Тема №1. Теоретические основы безопасности жизнедеятельности
План:
Основные понятия и определения бжд
Принципы, аксиомы и законы бжд
Безопасность жизнедеятельности - наука о комфортном и травмобезопасном взаимодействии человека с техносферой. (Понятие «безопасность жизнедеятельности» формализовано впервые в России в 1990 г.)
Цель науки о БЖД - создание защиты человека в техносфере от внешних негативных воздействий антропогенного, техногенного и естественного происхождения. Объектом защиты от опасности является человек. Предмет исследований в науке о БЖД - это опасности и их совокупность (после опасностей), действующие в системах «объект защиты - источник опасности», а также средства и системы защиты от опасностей.
Опасность — свойство человека и компонент окружающей среды, способные причинять ущерб живой и неживой материи. При оценке условий возникновения и реализации опасностей важно понимать, что опасное воздействие возможно лишь в системе «источник опасности — объект защиты», а признание потока воздействия опасным зависит не только от его параметров, но и от способности объекта за- шиты воспринимать тот или иной поток вещества, энергии или ин- формации.
Источник опасности — это компоненты биосферы и техносферы, космическое пространство, социальные и иные структуры, излучающие опасность. Для каждого источника опасности характерно наличие уровня, зоны и продолжительности действия опасности. Для описания источника опасности с позиций его негативного влияния на человека и среду обитания используют величину материальных отходов (выбросов, сбросов и отбросов), интенсивность энергетических излучений, отходящих от источника в зону пребывания человека в биосферу и его техногенный риск.
Безопасность объекта защиты — состояние объекта защиты, при котором воздействие на него потоков вещества, энергии и информации из окружающей среды не превышает максимально допустимых значений.
Защита от опасностей — способы и методы снижения уровня и продолжительности действия опасностей на человека в среде обитания. Принципиально защиту от опасностей реализуют снижением негативного влияния источников опасности (сокращением значения техногенного риска и размеров опасных зон), выведением человека из опасной зоны; применением экобиозащитной техники и средств индивидуальной защиты.
В соответствии с законом сохранения жизни Ю. Н. Куражсковского можно отметить следующее: «Жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потоков вещества, энергии и информации». Наличие таких потоков характерно и обязательно для существования материи.
Четыре основных группы потоков составляют потоки в естественной природной среде (солнечное излучение, излучение звезд и планет, электрическое и магнитное поля Земли, круговороты веществ в биосфере и др.), потоки в техносфере (потоки сырья, энергии, потоки продукции отраслей экономики, информационные потоки, транспортные потоки и др.), потоки в социальной среде (информационные и людские) и потоки, потребляемые и выделяемые человеком в процессе жизнедеятельности (потоки кислорода, воды, пищи, потоки энергии, потоки отходов процесса жизнедеятельности).
В ряде случаев потоки, столь необходимые для существования жизни, могут превысить допустимые для воспринимающего их элемента материи уровни и тем самым вызвать в нем необратимые процессы (разрушение, гибель и т. п.). Такие ситуации опасны для материи. Поэтому если потоки не приносят ущерба воспринимающей их материи, то идет естественный процесс, и такие потоки принято называть допустимыми. Если потоки наносят ущерб, то их называют недопустимыми или опасными.
Максимальные значения потоков, при которых ущерб ещё не возникает, называют предельно допустимыми.
Американский зоолог В. Шелфорд в начале ХХ в. сформулировал закон толерантности: «Лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости (предел толерантности) организма к заданному фактору» (рис. 1).
Рис. 1. Зависимость жизненного потенциала от интенсивности фактора воздействия: 1— зона оптимума (комфорта); 2 — зона допустимой жизнедеятельности; 3 — зона угнетения; 4 — зона гибели; 5 — зона жизни
Толерантность — способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды.
Зона оптимума с точкой комфорта (точка максимума — жизненного потенциала) и зоны допустимых значений фактора воздействия являются областью нормальной жизнедеятельности, а зоны с большими отклонениями фактора от оптимума — зонами угнетения. Пределы толерантности по фактору воздействия совпадают со значения- ми минимума и максимума фактора, за пределами которых существование организма невозможно (это — зона гибели).
