Учебное пособие 1526

в частности при шуме, пропорционально логарифму количества энергии раздражителя.

В связи с этим различают уровень звукового давления

L=10lg(P2/ Po2) =20lg(P/Po2) ,

где Po - пороговое звуковое давление, выбранное таким образом, чтобы при нормальных атмосферных условиях уровни звукового давления были равны уровням интенсивности, т.е. Ро=2*10-5 Па на частоте 1 кГц, и уровень интенсивности звука

Li=10lg(I/Io)

где Iо - интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости (1о=10~12 Вт/м2) на частоте 1 кГц.

В зависимости от характера спектра шумы бывают тональными и широкополосными - с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

Область слышимых звуков ограничивается не только определенными частотами (16-20000 Гц), но и определенными предельными значениями звуковых давлений и их уровней. Шкала уровней построена таким образом, что пороговое значение звукового давления Ро соответствует порогу слышимости

(L=0 дБ) только на частоте 1 кГц, принятой в качестве стандартной частоты сравнения в акустике.

Шум создает значительную нагрузку на нервную систему человека/

оказывая на него психологическое воздействие. Шум в 30-40 дБ в ночное время может явиться серьезным беспокоящим фактором. С увеличением уровней до

70 дБ шум может оказывать определенное физиологическое воздействие на человека. Под воздействием шума, превышающего 85-90 дБ в первую очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах. Порогу болевого ощущения соответствует уровень звукового давления L=120-130 дБ. При шуме более 145 дБ возможен разрыв барабанной перепонки уха. Патологические

61

изменения под влиянием шума рассматривают как шумовую болезнь.

На частотах ниже 16 Гц находится область инфразвука. Под действием инфразвука с уровнями 100-120 дБ возникают головные боли, осязаемое движение барабанных перепонок, а с повышением уровня - чувство вибрации внутренних органов (на частотах 5-10 Гц), снижение внимания и работоспособности, появление чувства страха, нарушение функции вестибулярного аппарата.

На частотах выше 20 кГц находится область ультразвука. У работающих с ультразвуковыми установками наблюдаются функциональные нарушения нервной системы, изменение давления, состава и свойства крови.

Аудиометрия - испытание слуха, которое позволяет установить отклонение слуха человека от нормы. Их проводят в соответствии с ГОСТ «Методы определения потерь слуха». Состояние слуха определяется с помощью аудиометра.

При нормировании акустического воздействия используют 2 метода:

нормирование по предельному спектру звука; нормирование уровня звука в дБа.

Первый метод нормирования является основным для постоянных шумов.

Здесь нормируются уровни звуковых давлений в восьми октавных полосах частот. Совокупность восьми допустимых уровней звукового давления называется предельным спектром.

Второй метод нормирования общего уровня шума, измеренного по шкале А шумометра и называемого уровнем звука в дБА, используется для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, так как в этом случае мы не знаем спектра шума. Уровень звука (дБА) связан с предельным спектром зависимостью Lа=ПС+5.

Нормированным параметром непостоянного шума является эквивалентный (по энергии) уровень звука широкополосного, постоянного и не импульсного шума, оказывающего на человека такое же воздействие, как и непостоянный шум. Этот уровень измеряется специальными интегрирующими

62

шумометрами.

Как уже говорилось, сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности людей. Возникают различные заболевания нервной системы, органов слуха, пищеварения и др. Совместное воздействие шума,

инфра- и ультразвуков усиливает их отрицательное влияние на здоровье человека.

Электромагнитные поля.

ЭМП бывают естественного и антропогенного происхождения. К

естественным относятся магнитное поле Земли, атмосферное электричество. К

антропогенным относятся статические, электрические и магнитные поля, ЭМП промышленной частоты, ЭМП радиочастот.

Опасность воздействия электромагнитных, постоянных магнитных и электростатических полей усугубляется тем, что они не обнаруживаются органами чувств.

ЭМП характеризуется таким параметром как плотность потока энергии

I=E*H=E2/377, где Е и Н - напряженность электрической и магнитной составляющих поля соответственно.

