Безопасность жизнедеятельности. Под ред. И.Г. Переверзева. 2017

прещается исправлять смещение (сбег) ленты и устранять ее пробуксовку, убирать просыпавшийся и налипший материал, подметать под конвейером.

Источником реальных механических травм может быть ручной (отвертки, ножи, напильники, зубила, молотки, пилы, рубанки и т. д.) и механизированный (дрели, перфораторы, рубанки, пилы с электро- и пневмоприводом) инструменты. Как правило, этими видами инструментов повреждаются пальцы и руки при их попадании в зону обработки материала, а также глаза, которые могут быть повреждены отлетающими из зоны обработки осколками, стружкой, пылью.

Другими причинами получения механических травм могут являться:

–падение на скользком полу, особенно в случаях, когда на полу могут оказаться пятна разлитого или вытекшего из оборудования масла и других жидкостей;

–падение с высоты или с неустойчивого основания, на котором стоит человек;

–воздействие роботов и манипуляторов при попадании человека в зону их действия.

4.9Комбинированное воздействие вредных факторов

Вусловиях среды обитания, особенно в производственных условиях, человек подвергается, как правило, многофакторному воздействию, эффект которого может оказаться более значительным, чем при изолированном действии того или иного фактора.

Установлено, что токсичность ядов в определенном температурном диапазоне является наименьшей, усиливаясь как при повышении, так и понижении температуры воздуха. Главной причиной этого является изменение функционального состояния организма: нарушение терморегуляции, потеря воды при усиленном потоотделении, изменение обмена веществ и ускорение биохимических процессов. Учащение дыхания и усиление кровообращения приводят к увеличению поступления яда в организм через органы дыхания. Расширение сосудов кожи и слизистых повышает скорость всасывания токсических веществ через кожу и дыхательные пути Усиление токсического действия при повышенных температурах воздуха отмечено в отношении многих летучих ядов: паров бензина, паров ртути, оксидов азота и др. Низкие температуры повышают токсичность бензола, сероуглерода и др.

Повышенная влажность воздуха увеличивает опасность отравлений особенно раздражающими газами. Причиной этого служит усиление процессов гидролиза, повышение задержки ядов на поверхности слизистых оболочек, изменение агрегатного состояния ядов. Растворение ядов с образованием слабых растворов кислот и щелочей усиливает их раздражающее действие.

Изменение атмосферного давления также влияет на токсический эффект. При повышенном давлении усиление токсического эффекта происходит вследствие двух причин: во-первых, наибольшего поступления ядов

131

вследствие роста парциального давления газов и паров в атмосферном воздухе и ускоренного перехода их в кровь, во-вторых, за счет изменения функций дыхания, кровообращения, ЦНС и анализаторов. Пониженное атмосферное давление усиливает воздействие таких ядов, как бензол, алкоголь, оксиды азота, ослабляется токсическое действие озона.

Из множества сочетаний неблагоприятных факторов наиболее часто встречаются пылегазовые композиции. Газы адсорбируются на поверхности частиц и захватываются внутрь их скоплений. При этом локальная концентрация адсорбированных газов может превышать их концентрацию непосредственно в газовой фазе. Токсичность аэрозолей в значительной мере зависит от адсорбированных или содержащихся в них газов и подчиняется следующему правилу: если аэрозоль проникает в дыхательные пути глубже, чем другой компонент смеси, то отмечается усиление токсичности. Токсичность смесей зависит не только от глубины проникновения в легкие, но и от скорости адсорбции и, главное, десорбции яда с поверхности частиц. Десорбция происходит в дыхательных путях и альвеолах, и ее активность связана с физико-химическими свойствами поверхности аэрозолей и свойствами газов. Адсорбция тем выше, чем меньше молекула газа. При значительной связи газа с аэрозолем (капиллярная конденсация, хемосорбция) комбинированный эффект обычно ослабляется.

Рассматривая сочетанное действие неблагоприятных факторов физической и химической природы, следует отметить, что на высоких уровнях воздействия наблюдаются потенцирование, антагонизм и независимый эффект. На низких уровнях, как правило, наблюдаются аддитивные зависимости. Известно усиление эффекта токсического действия свинца и ртути, бензола и вибрации, карбофоса и ультрафиолетового излучения, шума и марганецсодержащих аэрозолей.