Изменяя потоки в среде обитания, можно получить ряд характерных ситуаций взаимодействия в системе «человек — среда обитания», а именно:
— комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия: создают оптимальные условия деятельности и отдыха; предпосылки для проявления наивысшей работоспособности и, как следствие, продуктивности деятельности; гарантируют сохранение здоровья человека и целостности компонент среды обитания;
— допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и среду обитания, не оказывают негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту, снижая эффективность деятельности человека. Соблюдение условий допустимого взаимодействия гарантирует невозможность возникновения и развития необратимых негативных процессов у человека и в среде обитания;
— опасное, когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая при длительном воздействии заболевания, и/или приводят к деградации природной среды;
— чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушения в среде обитания. Гибель организма происходит при значениях фактора воздействия, лежащих вне зоны толерантности, ее можно рассматривать как процесс распада организма на простые подсистемы.
При анализе процесса воздействия опасностей следует учитывать следующее: аксиому об одновременном воздействии опасностей; наличие совокупного воздействия опасностей на объект защиты.
Аксиома об одновременном воздействии опасностей утверждает: «Потоки вещества, энергии и информации, генерируемые их источниками, не обладают избирательностью по отношению к объектам защиты и одновременно воздействуют на человека, природную среду и техносферу, находящихся в зоне их влияния».
Из этой аксиомы следует, например, что вибрация любого здания одновременно воздействует на людей, строительные материалы и конструкции, коммуникации и устройства, находящиеся в нем. Результат воздействий вибрации одной интенсивности на все находящиеся в здании объекты может быть различным (опасным или неопасным) и полностью определяется способностью объекта защиты (человек, коммуникация и т. п.) к восприятию возникшей в этом здании вибрации.
При оценке воздействия опасностей на объект защиты необходимо также учитывать, что любой объект воспринимает одновременно все потоки вещества, энергии и информации, поступающие в зону его пребывания в соответствии с аксиомой о совокупном воздействии опасностей : «На любой объект защиты одновременно воздействуют все потоки, поступающие извне в зону его пребывания».
Тема №2. Техногенные опасности (I) и их идентификация.
План:
Вредные вещества.
Вибрация.
Акустический шум.
Инфразвук и ультразвук.
К вредным относятся вещества и соединения (далее — вещества), которые при контакте с организмом человека могут вызывать нарушения индивидуальной чувствительности. Воздействие вредных веществ на человека зависит от путей их поступления, выведения и распределения в организме, а также от метеорологических условий и других сопутствующих факторов окружающей среды. Общая токсикологическая классификация вредных веществ приведена в табл. 1.
Таблица 1. Токсикологическая классификация вредных веществ.
-
Общее токсикологическое действие
Токсичные вещества
Нервно-паралитическое действие (бронхоспазм, удушье, судороги и параличи)
Фосфорорганические инсектициды (хлорофос, карбофос,
никотин, ОВ и др.)
Кожно-резобтивное действи (местные воспалительные и некротические изменения с общетоксическими резобтивными явлениями)
Дихлорэтан, гексахлоран, уксусная эссенция, мышьяк и его соединения, ртуть (сулема)
Общетоксическое действие (гипоксические судороги, кома, отек мозга, параличи)
Синильная кислота и ее производные, угарный газ, алкоголь и его суррогаты, ОВ
Удушающее действие (токсический отек легких)
Оксиды азота, ОВ
Слезоточивое и раздражающее действия (раздражение наружных слизистых оболочек)
Пары крепких кислот и щелочей, хлорпикрин, ОВ
Психотическое действие (нарушение психической активности, сознания)
Наркотики
ПДК – предельно допустимая концетрация веществ, более подробное определение было дано выше в описании видов воздействия потоков.
Порог вредного действия (однократного или хронического) — это минимальная (пороговая) концентрация (доза) вещества, при действии которой в организме возникают изменения биологических показателей на уровне организма, выходящие за пределы приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Порог однократного действия обозначается Limac.
О реальной опасности острого отравления можно судить по отношению CL50 /Limac: чем меньше это отношение, тем выше опасность острого отравления. Показателем реальной опасности развития хронической интоксикации является отношение пороговой концентрации (дозы) при однократном воздействии Limac к пороговой концентрации (дозе) при хроническом воздействии Limсh. Чем больше отношение Limac/Limch, тем выше опасность.