Начиная с 1==10 мВт/см2, называемой тепловым порогом, организм не справляется с отводом образующейся теплоты и температура тела повышается,

что наносит вред здоровью. При интенсивностях поля, меньших теплового порога меняется ориентация клеток или молекул, нарушаются функции сердечно-сосудистых систем и обмена веществ.

Нормируемыми параметрами в диапазоне частот 60 кГц - 300 МГц являются напряженности Е и Н электромагнитного поля. Вокруг источника на значительные расстояния простирается зона индукции (г<Х/6), в которой человек находится под воздействием практически независимых друг от друга электрической и магнитной составляющих поля.

В диапазоне 300 МГц - 300 ГГц нормируется плотность потока энергии,

так как зона индукции находится у самого источника.

63

Вредное биологическое действие магнитного поля проявляется при напряженностях 150-200 А/м. Магнитное поле промышленной частоты не превышает 25 А/м. Напряженность на рабочем месте постоянного магнитного поля не должна превышать 8 А/м.

Электрическое поле влияет непосредственно на мозг и центральную нервную систему.

Есть нормы допустимых напряженностей электрического и магнитного полей, которые не должно превышать в течение дня.

ЭМП промышленной частоты

В ЛЭП напряжение до 1150 кВ. При длительном хроническом воздействии ЭП отмечаются субъективные расстройства в виде жалоб невротического характера. ГОСТ «Электрические поля промышленной частоты» устанавливает допустимые уровни напряженности электрических полей частотой 50Гц. ПДУ напряженности равен 25 кВ/м. В течении рабочего дня допускается 5 кВ/м. При напряженности свыше 20 до 25 кВ/м время пребывания не должно превышать 10 мин .

От 5 до 20 кВ/м допустимое время пребывания

Электростатические поля

Наиболее чувствительными к ЭСП являются нервная, сердечно-

сосудистая и др. системы организма. Жалобы на раздражительность, головную

64

«Электрические поля». ПДУ=60 кВ/м в течение 1 час.

При напряженности менее 20 кВ/м время не регламентируется. От 20 до

60 кВ/м tдоп=Епред-2/Ефакт, Епред - предельно допустимый уровень поля,

Ефакт - фактический уровень, кВ/м, 1доп ~ допустимое время пребывания, час.

Спектр электромагнитных колебаний находится в широких пределах по длине волны Х от 1000 км до 0,001 мкм, а по частоте f от 300 до 3*1020 Гц,

включая радиоволны, оптические и ионизирующие излучения.

ЭМП радиочастот.

Изменения в веществе может вызвать только часть энергии излучения,

которая поглощается этим веществом. Биологический эффект зависит от физических параметров ЭМП радиочастот: длины волны, интенсивности и режима излучения, продолжительности и характера облучения организма, а

также от площади облучаемой поверхности и анатомического строения органа или ткани. Пороговые интенсивности теплового действия ЭМП составляют для диапазона средних частот 8000 В/м, высоких 2250 В/м, очень высоких 150 В/м,

ДМ - 40 мВт/см2, CM - 10 мВт/см2, MM - 7 мВт/см2.

Действие ЭМП радиочастот на ЦНС при плотности потока энергии (ППЭ)

более 1 мВт/см2 свидетельствует о ее высокой чувствительности к электромагнитному излучению.

При воздействии ЭМП на животных наблюдаются многочисленные гармонические сдвиги, свидетельствующие о нарушении нервно-эндокринной регуляции по типу стресса. В большинстве опытов изменение уровня гормонов наступает при высоких поглощенных дозах облучения (7 Дж/ч) при внешней интенсивности облучения более 80 мВт/см2.

Постоянные изменения в крови наблюдаются, как правило, при ППЭ выше 10 мВт/см2. Гост 12.1.006-84 «Электромагнитные поля радиочастот.

Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля».

В диапазоне 60 кГц - 300 МГц ЭМП оцениваются напряженностью электрической и магнитной составляющей поля; в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГЦ поверхностной плотностью потока энергии (ППЭ) излучения и

65

создаваемой им энергетической нагрузкой (ЭН).