Шум и вибрация всегда усиливают токсический эффект промышленных ядов. Причиной этого является изменение функционального состояния ЦНС и сердечно-сосудистой системы. Шум усиливает токсический эффект оксида углерода, стирола, крекинг-газа и др. Вибрация, изменяя реактивность организма, повышает его чувствительность к другим факторам, например, кобальту, кремниевым пылям, дихлорэтану; оксид углерода более токсичен в сочетании с вибрацией.

Ультрафиолетовое излучение, оказывая влияние на взаимодействие газов в атмосферном воздухе, способствует образованию смога. При ультрафиолетовом облучении возможна сенсибилизация организма к действию некоторых ядов, например, развитие фотодерматита при загрязнении кожи пековой пылью. Вместе с тем ультрафиолетовое облучение может понижать чувствительность организма к некоторым вредным веществам вследствие усиления окислительных процессов в организме и более быстрого обезвреживания яда. Так, токсичность оксида углерода при ультрафиолетовом облучении снижается благодаря ускоренной диссоциации карбоксигемоглобина и более быстрому выведению яда из организма.

132

Большое практическое значение имеет проблема комбинированного влияния ионизирующего излучения и химического фактора. Особенно злободневны два аспекта этой проблемы. Первый – уменьшение разрушающего действия радиации путем одновременного воздействия вредного вещества, используя явление антагонизма. Например, установлено, что острое воздействие ядов, вызывающее в организме гипоксию (снижение кислорода в тканях) и одновременное и последовательное действие ионизирующей радиации сопровождается ослаблением тяжести радиационного поражения, т. е. способствует большей радиоустойчивости организма. Такой эффект замечен для оксида углерода, анилина, цианидов, а также веществ, относящихся к классу индолилалкиламинов, производных триптофана (серотонин, мексамин). К другой группе веществ, снижающих радиочувствительность биологических тканей, относятся меркаптоалкиламины. Защитное действие гипоксии и некоторых веществ наиболее выражено при воздействии гамма- и рентгеновского излучения, при нейтронном облучении, при облучении тяжелыми ядрами.

Второй аспект – усиление эффекта действия вследствие синергизма радиационного воздействия и теплоты, радиации и кислорода. К числу радиосенсибилизирующих относятся ртуть и ее соединения, формальдегид, вещества, относящиеся к сульфгидрильным ядам.

Тяжелый физический труд сопровождается повышенной вентиляцией легких и усилением скорости кровотока, что приводит к увеличению количества яда, поступающего в организм. Кроме того, интенсивная физическая нагрузка может приводить к истощению механизмов адаптации с последующим развитием профессионально обусловленных заболеваний.

Оценивая сочетанное влияние неблагоприятных факторов на организм, следует иметь в виду, что, как правило, ранние изменения в организме неспецифичны для действия какого-либо из них и отражают лишь срыв приспособительных реакций. При продолжающемся воздействии сверхдозовых уровней растет частота профессионально обусловленных общих заболеваний или формируются различные формы профессиональных заболеваний.

К профессиональным заболеваниям, вызываемым воздействием физических факторов, относятся вегетососудистая дистония, астенический, астеновегетативный, гипоталамический синдромы (при воздействии неионизирующих излучений), вибрационная болезнь, кохлеарный неврит (при систематическом воздействии производственного шума), электроофтальмия, катаракта и др.

Достаточно часто встречаются профессиональные заболевания, связанные с физическими перегрузками и перенапряжением отдельных органов и систем, например, писчий спазм у машинисток, чертежников, стенографисток, заболевания периферической нервной системы и опорнодвигательного аппарата – у доярок ручной дойки, кузнецов и обрубщиков, лесозаготовителей, маляров.

133

5 СРЕДСТВА СНИЖЕНИЯ ТРАВМООПАСНОСТИ И ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

5.1 Вентиляция и кондиционирование

Изоляция человека от внешней среды в помещениях имеет свои отрицательные стороны. Жизнедеятельность человека связана с непрерывным поглощением атмосферного кислорода и выделением около 20 л в час углекислого газа (в состоянии покоя), что ведет к изменению состава воздуха в помещении. Повышение концентрации углекислого газа в воздухе свыше 0,1 % по объему негативно сказывается на самочувствии человека, а при концентрации С О 2 равной 6 % наступает смерть человека. Поэтому

необходима непрерывная вентиляция помещений с подачей не менее 37,7 м3/ч свежего воздуха на каждого человека, находящегося в помещении. В жилых помещениях загрязненный углекислым газом теплый воздух собирается в верхней части помещения и удаляется оттуда с помощью естественной вентиляции через специальные вентиляционные отверстия. Поэтому высота стандартных жилых помещений, равная 2,75–2,95 м, складывается из трех составляющих: среднего роста человека (1,7 м), слоя загрязненного воздуха над головой человека (0,75 м) и разделительной защитной прослойки 0,3–0,5 м.