Летальные
дозы DL при введении в желудок или организм
другими путями и смертельные концентрации
CL могут вызывать единичные случаи гибели
(минимальные смертельные) или гибель
всех организмов. В качестве показателей
токсичности пользуются среднесмертельными
дозами и концентрациями: DL50,
CL50.
Среднесмертельная
концентрация вещества в воздухе
CL50
— это концентрация вещества, вызывающая
гибель 50 % подопытных животных при
2—4-часовом ингаляционном воздействии
(мг/м3).
Среднесмертельная
доза при введении в желудок
(мг/кг) обозначается как
,
среднесмертельная
доза при нанесении на кожу
(мг/кг) —
.
Рис. 2. График зависимости интенсивности вредного воздействия вещества (R) от параметров токсикометрии (С)
Таблица 2. Классификация вредных веществ по степени опасности.
-
Показатели
Класс
1-й
2-й
3-й
4-й
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3
Менее 0,1
0,1-1,0
1,1-10
Более 10
Средняя смертельная доза при введении в желудок , мг/кг
Менее 15
15-150
151-5000
Более 5000
Смертельная доза при нанесении на кожу , мг/кг
Менее 100
10-50
501-2500
Более 2500
Средняя смертельная концентрация CL50 в воздухе, мг/м3
Менее 500
500-5000
5001-50000
Более 50000
Большинство случаев заболеваний и отравлений связано с поступлением 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.
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.
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. Комбинированное действие – это одновременное или последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления.
Различают несколько типов комбинированного действия ядов: аддитивное, потенцированное, антагонистическое, независимое.
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.
При потенцированном действии (синергизме) компоненты смеси действуют таким образом, что одно вещество усиливает действие другого. Эффект комбинированного действия при синергизме больше аддитивного, и это учитывается при анализе гигиенической ситуации в конкретных производственных условиях.
Антагонистическое действие — эффект комбинированного действия менее ожидаемого. Компоненты смеси действуют таким образом, что одно вещество ослабляет действие другого, итоговый эффект меньше, чем аддитивный.
Вибрация — это малые механические колебания, возникающие в упругих телах. В зависимости от способа передачи колебаний человеку вибрацию подразделяют на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека. Вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека, на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, также относится к локальной.
Таблица 3. Симптомы и частотные диапазоны вредного воздействия вибрации на человека.
При совпадении частоты возбуждения системы с ее собственной частотой возникает явление резонанса, при котором амплитуда колебаний резко возрастает. Так, резонанс органов брюшной полости наблюдается при частотах 4—8 Гц, голова оказывается в резонансе на частоте 25 Гц, а глазные яблоки — на частоте 50 Гц. Входящие в резонанс органы нередко вызывают болезненные ощущения, связанные, в частности, с растягиванием соединительных образований, поддерживающих вибрирующий орган.
Воздействие вибрации на человека имеет такие негативные последствия, что это послужило основанием для выделения вибрационной болезни в качестве самостоятельного заболевания. Симптомы вибрационной болезни многогранны и проявляются в нарушении работы сердечно-сосудистой и нервной систем, поражении мышечных тканей и суставов, нарушении функций опорнодвигательного аппарата.
Колебания сидящего человека на частотах 8—10 Гц являются причиной широкого распространения заболеваний позвоночника. Так, у водителей-профессионалов автомобилей, трактористов, пилотов самолетов грыжи межпозвоночных дисков встречаются в несколько раз чаще, чем у лиц сидячих профессий, не подвергающихся вибрации.
С проблемой вибрации сталкиваются и в быту, когда, например, жилой дом располагается у железной дороги, автострады или когда в его подвальных помещениях размещается какое-либо технологическое оборудование.
В качестве параметров, оценивающих вибрацию, могут служить виброперемещение u (м) или его производные: виброскорость v (м/с) и виброускорение a (м/с2).
Беспорядочные звуковые колебания в атмосфере — это акустический шум. Понятие акустического шума связано со звуковыми волнами (звуками), под которыми понимают распространяющиеся в окружающей среде и воспринимаемые ухом человека упругие колебания в частотном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц.