ЭН представляет собой суммарный поток энергии, проходящий через единицу облучаемой поверхности за время действия (Т), и выражается

произведением ппэ*т.Предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности поля

Выше 300 МГц:

ППЭпду=ЭНпду/Т

Максимальное значение ППЭпду не должно превышать 10 Вт/м2

(1000 мкВт/см2).

С уменьшением длины волны излучения увеличивается его плотность, а с этим и воздействие на организм человека. УКВ и СВЧ излучения воздействуют отрицательно на органы зрения, кожный покров, центральную нервную систему, состав крови и состояние эндокринной системы.

Лазерное излучение.

Лазерное излучение занимает диапазон длин волн от 0,2 до 1000 мкм.

Основную опасность представляют прямое, рассеянное и отраженное излучения. Плотность лазерного излучения достигает 1011 - II14 Вт/см2. К

примеру для испарения самых твердых материалов достаточно 109 Вт/см2.

Биологические эффекты лазерного излучения делятся на первичные и вторичные. В первом случае происходит органические изменения,

возникающие непосредственно в облучаемых тканях, во втором -побочные явления, образующиеся в организме вследствие облучения.

66

Предельно допустимыми уровнями лазерного излучения приняты энергетические экспозиции. Энергетической экспозицией называется отношение энергии излучения, падающей на рассматриваемый участок поверхности, к площади этого участка за время облучения.

Санитарными нормами установлены предельно допустимые уровни облучения (ПДУ) для роговицы, сетчатки глаз и кожи. Например, для непрерывного лазера с =0,308 мкм предельно допустимый уровень Нпду=10-4

Дж/см2 в течение дня.

Особенности ЭМИ ядерного взрыва.

При ядерном взрыве возникает мощный ЭМИ, представляющий собой поток мощного электромагнитного поля. Спектр ЭМИ достигает 100 МГц. Для ЭМИ характерно отрицательное воздействие на организм человека, особенно при небольших расстояниях от места взрыва.

При малых значениях потока энергии (на достаточном удалении от места взрыва) считается, что ЭМИ не влияет на состояние здоровья человека.

Аналогичный ЭМИ возникает при разрядах молний. Он имеет большую длительность роста и спада, создает мощные поля, несет значительно большую энергию. Спектр его составляет около 10 МГц, центральная частота ~10 кГц.

ЭМИ молнии вызывает сердечные приступы и иногда становится причиной смерти. В результате воздействия атмосфериков чаще возникают несчастные случаи на работе, на транспорте, при занятиях спортом. Необходима служба предупреждения о возможности возникновения атмосфериков.

Действие ИК, широкополосного светового излучения больших энергий на организм человека.

ИК и световое излучение при непосредственном воздействии вызывает ожоги кожи и поражения глаз. Различают 4 степени ожоговых травм.

Ожоги первой степени выражаются в болезненности, покраснении,

припухлости кожи. Наступают при значениях светового импульса 80-160

кДж/м2. Вылечиваются без каких-либо последствий.

Ожоги второй степени возникают при значениях светового импульса 160-

67

400 кДж/м2. Образуются водянистые пузыри. Человек может потерять на некоторое время трудоспособность и нуждается в специальном лечении.

Пострадавшие с ожогами первой и второй степени, достигающими даже 5060% поверхности кожи, обычно выздоравливают.

Ожоги третьей степени возникают при значениях светового импульса

400-600 кДж/м2. Характеризуются омертвлением участков кожи с частичным поражением росткового слоя.

Ожоги четвертой степени возникают при значениях светового импульса

>600 кДж/м2. Характеризуются омертвлением более глубоких слоев тканей.

Поражение ожогами третьей и четвертой степеней значительной части кожного покрова может привести к смертельному исходу.

Поражение глаз может быть в виде временного ослепления. Ослепление длится в солнечный день 2-5 мин, а ночью, когда зрачок сильно расширен, до

30 мин и более.