Эффективным средством обеспечения комфортных или допустимых параметров надлежащего состава воздуха в помещениях является вентиляция.

Вентиляцией называется организованный регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего [2]. По способу перемещения различают системы естественной и механической вентиляции.

Система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется за счет разности давлений снаружи и внутри здания, называется естественной вентиляцией. Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха и ветровым напором, действующим на здание.

Неорганизованная естественная вентиляция – инфильтрация, или естественное проветривание, осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давлений снаружи и внутри помещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов – силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ. Инфильтрация для жилых зданий может достигать 0,5–0,75, а для промышленных предприятий до 1–1,5 объема помещения в час.

Для постоянного воздухообмена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха в помещении, необходима организованная естественная вентиляция. Она может быть вытяжной без организованного притока

134

воздуха и приточно-вытяжной с организованным притоком воздуха. Естественная вытяжная вентиляция без организованного притока воздуха широко применяется в жилых и административных зданиях.

Для увеличения располагаемого давления в системах естественной вентиляции на устье вытяжных шахт устанавливают насадки-дефлекторы (рис. 5.1). Усиления тяги происходит благодаря разряжению, возникающему при обтекании дефлектора.

Рис. 5.1. Принципиальная схема дефлектора ЦАГИ:

1 – патрубок; 2 – диффузор; 3 – цилиндрическая обечайка; 4 – зонт

Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей [2]. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра). Как способ вентиляции аэрация нашла широкое применение в промышленных зданиях (рис. 5.2), характеризующихся технологическими процессами с большими тепловыделениями (прокатных, литейных и кузнечных цехах). Поступление наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух не попадал в рабочую зону. Для этого наружный воздух подают в помещение через проемы расположенные не ниже 4,5 м от пола.

Рис. 5.2. Схема аэрации промышленного здания

135

Воздухообмен, создаваемый в помещении вентиляционными устройствами, сопровождается циркуляцией воздушных масс, в несколько раз больших объема подаваемого или удаляемого воздуха. Возникающая циркуляция является основной причиной распространения и перемешивания вредных выделений и создания в помещении разных по концентрации и температуре воздушных зон. Так, приточная струя, входя в помещение, вовлекает в движение окружающие массы воздуха, в результате чего масса струи в направлении движения будет возрастать, а скорость падать. При истечении из круглого отверстия на расстоянии 15 диаметров от устья скорость струи составит 20 % первоначальной скорости.

При организации воздухообмена в помещениях необходимо учитывать физические свойства выделяемых в нем паров и газов и в первую очередь их плотность. Если плотность газов ниже плотности воздуха, то удаление загрязненного воздуха происходит в верхней зоне, а подача свежего непосредственно в рабочую зону. При выделении газов с плотностью, большей плотности воздуха, из нижней части помещения удаляется 60– 70 %, а из верхней части – 30–40 % загрязненного воздуха. В помещениях со значительными выделениями влаги вытяжка влажного воздуха осуществляется из верхней зоны, а подача свежего в количестве 60 % в рабочую зону и 40 % в верхнюю зону.

По способу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменной вентиляции: приточная, вытяжная, приточно-вытяжная и системы с рециркуляцией. По приточной системе воздух подается в помещение после подготовки его в приточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие помещения. Приточную систему применяют для вентиляции помещений, в которые нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха извне.

Вытяжная система предназначена для удаления воздуха из помещения. При этом в нем создается пониженное давление и воздух из соседних помещений или наружный воздух поступает в данное помещение. Вытяжную систему целесообразно применять в том случае, если вредные выделения данного помещения не должны распространяться на соседние, например, для вредных цехов, химических и биологических лабораторий.

Приточно-вытяжная вентиляция наиболее распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной, системы работают одновременно.