Шум оказывает влияние на весь организм человека. Шум с уровнем звукового давления до 30—35 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40—70 дБ в условиях среды обитания создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия, и при длительном действии может быть причиной неврозов. Воздействие шума с уровнем свыше 80 дБ может привести к потере слуха — профессиональной тугоухости. При действии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при еще более высоких (более 160 дБ) и смерть.
Таблица 4. Воздействие шума на слух работающих.
-
Показатели
Эквивалентный уровень звука, дБ
80
90
90
90
100
100
100
110
110
110
Стаж работы, лет
25
5
15
25
5
15
25
5
15
25
Доля заболевших тугоухостью, %
0
4
14
17
12
37
43
26
71
78
Необратимые потери слуха наступают также с увеличением возраста. 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.
Область инфразвука включает в себя колебания, не превышающие по частоте 20 Гц — нижней границы слухового восприятия человека.
Инфразвуковые колебания возникают в разнообразных условиях и могут быть обусловлены как природными явлениями, например, обдуванием ветром зданий, металлических конструкций, так и работой различных машин и механизмов. Высокие уровни инфразвука возникают вблизи работающих сталеплавильных печей, внутри салонов автомобилей, движущихся со скоростями порядка 100 км/ч.
Инфразвук даже небольшой мощности действует болезненно на уши, заставляет колебаться внутренние органы, поэтому человеку кажется, что внутри у него все вибрирует. Воздействие инфразвука может приводить к ощущению головокружения, вялости, потери равновесия, тошноты.
Действие инфразвука с уровнями ниже 120 дБ, как правило, не приводит к каким-либо значительным последствиям.
Ультразвук находит широкое применение в медицине, металлообрабатывающей промышленности, машиностроении и металлургии.
По частотному спектру ультразвук разделяется на низко и высокочастотный, а по способу распространения — на воздушный и контактный.
Низкочастотные ультразвуковые колебания хорошо распространяются в воздухе. Биологический эффект влияния 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. У работающих на ультразвуковых установках отмечают выраженную сосудистую гипотонию, снижение активности сердца и мозга. Изменения ЦНС в начальной фазе проявляются нарушением рефлекторных функций мозга (чувство страха в темноте в ограниченном пространстве, резкие приступы с учащением пульса, чрезмерная потливость, спазмы в желудке, кишечнике, желчном пузыре). Наиболее характерны жалобы на следующие признаки недомогания: сильную утомляемость, головные боли и чувство давления в голове; затруднения при концентрации внимания, торможение мыслительного процесса; бессонницу.
Контактное воздействие высокочастотного ультразвука на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности. Установлено, что ультразвуковые колебания могут вызвать изменения костной структуры с разрежением плотности костной ткани. При контактной передаче ультразвука на руки зарегистрированы профессиональные заболевания.
Тема №3. Защита человека от опасностей технических систем и технологий
План:
Защита от выбросов токсичных веществ в атмосферный воздух помещений.
Защита от вибраций.
Защита от акустических воздействий.
Защита от инфра и ультразвука.
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:
1) совершенствование источника опасности (герметизация или минимизация 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 иϰспецодежду;
4) контроль за состоянием воздушной среды в зоне пребывания человека;
5) лечебно-профилактические мероприятия.
В целях снижения вредного воздействия токсичных веществ можно рекомендовать перевод технологии на применение менее токсичных веществ или герметизацию оборудования на всех стадиях его использования.
В профилактике 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.
Конструкции местных отсосов могут быть полностью закрытыми, полуоткрытыми или открытыми. 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.
Смешанная система вентиляции является сочетанием элементов местной и общеобменной вентиляции. Местная система удаляет вредные вещества из кожухов и укрытий машин. Однако часть вредных веществ через неплотности укрытий проникает в помещение. Эта часть удаляется общеобменной вытяжной вентиляцией.
Аварийная вентиляция предусматривается в тех производственных помещених, в которых возможно внезапное поступление в воздухе большого количества вредных или взрывоопасных веществ. Система аварийной вентиляции должна включаться автоматически при достижении ПДК вредных выделений или при остановке одной из систем общеобменной или местной вентиляции. Выброс воздуха аварийных систем должен осуществляться с учетом возможности максимального рассеивания вредных и взрывоопасных веществ в атмосфере.
В системах вытяжной вентиляции для очистки воздуха от примесей находят применение фильтры, туманоуловители, циклоны и другие аппараты.