Более тяжелое (необратимое) поражение - ожог глазного дна - возникает в том случае, когда человек фиксирует взгляд на вспышке. При закрытых глазах временное ослепление и ожоги глазного дна исключаются.

УФ излучение

Величины УФ излучения могут быть охарактеризованы по энергетической природе и по эффективности воздействия на биологический объект. Для биологической цели обычно оценивают бактерицидные и эритемные величины излучения.

Эритемный поток (Фэр) - мощность эритемного излучения - представляет собой величину, характеризующую эффективность УФ излучения по его полезному воздействию на человека (Эр/м2 или Вт/м2). Аналогичным образом оценивается бактерицидность потока УФ излучения. За единицу бактерицидного потока принят бакт.

УФ излучение - жизненно необходимый фактор. Санитарным

68

законодательством закреплены мероприятия по предупреждению «УФ недостаточности». В то же время УФ излучение может стать причиной острых и хронических профессиональных поражений. Наиболее подвержен действию УФ излучения зрительный анализатор.

Острые поражения глаз представляют собой острый конъюктивит.

Нередко обнаруживается эритема кожи лица и век. Хронические изменения кожных покровов выражаются в возможности развития злокачественных образований. Максимальная облученность не должна превышать 7,5 мэр*ч/м2.

Электрический ток.

Электробезопасность - система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, ЭМП и статического электричества.

Ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действия. Действие электрического тока приводит к различным электротравмам, которые условно можно свести к двум видам: местным и общим электротравмам (электрическим ударам). Местные:электрические ожоги при протекании тока через тело человека (токовый или контактный ожог), а

также под воздействием электрической дуги на тело (дуговой ожог);

электрические знаки - пятна серого или бледно-желтого цвета диаметром 1-5

мм;

Металлизация кожи ~ проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавленного дугой; механические повреждения в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока; электроофтальмия - воспаление наружных оболочек глаза в результате мощного потока УФ лучей электрической дуги.

Электрический удар - возбуждение живых тканей организма проходящим током, сопровождающееся непроизвольными сокращениями мышц. Различают четыре степени ударов: 1 - судорожное сокращение мышц без потери сознания;

69

2 - с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца; 3 -с

нарушением сердечной деятельности или дыхания; 4 - клиническая смерть, т.е.

отсутствие дыхания и кровообращения .(в большинстве случаев она составляет

4-5 мин, а при гибели здорового человека от случайной причины, например, от электрического тока, 7-8 мин.)

Электрическое сопротивление тела человека складывается из сопротивления кожи и сопротивления внутренних тканей. Сопротивление нижних слоев кожи и внутренних тканей незначительно. При сухой чистой и неповрежденной коже сопротивление тела колеблется в пределах 2 тыс. - 2 млн. Ом. При расчетах сопротивление тела принимается обычно равным 1000 ом.

Значение тока является главным фактором, от которого зависит исход поражения: чем больше ток, тем опаснее его действие. Человек начинает ощущать протекающий ток промышленной частоты относительно малого значения: 0,6 - 1,5 мА. Этот ток называется пороговым ощутимым током.

Ток 10 - 15 мА вызывает сильные и весьма болезненные судороги мышц рук. Человек оказывается как бы прикованным к токонесущей части. Такой ток называется пороговым не отпускающим.

При 20 - 50 мА действие тока распространяется и на мышцы грудной клетки, что приводит к затруднению и даже прекращению дыхания. При длительном воздействии этого тока - в течении нескольких минут - может наступить смерть вследствие прекращения работы легких.

При 100 мА ток оказывает непосредственное влияние также и на мышцы сердца. При длительном протекании более 0,5 с такой ток может вызвать остановку или фибрилляцию сердца, т.е. быстрые хаотические и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце перестает работать как насос. Этот ток называется фибрилляционным.

Род и частота тока в значительной степени определяют исход поражения.

Наиболее опасным является переменный ток с частотой 20-100 Гц. При частоте меньше 20 или больше 100 Гц опасность поражения заметно снижается.

70