В отдельных случаях для сокращения эксплуатационных расходов на нагревание воздуха применяют системы вентиляции с частичной рециркуляцией. В них к поступающему снаружи воздуху подмешивают воздух, отсасываемый из помещения вытяжной системой. Количество свежего и вторичного воздуха регулируют клапанами. Свежая порция воздуха в таких

136

системах обычно составляет 20–10 % общего количества подаваемого воздуха. Систему вентиляции с рециркуляцией разрешается использовать только для тех помещений, в которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4-му классу опасности и концентрация их в воздухе, подаваемом в помещение, не превышает 30 % ПДК. Применение рециркуляции не допускается и в том случае, если в воздухе помещений содержатся болезнетворные бактерии, вирусы или имеются резко выраженные неприятные запахи.

Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции производят исходя из условий производства и наличия избыточной теплоты, влаги и вредных веществ. Для качественной оценки эффективности воздухообмена применяют понятие кратности воздухообмена k B – отно-

шение объема воздуха, поступающего в помещение в единицу времени L (м3/ч), к объему вентилируемого помещения V (M3). При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должна быть значительно больше единицы.

При нормальном микроклимате и отсутствии вредных выделений количество воздуха при общеобменной вентиляции принимают в зависимости от объема помещения, приходящегося на одного работающего. Отсутствие вредных выделений – это такое их количество в технологическом оборудовании, при одновременном выделении которого в воздухе помещения концентрация вредных веществ не превысит предельно допустимую. В производственных помещениях с объемом воздуха на каждого работающего V П i < 20 м3 расход воздуха на одного работающего L i должен

быть не менее 30 м3/ч. В помещении с V П i = 20…40 м3 L i 20 м3/ч. В помещениях с V П i > 40 м3 и при наличии естественной вентиляции воздухо-

обмен не рассчитывают. В случае отсутствия естественной вентиляции (герметичные кабины) расход воздуха на одного работающего должен составлять не менее 60 м3/ч.

Необходимый воздухообмен для всего производственного помещения в целом L n L i , где n – количество работающих в помещении.

Механической вентиляцией называется система воздухообмена в помещении, обусловленная применением специальных побудителей движения воздуха. Механическая вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ: большой радиус действия вследствие значительного давления, создаваемого вентилятором; возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры нужного воздуха и скорости ветра; подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению, организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам; улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращать их распространение по всему объему помещения, а также возможность очищать загрязненный воздух перед вы-

137

бросом его в атмосферу. К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость ее сооружения и эксплуатации, необходимость проведения мероприятий по борьбе с шумом.

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

Общеобменная вентиляция предназначена для вывода избыточной теплоты, влага и вредных веществ из всего объема помещения. Она применяется в том случае, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а располагаются по всему помещению. Обычно объем приточного воздуха L П Р , пода-

ваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объему воздуха L B , удаляемого из помещения. Однако в ряде случаев возникает необ-

ходимость нарушить это равенство. Так, в особо чистых цехах электровакуумного производства, для которых большое значение имеет отсутствие пыли, объем притока воздуха делается больше объема вытяжки, за счет чего создается некоторый избыток давления в производственном помещении, что исключает попадание пыли из соседних помещений. В общем случае разница между объемами приточного и вытяжного воздуха не должна превышать 10–15 %.

Существенное влияние на параметры воздушной среды в помещениях оказывают правильная организация и устройство приточных и вытяжных систем.

Для создания оптимальных метеорологических условий в производственных помещениях применяют наиболее совершенный вид промышленной вентиляции – кондиционирование воздуха. Кондиционированием воздуха называется его автоматическая обработка с целью поддержания в производственных помещениях заранее заданных метеорологических условий независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения. При кондиционировании автоматически регулируется температура воздуха, его относительная влажность и скорость подачи в помещение в зависимости от времени года, наружных метеорологических условий

ихарактера технологического процесса в помещении. Такие строго определенные параметры воздуха создаются в специальных установках, называемых кондиционерами.

Впоследние годы для регулирования температуры воздуха в жилых

иобщественных помещениях широко применяют так называемые сплитсистемы. Эти кондиционеры более просты по своему устройству, так как регулируют только один параметр микроклимата в помещении – температуру воздуха. Регулирование температуры воздуха осуществляется за счет его постоянной циркуляции через теплообменник, охлаждающий воздух летом и подогревающий его в холодный период года. Поступление свежего воздуха в помещении осуществляется либо за счет обычного проветривания помещения, либо за счет естественной инфильтрации.