Для очистки воздуха от туманов кислот, щелочей, масел и других жидкостей используют волокнистые фильтры — туманоуловители. Принцип их действия основан на осаждении капель на поверхности пор с последующим стеканием жидкости по волокнам в нижнюю часть туманоуловителя. Осаждение капель жидкости происходит под действием броуновской диффузии или инерционного механизма отделения частиц загрязнителя от газовой фазы на фильтроэлементах в зависимости от скорости фильтрации.
Для индивидуальной защиты работающих от поступления токсических веществ в органы дыхания применяют респираторы и противогазы, в которых нашли применение адсорбенты.
Таблица 5. Показатели противогазовых фильтров респиратора РПГ-01.
-
Марка и класс противогазового фильтра респиратора
Цвет этикетки
Класс вредных веществ
А1
Коричневая
Органические газы и пары с температурой кипения выше 65℃
Е1
Желтая
Кислые газы и пары
К1
Зеленая
Аммиак и его органические соединения
А1 К1
Коричнево-зеленая
Органические газы и пары с температурой кипения выше 65℃, аммиак и его органические производные
А1 Е1
Коричнево-желтая
Органические газы и пары с температурой кипения выше 65℃, кислые газы и пары
А1 В1 Е1
Коричнево-серо-желтая
Органические газы и пары с температурой кипения выше 65℃, неорганические и кислые газы и пары
А1 В1 Е1 К1
Коричнево-серо-желто-зеленая
Органические газы и пары с температурой кипения выше 65℃, неорганические и кислые газы, пары, аммиак и его органические производные
Одним из эффективных путей профилактики отравлений на производстве является контроль за состоянием воздушной среды в рабочей зоне. Для веществ 1-го класса опасности он должен быть непрерывным, с применением самопишущих автоматических приборов, не только регистрирующих концентрации токсических веществ, но и в случае превышения ПДК включающих звуковые и световые сигнализаторы для принятия необходимых мер.
Периодический контроль веществ 2—4-го классов опасности осуществляется в плановом порядке (гигиеническая оценка условий труда, выявление и устранение причин выделения токсических веществ) и в некоторых экстренных ситуациях, например, при расследовании причин профессиональных отравлений и др.
Работающие с токсическими веществами проходят специальный инструктаж до поступления на работу и периодически в последующем. Они должны знать требования по безопасному ведению технологического процесса, быть осведомлены о токсических свойствах соединений, с которыми работают, ранних признаках отравления и мерах первой доврачебной помощи.
Весьма важным являются санитарные и лечебно-профилактические мероприятия. В ϰ отношении лиц, работающих с ядовитыми веществами, законодательство предусматривает ограничение рабочего дня, увеличение длительности отпуска, более ранние сроки выхода на пенсию. На ϰ ряд производств, где имеется повышенная опасность отравлений или действия ядов на специфические функции организма, не допускаются женщины и подростки.
Обязательными являются учет и регистрация профессиональных отравлений. В соответствии с Положением об особенностях расследования несчастных случаев на производстве в отдельных отраслях и организациях каждый случай отравления должен быть расследован, выявлены причины и разработаны предупреждающие действия для исключения повторения случаев отравления в дальнейшем.
Предусмотрена обязательность предварительных при поступлении на работу и последующих периодических медицинских осмотров рабочих. Цель предварительного осмотра — не допустить к работе с ядами лиц с такими заболеваниями, которые могут обостриться при поступлении в организм даже небольших количеств токсических веществ, а также такими, которые могут способствовать более быстрому возникновению отравления (например, заболевания крови при работе с бензолом, нервные заболевания при работе с марганцем и т. п.).
Для рабочих ряда производств, где возможно влияние ядов, предусмотрено дополнительное и специальное питание.
Средством повышения сопротивляемости организма ядам на некоторых химических заводах является дополнительная витаминизация рабочих. Особенно это эффективно в случаях, когда контакт с токсическими веществами ведет к гиповитаминизации, нарушению баланса того или иного витамина в организме.
Состояние вибрационной безопасности достигается применением в технических устройствах и техносфере комплекса защитных мер, направленных на достижение допустимых вибрационных воздействий на человека и различные промышленные и жилые сооружения.
