Безопасность жизнедеятельности. Учеб. пособ. 2-е изд. 2019

91

Степень токсичности вещества определяется отношением 1/DL50

и 1/СL50; чем меньше значения токсичности DL50 и СL50, тем выше степень токсичности.

Об опасности ядов можно судить также по значениям порогов вредного действия (однократного, хронического) и порога специфического действия.

Порог вредного действия (однократного или хронического) – это минимальная (пороговая) концентрация (доза) вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения биологических показателей на организменном уровне, выходящие за пределы приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Порог однократного действия обозначается Limac , порог хронического Limch , порог

Опасность вещества – это вероятность возникновения неблагоприятных для здоровья эффектов в реальных условиях производства или применения химических соединений.

Ниже приведена классификация производственных вредных веществ по степени опасности (табл. 4.2).

Таблица 4.2

Классификация вредных веществ

Большинство случаев заболеваний и отравлений связано с попаданием токсических газов, паров и аэрозолей в организм человека главным образом через органы дыхания. Этот путь наиболее опасен, поскольку вредные вещества поступают через разветвленную систему легочных альвеол непосредственно в кровь и разносятся по всему организму. Развитие общетоксического действия аэрозолей в значительной степени связано с размером частиц пыли, т. к. пыль с частицами до 5 мкм (т. н. респирабельная фракция) проникает в дыхательные пути, частично или полностью растворяется в лимфе и, поступая в кровь, вызывает интоксикацию. Мелкодисперсную пыль трудно улавливать; она медленно оседает, витая в воздухе рабочей зоны.

92

Попадание ядов в желудочно-кишечный тракт возможно при несоблюдении правил личной гигиены: приеме пищи 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 способствовать усилению токсичности некоторых соединений (например, сульфат свинца переходит в более растворимый хлорид свинца, который легко всасывается). Попадание яда (ртути, меди, цезия, урана) в желудок может быть причиной поражения его слизистой.

Вредные вещества могут попадать в организм человека через поврежденные кожные покровы, причем не только из жидкой среды при контакте с руками, но и в случае высоких концентраций токсических паров и газов в воздухе.

Важно отметить комбинированное действие вредных веществ на здоровье человека. На производстве и в быту, т. е. в окружающей среде, редко встречается изолированное действие вредных веществ; обычно работающий на производстве подвергается комплексному воздействию неблагоприятных факторов разной природы (физических, химических) или комбинированному влиянию факторов одной природы, чаще ряду химических веществ. Комбинированное действие – это одновременное или последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления. Наряду с комбинированным влиянием ядов возможно их комплексное действие, когда яды поступают в организм одновременно, но разными путями (через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт, органы дыхания и кожу и т. д.).

Различают несколько типов комбинированного действия ядов: аддитивного, потенцированного, антагонистического, независимого действия.

Аддитивное действие – это суммарный эффект смеси, равный сумме эффектов действующих компонентов. 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 токсичность смеси не меняется. Для гигиенической оценки воздушной среды при условии аддитивного действия ядов используют уравнение в виде:

веществ, мг/м3.

Примером аддитивности является наркотическое действие смеси углеводородов (бензола и изопропилбензола).

При потенцированном действии (синергизме) компоненты смеси действуют таким образом, что одно вещество усиливает действие другого. Эффект комбинированного действия при синергизме больше аддитивного,

93

и это учитывается при анализе гигиенической ситуации в конкретных производственных условиях. Потенцирование отмечается при совместном действии диоксида серы и хлора; алкоголь повышает опасность отравления анилином, ртутью и некоторыми другими промышленными ядами. Явление потенцирования обычно проявляется в случае острого отравления.

Антагонистическое действие – эффект комбинированного действия менее ожидаемого. Компоненты смеси действуют таким образом, что одно вещество ослабляет действие другого, итоговый эффект меньше, чем аддитивный. Примером может служить обезвреживающее взаимодействие между эзерином и атропином.

При потенцировании и антагонизме оценку можно проводить с уче-

Зоны воздействия вредных веществ различны. В производственных и бытовых условиях они, как правило, ограничены размерами помещения (цех, участок) или контурами рабочего места.

4.2 Акустические колебания

Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает как слышимые, так и неслышимые колебания упругих сред. Акустические колебания в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом, называют звуковыми, с частотой менее 16 Гц – ин-

фразвуковыми, выше 20 кГц – ультразвуковыми. Распространяясь в про-

странстве, звуковые колебания создают а к у с т и ч е с к о е п о л е.

Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот и интенсивностей. Область слышимых звуков ограничена двумя пороговыми кривыми: нижняя – порог слышимости, верхняя – порог болевого ощущения. Самые низкие значения порогов лежат в диапазоне 1–5 кГц. Порог слуха молодого человека составляет 0 дБ на частоте 1000 Гц, на частоте 100 Гц порог слухового восприятия значительно выше, так как ухо менее чувствительно к звукам низких частот. Болевым порогом принято считать звук с уровнем 140 дБ, что соответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности 100 Вт/м2. Звуковые ощущения оцениваются по порогу дискомфорта (слабая боль в ухе, ощущение касания, щекотания).