138

Для защиты помещений от попадания в него холодного воздуха применяют воздушные завесы [2]. Они предназначены для защиты от прорыва холодного воздуха в помещение через здания (ворота, двери и т. п.). Воздушная завеса представляет собой воздушную струю, направленную под углом навстречу холодному потоку воздуха. Она играет роль воздушного шибера, уменьшая прорыв холодного воздуха через проемы. Воздушные завесы необходимо устанавливать у проемов отапливаемых помещений, открывающихся не реже чем один раз в час либо на 40 мин единовременно при температуре наружного воздуха –15 ºС и ниже.

5.2Защита от выбросов токсичных веществ

ватмосферный воздух помещений

Для защиты человека от вредных веществ, поступающих в органы дыхания или на кожные покровы от технических средств или при реализации технологических процессов, применяют следующие меры [2]:

1)совершенствование источника опасности (герметизация или ми-

нимизация выбросов техногенного оборудования и средств техники);

2)экобиозащитную технику (вытяжная вентиляция, местные отсосы, газо-, пылеуловители, туманоуловители, системы рассеивания выбросов);

3)средства индивидуальной защиты органов дыхания и спецодежду;

4)контроль за состоянием воздушной среды в зоне пребывания че-

ловека;

5)лечебно-профилактические мероприятия.

Вцелях снижения вредного воздействия токсичных веществ можно рекомендовать перевод технологии на применение менее токсичных веществ или герметизацию оборудования на всех стадиях его использования.

Опасность отравлений, как правило, возрастает при проведении плановых ремонтных работ и в аварийных ситуациях. В этих случаях необходимо, чтобы рабочее пространство было освобождено от ядовитых веществ путем продувки воздухом, промывания, дегазации. Важным является также ограничение времени пребывания рабочего в опасной зоне, внутри оборудования и емкостей; использование спецодежды, противогазов и других средств индивидуальной защиты. Весьма важны при этом правильная организация работ и наличие средств экстренной медицинской помощи.

Впрофилактике отравлений исключительную роль играет эффективная местная вентиляция. Основное гигиеническое требование к ней – улавливание токсических веществ в зоне их образования, а в случае поступления ядов в воздух разбавление путем подачи чистого воздуха и снижения содержания ядов до ПДК.

С помощью местной вентиляции необходимые условия создаются на отдельных рабочих местах. Например, улавливание вредных веществ непосредственно у источника возникновения, при сварке и пайке, при вентиляции кабин наблюдения и т. д. Местная вытяжная локализующая вен-

139

тиляция – основной метод борьбы с вредными выделениями заключается в устройстве и организации отсосов от укрытий.

Конструкции местных отсосов могут быть полностью закрытыми, полуоткрытыми или открытыми (рис. 5.3). Наиболее эффективны закрытые отсосы. К ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие технологическое оборудование. Если такие укрытия устроить невозможно, то применяют отсосы с частичным укрытием или открытые: вытяжные зонты, отсасывающие панели, вытяжные шкафы, бортовые отсосы и др.

Рис. 5.3. Устройство местной вентиляции:

а – укрытие бокс; б – бортовые отсосы (1 – однобортовой; 2 – двухбортовой); в – вытяжной зонт; г – боковой отсос; д – отсос

витражного типа; е – вытяжные шкафы (1 – с верхним отсосом; 2 – с нижним отсосом; 3 – с комбинированным отсосом)

Один из самых простых видов местных отсосов – вытяжной зонт. Зонты делают открытыми со всех сторон и частично открытыми – с одной, двух и трех сторон. Эффективность работы вытяжного зонта зависит от размеров, высоты подвеса и угла его раскрытия. Чем больше размеры и чем ниже установлен зонт над местом выделения веществ, тем он эффективнее. Наиболее равномерное всасывание обеспечивается при угле раскрытия зонта менее 60°.

Отсасывающие панели применяют для удаления вредных выделений, увлекаемых конвективными токами, при таких ручных операциях, как электросварка, пайка, газовая сварка, резка металла и т. п. Вытяжные шкафы – наиболее эффективное устройство по сравнению с другими отсосами, так как почти полностью укрывают источник выделения вредных веществ. Незакрытыми в шкафах остаются лишь проемы для обслуживания, через которые воздух из помещения поступает в шкаф. Форму проема выбирают в зависимости от характера технологических операций.

140