраженным бактерицидным действием. Ультрафиолетовое излучение искусственных источников (например, электросварочных дуг, плазмотронов) может стать причиной острых и хронических профессиональных поражений. Гигиеническое нормирование УФИ в производственных помещениях осуществляется по СН 4557-88, которые устанавливают допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волн при условии защиты органов зрения и кожи.

Лазерное излучение (ЛИ) представляет собой особый вид электромагнитного излучения, генерируемого в диапазоне длин волн 0,1 - 1000 мкм. Отличие ЛИ от других видов излучения заключается в монохроматичности, когерентности и высокой степени направленности. Лазерное излучение представляет особую опасность для тех тканей, которые максимально поглощают излучение. Степень повреждения глаза может изменяться от слабых ожогов сетчатки до полной потери зрения. При нормировании ЛИ устанавливают предельно допустимые уровни ЛИ для двух условий облучения — однократного и хронического, для трех диапазонов длин волн: 180 - 300 нм, 380 - 1400 нм, 1400 - 100 000 нм