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

96

Обычно это явление начинается в возрасте приблизительно 30 лет у мужчин и 35 лет у женщин с потери чувствительности слуха к высоким частотам. С годами оно распространяется на более низкие частоты, достигая речевого диапазона 500–3000 Гц.

Звуковые волны возникают при нарушении стационарного состояния среды вследствие наличия в ней какого-либо возмущающего воздействия. Скорость, с которой распространяется звуковая волна, называется скоростью звука. Скорость звука с (м/с) зависит только от характеристик среды распространения и может изменяться в очень широких пределах:

K– модуль объемной упругости среды, Па.

Ввоздухе при температуре 20 °С скорость звука составляет 343 м/с. Любое колебательное движение характеризуется частотой f и пери-

интервалу, через который в каждой точке пространства временное развитие колебаний будет повторяться. Этому временному интервалу будет соответствовать пространственный интервал повторения волновой картины, так называемая длина волны λ (м), определяемая соотношением c f . В

частотном диапазоне звуковых колебаний длины волн изменяются от нескольких десятков метров до нескольких сантиметров.

Область пространства, в которой распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. В каждой точке звукового поля давление и скорость движения частиц воздуха изменяются во времени. Разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде, называется звуковым давлением p и измеряется в паскалях (Па). Так как звуковое давление есть функция

времени, то для его оценки используется усредненная величина, а именно средний квадрат звукового давления, получаемый усреднением мгновен-

осуществляется и в нашем слуховом аппарате со временем усреднения порядка нескольких миллисекунд.

При распространении звуковой волны происходит перенос энергии, который характеризуется интенсивностью звука I (Вт/м2). Интенсивность связана со звуковым давлением следующим соотношением:

Величины звукового давления и интенсивности звука, с которыми приходится иметь дело в практике борьбы с шумом, могут меняться в широких пределах: по давлению до 108 раз, по интенсивности до 1016 раз. Оперировать такими цифрами неудобно. Однако наиболее важным являет-

97

ся то обстоятельство, что ощущения человека, возникающие при различного рода раздражениях, в частности при шуме, пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому были введены логарифмические величины – уровни звукового давления и интенсивности.

Уровень интенсивности звука (дБ) определяют по формуле:

где p0 2 10 5 Па, – пороговое звуковое давление, выбранное таким обра-

зом, чтобы на частоте 1000 Гц уровни звукового давления были равны уровням интенсивности.

Пороговые значения звукового давления и интенсивность звука связаны соотношением:

условиях.

Величину уровня интенсивности применяют в формулах при акустических расчетах, а уровня звукового давления – для измерения шума и оценки его воздействия на человека, т. к. орган слуха чувствителен не к интенсивности, а к среднеквадратичному давлению. Связь между уровнем интенсивности и уровнем звукового давления определяется выражением:

В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, суммарный уровень шума определяется по формуле:

где Li – уровни звукового давления или уровни интенсивности, создавае-

мые каждым источником. Если имеется n одинаковых источников шума с уровнем звукового давления L , создаваемым каждым источником, то суммарный уровень шума:

Из (4.10) очевидно, что два одинаковых источника совместно создадут уровень на 3 дБ больший, чем каждый источник по отдельности.

99

давления.

Если считать источник шума точечным, то величину средней интенсивности звука на поверхности этой сферы (Вт/м2) можно определять по формуле:

Это выражение предполагает излучение шума по всем направлениям одинаковым, что справедливо для точечного источника, размеры которого малы по сравнению с излучаемыми им волнами. Однако источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по всем направлениям, т. е. обладают определенной направленностью излучения. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф – фактором направленности, показывающим отношение интенсивности звука I , создаваемой направленным источником в данной точке, к интенсивности Icp ,

которую развил бы в этой же точке источник, имеющий среднюю звуко-

Шумовыми характеристиками, которые указываются в прилагаемой к машине технической документации, являются следующие характеристики:

– уровни звуковой мощности шума LP в октавных полосах частот со

среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000

Гц;

– характеристики направленности излучения шума машиной. Уровни звуковой мощности LP установлены по аналогии с уровнем

интенсивности звука и определяются по формуле:

Проведение акустических расчетов необходимо для оценки ожидаемых уровней шума на рабочих местах или в районе жилой застройки. Это позволяет еще на стадии проектирования разработать такие мероприятия, чтобы этот шум не превышал допустимые уровни. Можно выделить следующие важные задачи акустического расчета:

–определение шума в расчетной точке по заданным характеристикам источника шума;

–расчет необходимого снижения шума.

100

В зависимости от того, где находится расчетная точка – в открытом пространстве или в помещении, применяют различные расчетные формулы.

на пути распространения при наличии препятствий и затухания в воздухе. Если в атмосферном воздухе расстояние от источника до расчетной точки не более 50 м, то можно принимать k 1.

Рис. 4.4. Расчет шума для открытого пространства

При работе источника шума в помещении звуковые волны многократно отражаются от стен, потолка и различных предметов. Отражения могут увеличить шум в помещениях на 10…15 дБ по сравнению с шумом того же источника на открытом воздухе, в результате чего машина в помещении шумит больше, чем на открытом воздухе.

Интенсивность звука IП в расчетной точке помещения складывается