Нормирование вибраций. Нормативные требования по защите от вибраций установлены ГОСТ 12.1.012—04 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования» и СанПиН 1.2.3685—21. Эти документы устанавливают классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, нормируемые параметры и их допустимые значения, а также режимы труда лиц виброопасных профессий, подвергающихся воздействию общей и локальной вибрации, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин.
Снижение виброактивности источника вибрации. Поскольку причиной вибрации являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия, то общим подходом к снижению виброактивности является уменьшение энергии возмущающих сил за счет уменьшения частоты вращения и уменьшения вращающихся масс, а также перераспределение этой энергии во времени.
К эффективным средствам снижения виброактивности источника относятся следующие способы защиты от вибрации: балансировка вращающихся частей машин; уменьшение зазоров в соединениях; повышение точности изготовления деталей; замена металлических деталей механизмов на пластмассовые с высокими демпфирующими свойствами.
Отстройка от резонансных частот. Для изменения собственной частоты f
механической системы следует изменять массу системы (обычно за счет увеличения массы) или ее жесткость за счет введения ребер жесткости и т. п.
Вибропоглощение (вибродемпфирование). Это метод виброзащиты, при котором снижение вибрации происходит за счет рассеяния энергии механических колебаний в результате необратимого преобразования ее в тепловую при деформациях, возникающих в материале, из которого изготовлена конструкция, и в местах соединения ее элементов.
Существуют и другие способы защиты от вибраций.
Защита от шума, инфразвука и ультразвука достигается применением в техносфере комплекса защитных мер, направленных на соблюдение в жизненном пространстве допустимых акустических воздействий на человека.
Таблица 6. Нормируемые параметры шума в октавных полосах частот, эквивалентных и максимальных уровней звука проникающего шума в помещениях жилых и общественных зданий для источников постоянного шума (по СанПиН 1.2.3685—21, извлечения)
-
Помещение
Уровень звука, дБА
Палаты больниц и санаториев, операционные больниц
25-35
Кабинеты врачей поликлиник, амбулаторий, диспансеров, больниц, санаториев
35
Классные помещения, учебные кабинеты, учительские комнаты, аудитории образовательных организаций, конференц-залы, читальные залы библиотек
40
Музыкальные классы
35
Жилые комнаты квартир, домов стационарных организаций социального обслуживания, организации для детей сирот и детей, оставшихся без попечения родителей, спальные помещения в школах-интернатах, дошкольных образовательных организациях, домов отдыха, пансионатов
30-40
Жилые комнаты общежитий и номера гостиниц
35-45
Залы кафе, ресторанов, столовых
55
Фойе театров и концертных залов
45
Зрительные залы театров и концертных залов
30
Многоцелевые залы
35
Спортивные залы
45
Торговые залы магазинов, пассажирские залы аэропортов и вокзалов, приемные пункты предприятий бытового обслуживания
60
Методы и средства защиты от шума подразделяются на коллеутивные и индивидуальные.
Снижение шума в источнике. Этот метод является наиболее рациональным, снижение шума проводится двумя путями: уменьшением энергии возмущающих воздействий в источнике и ослаблением его звукоизлучающей способности. В первом случае речь идет об изменении рабочих характеристик машины, делая их более плавными, уменьшении частоты вращения и скорости перемещения подвижных узлов, уменьшении зазоров, повышении точности изготовления деталей и т. д. Во втором случае подразумевается использование специальных звукопоглощающих покрытий или глушителей, ослабляющих излучение источника шума.
Звукоизоляция и звукопоглощение. Эти методы в основном реализуют для защиты от воздушного шума в помещениях. Типичные способы защиты от шума в помещениях: применение средств индивидуальной защиты, звукопоглощающие ограждения, экраны, звукопоглощающие облицовки и перегородки.
Глушители шума. Их используют для снижения воздушного шума, создаваемого газодинамическими установками, содержащими каналы с движением газа. Глушители шума разделяют на абсорбционные (диссипативные), реактивные и комбинированные. В диссипативных глушителях снижение шума достигается за счет потерь акустической энергии на трение в звукопоглощающих материалах (волокнистых или пористых поглотителях). В реактивных глушителях это уменьшение обусловливается отражением энергии набегающих звуковых волн обратно к источнику. Глушители, в которых наблюдаются и диссипация, и отражение звуковой энергии, называются комбинированными.
Средства индивидуальной защиты. Когда невозможно уменьшить шум до допустимых величин средствами коллективной защиты, используют средства индивидуальной защиты. Основное их назначение — защитить ухо человека от проникновения в него звука. К СИЗ относятся вкладыши, наушники, шлемы и костюмы.
Вкладыши. Это вставленные в слуховой канал мягкие тампоны из ультратонкого волокна, иногда пропитанные смесью воска и парафина, и жесткие вкладыши (эбонитовые, резиновые) в форме конуса. Вкладыши — это самые дешевые и компактные средства защиты от шума, но не достаточно эффективные (снижение шума на 5—20 дБ).
Наушники. Наушники плотно облегают ушную раковину и удерживаются дугообразной пружиной. Эффективность наушников определяются качеством уплотнений по краю уплотнительного ободка наушников. Широко используемые пенные наполнители не очень эффективны. Поэтому при высоких уровнях шума рекомендуется использовать жидкостное наполнение уплотнителей.
Шлемы. При воздействии шумов с высокими уровнями (более 120 дБ) вкладыши и наушники не обеспечивают необходимой защиты, так как шум действует непосредственно на мозг человека. В этих случаях применяют шлемы и противошумные костюмы, закрывающие голову и тело человека.
Защита от инфразвука. К основным мероприятиям по защите от инфразвука можно отнести: повышение быстроходности машин, что обеспечивает перевод максимума излучения энергии в область слышимых частот; повышение жесткости конструкций больших размеров; устранение низкочастотных вибраций; установка глушителей реактивного типа.
Отметим, что традиционные методы защиты от шума с помощью звукоизоляции и звукопоглощения малоэффективны при инфразвуке. Требуются очень толстые и массивные звукоизолирующие перегородки или звукопоглощающие покрытия. Поэтому основным подходом к снижению инфразвука является его уменьшение в источнике.
Защита от ультразвука. Как очень высокочастотным колебаниям, ультразвуку соответствует большой коэффициент затухания, из-за чего он распространяется в окружающей среде на небольшие расстояния, а средства защиты от него очень эффективны.
Защита от действия ультразвука через воздух может быть обеспечена: использованием в оборудовании более высоких рабочих частот, для которых допустимые уровни звукового давления выше; изготовлением оборудования, излучающего ультразвук, в звукоизолирующем исполнении (кожуха); устройством экранов, в том числе прозрачных. Стационарные ультразвуковые источники, генерирующие уровни звукового давления, превышающие нормативные значения, должны оборудоваться звукопоглощающими кожухами (экранами) и размещаться в отдельных помещениях или звукоизолирующих кабинах.
Запрещается непосредственный контакт человека с рабочей поверхностью источника ультразвука и контактной средой во время возбуждения в ней ультразвуковых колебаний. В целях исключения контакта с источниками ультразвука необходимо применять: дистанционное управление источниками ультразвука; автоблокировку (автоматическое отключение источников ультразвука) при выполнении вспомогательных операций (загрузка и выгрузка продукции, белья, медицинского инструментария, нанесения контактных смазок и др.); приспособления для удержания источника ультразвука или предметов, которые могут служить в качестве твердой контактной среды.
Для защиты рук от неблагоприятного воздействия контактного ультразвука необходимо применять рукавицы или перчатки (наружные резиновые и внутренние хлопчатобумажные).
При систематической работе с источниками контактного ультразвука в течение более 50 % рабочего времени необходимо устраивать два регламентированных перерыва: 10-минутный за 1—1,5 ч до обеденного перерыва и 15-минутный через 1—1,5 ч после обеденного перерыва для проведения физиопрофилактических процедур (тепловых гидропроцедур, массажа, ультрафиолетового облучения), а также лечебной гимнастики, витаминизации и т. п.
При использовании ультразвуковых источников, как правило, низкочастотных, в бытовых условиях (стиральные машины, охранная сигнализация, приспособления для отпугивания животных, насекомых и грызунов, устройства для резки и сварки различных материалов и др.) следует четко выполнять требования по их применению и безопасной эксплуатации, изложенные в прилагаемой к изделию инструкции.
Тема №4. Техногенные опасности (II).
План: