Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность жизнедеятельности. Часть 1. Курс лекций
.pdf
111
Санитарные нормы и правила регламентируют предельно допустимые
уровни вибрации, меры по снижению вибрации и лечебно-профилактические
мероприятия. Санитарными правилами предусматривается ограничение
продолжительности контакта человека с виброопасным оборудованием.
Механические колебания в упругих средах вызывают распространение в
этих средах упругих волн, называемых акустическими колебаниями. Сжатия
и разрежения среды, возникающие вследствие колебаний источника звука,
через некоторое время достигают человеческого уха и, заставляя барабанную
перепонку совершать вынужденные колебания, вызывают у человека
определенные слуховые ощущения.
Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает как
слышимые, так и неслышимые колебания упругих сред. Акустические
колебания в диапазоне 16 Гц – 20000 Гц, воспринимаемые человеком с
нормальным слухом, называют звуковыми, с частотой менее 16 Гц –
инфразвуковыми, выше 20 кГц – ультразвуковыми. Распространяясь в
пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле. Скорость
звука в воздухе при нормальных условиях составляет 330 м/с, в воде около
1400 м/с, в стали порядка 5000 м/с.
Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком
диапазоне частот и интенсивностей. При восприятии человеком звуки
различают по высоте и громкости. Высота звука определяется частотой
колебаний: чем больше частота колебаний, тем выше звук. Громкость звука
определяется его интенсивностью, выражаемой в ВТ/м2. Единица измерения
громкости в логарифмической шкале называется децибелом (дБ). Она
примерно соответствует минимальному приросту силы звука, различаемому
ухом. Область слышимости звуков ограничена двумя пороговыми кривыми:
нижняя – порог слышимости, верхняя – порог болевого ощущения. Порог
слуха молодого человека составляет 0 дБ на частоте 1000 Гц. Болевым
порогом принято считать звук с уровнем порядка 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 – совокупность звуков различной частоты и интенсивности,
беспорядочно изменяющихся во времени. Источником шума является любой
процесс, вызывающий местное изменение давления или механические
колебания в твердых, жидких или газообразных средах. Действие его на
организм человека связано главным образом с применением нового,
высокопроизводительного оборудования, с механизацией и автоматизацией
трудовых процессов: переходом на большие скорости при эксплуатации
112
различных станков и агрегатов. Источником шума могут быть двигатели,
насосы, компрессоры, турбины, пневматические и электрические
инструменты, молоты, дробилки, станки, центрифуги, бункеры и другие
установки, имеющие движущиеся детали. Например, при запуске реактивных
двигателей самолетов уровень шума колеблется от 120 до 140 дБ, при клепке
и рубке листовой стали – от 118 до 130 дБ, работе деревообрабатывающих
станков – от 100 до 120 дБ, ткацких станков – до 105 дБ. Кроме того, за
последние годы в связи со значительным развитием городского транспорта,
возросла интенсивность шума и в быту, поэтому как неблагоприятный
фактор он приобрел большое социальное значение.
Для нормального существования, чтобы не ощущать себя
изолированным от мира, человеку нужен шум в 10-20 дБ. Это шум листвы,
парка или леса. Окружающие человека шумы имеют разную интенсивность:
разговорная речь – 50-60 дБ, автосирена – 100 дБ, шум двигателя легкового
автомобиля – 80 дБ, громкая музыка – 70 дБ, шум от движения трамвая – 7080 дБ, шум в обычной квартире – 30-40 дБ.
К физическим характеристикам шума относятся: частота, звуковое
давление, уровень звукового давления.
По частотному диапазону шумы подразделяются на низкочастотные – до
350 Гц, среднечастотные – 350-800 Гц и высокочастотные – выше 800 Гц.
По характеру спектра шумы бывают широкополосные, с непрерывным
спектром и тональные, в спектре которых имеются слышимые тона.
По временным характеристикам шумы бывают постоянные,
прерывистые, импульсные, колеблющиеся во времени.
Интенсивный шум на производстве способствует снижению внимания и
увеличению числа ошибок при выполнении работы, исключительно сильное
влияние оказывает шум на быстроту реакции, сбор информации и
аналитические процессы, из-за шума снижается производительность труда и
ухудшается качество работы.
Шум оказывает влияние на весь организм человека: угнетает ЦНС,
вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению
обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, может
приводить к профессиональным заболеваниям. Ишемическая болезнь сердца,
гипертоническая болезнь, повышенное содержание холестерина в крови
встречаются чаще у лиц, проживающих в шумных районах.
Шум с уровнем звукового давления до 30-35 дБ привычен для человека
и не беспокоит его. Это естественный шумовой фон, без которого
невозможна человеческая жизнь. Повышение этого уровня до 40-70 дБ в
условиях среды обитания создает значительную нагрузку на нервную
113
систему, вызывая ухудшение самочувствия, и при длительном действии
может быть причиной неврозов. Воздействия шума уровня свыше 75 дБ
может привести к потере слуха – профессиональной тугоухости. Звук
интенсивностью порядка 140 дБ вызывает у человека болевое ощущение, а
150 дБ – становится для него непереносимым. При дальнейшем повышении
уровня шума возможен разрыв барабанных перепонок и даже смерть [13].
Недаром в средние века существовала казнь «под колоколом». Звон колокола
медленно убивал человека.
Специфическое шумовое воздействие, сопровождающееся
повреждением слухового анализатора, проявляется медленно
прогрессирующим снижением слуха. У некоторых лиц серьезное шумовое
повреждение слуха может наступить в первые месяцы воздействия, у других
– потеря слуха развивается постепенно, в течение всего периода работы на
производстве. Снижение слуха на 10 дБ практически неощутимо, на 20 дБ –
начинает серьезно мешать человеку, так как нарушается способность
слышать важные звуковые сигналы, наступает ослабление разборчивости
речи.
Последовательность, с которой происходит утрата слуха, сейчас хорошо
изучена. Сначала интенсивный шум вызывает временную потерю слуха. В
нормальных условиях через день или два слух восстанавливается. Но если
воздействие шума продолжается месяцами или, как это имеет место в
промышленности, годами, восстановление не происходит, и временный
сдвиг порога слышимости превращается в постоянный. Начальные
проявления профессиональной тугоухости чаще всего встречаются у лиц со
стажем работы в условиях шума около 5 лет. Риск потери слуха у
работающих при десятилетней продолжительности воздействия шума
составляет 10% при уровне 90 дБ, 29% - при 100 дБ и 55% - при 110 дБ.
Адаптация к шуму рассматривается как защитная реакция слухового
анализатора на акустический раздражитель, а утомление является
предпатологическим состоянием, которое при отсутствии длительного
отдыха может привести к стойкому снижению слуха. Развитию начальных
стадий профессионального снижения слуха могут предшествовать ощущение
звона в ушах, головокружение, головная боль. Восприятие разговорной и
шепотной речи в этот период не нарушается.
Критерием профессионального снижения слуха принят показатель
средней арифметической величины снижения слуха в речевом диапазоне,
равный 11 дБ и более. Помимо патологии органа слуха при воздействии
шума наблюдаются отклонения в состоянии вестибулярной функции, а также
общие неспецифические изменения в организме: рабочие жалуются на
114
головные боли, головокружения, боли в области сердца, повышение
артериального давления, боли в области желудка и желчного пузыря,
изменение кислотности желудочного сока. Шум вызывает снижение функции
защитных систем и общей устойчивости организма к внешним воздействиям.
Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека.
По данным австрийских исследователей, это сокращение колеблется в
пределах 8-12лет. Чрезмерный шум может стать причиной нервного
истощения, психической угнетенности, вегетативного невроза, язвенной
болезни, расстройства эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Шум
мешает людям работать и отдыхать, снижает производительность труда.
Наиболее чувствительны к действию шума лица старших возрастов. Так,
в возрасте до 27 лет на шум реагируют 46% людей, в возрасте 28-37 лет –
57%, в возрасте 38-57 лет – 62%, а в возрасте 58 лет и старше – 72%. Большое
число жалоб на шум у пожилых людей, очевидно, связано с возрастными
особенностями и состоянием центральной нервной системы этой группы
населения.
Шум в значительной мере нарушает сон. Крайне неблагоприятно
действуют прерывистые, внезапно возникающие шумы, особенно в вечерние
и ночные часы, на только что заснувшего человека. Внезапно возникающий
во время сна шум нередко вызывает сильный испуг, особенно у больных
людей и у детей. Шум уменьшает продолжительность и глубину сна. Под
влиянием шума уровнем 50 дБ срок засыпания увеличивается на час и более,
сон становится поверхностным, после пробуждения люди чувствуют
усталость, головную боль, а нередко и сердцебиение.
Отсутствие нормального отдыха после трудового дня приводит к тому,
что естественно развивающееся в процессе работы утомление не исчезает, а
постепенно переходит в хроническое переутомление, которое способствует
развитию ряда заболеваний, таких как расстройство центральной нервной
системы, гипертоническая болезнь.
Для защиты людей от вредного влияния шума необходима
регламентация его интенсивности, спектрального состава, времени действия
и других параметров. При гигиеническом нормировании в качестве
допустимого устанавливают такой уровень шума, влияние которого в
течение длительного времени не вызывает изменений во всем комплексе
физиологических показателей, отражающих реакции наиболее
чувствительных к шуму систем организма. В основу гигиенически
допустимых уровней шума положены фундаментальные физиологические
исследования по определению действующих и пороговых уровней шума.
115
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 заданий и на территории жилой застройки».
Эффективная защита работающих от неблагоприятного влияния шума
требует осуществления комплекса организационных, технических и
медицинских мер на этапах проектирования, строительства и эксплуатации
производственных предприятий, машин и оборудования. В целях повышения
эффективности борьбы с шумом введены обязательный гигиенический
контроль объектов, генерирующих шум, регистрация физических факторов,
оказывающих вредное воздействие на окружающую среду и отрицательно
влияющих на здоровье людей.
Эффективным путем решения проблемы борьбы с шумом является
снижение его уровня в самом источнике за счет изменения технологии и
конструкции машин. К мерам этого типа относятся: замена шумных
процессов бесшумными, ударных – безударными, например, замена клепки –
пайкой, ковки и штамповки - обработкой давлением; замена металла в
некоторых деталях незвучными материалами; применение виброизоляции,
глушителей, демпфирования, звукоизолирующих кожухов и другие. При
невозможности снижения шума оборудование, являющееся источником
повышенного шума, устанавливают в специальные помещения, а пульт
дистанционного управления размещают в малошумном помещении. В
некоторых случаях снижение уровня шума достигается применением
звукопоглощающих пористых материалов, покрытых перфорированными
листами алюминия, пластмасс. При необходимости повышения
коэффициента звукопоглощения в области высоких частот
звукоизолирующие слои покрывают защитной оболочкой с мелкой и частой
перфорацией, применяют также штучные звукопоглотители в виде конусов,
кубов, закрепленных над оборудованием, являющимся источником
повышенного шума. Большое значение в борьбе с шумом имеют
архитектурно-планировочные и строительные мероприятия.
Инфразвук. Упругие волны с частотой менее 16 Гц называют
инфразвуком. Медицинские исследования показали опасность
инфразвуковых колебаний для живых организмов. Невидимые и
неслышимые волны вызывают у человека чувство глубокой подавленности и
необъяснимого страха. Особенно опасен инфразвук с частотой около 8 Гц изза его возможного резонансного совпадения с ритмом биотоков мозга.
Инфразвук вреден во всех случаях – слабый действует на внутреннее
ухо и вызывает симптомы морской болезни, сильный заставляет внутренние
116
органы вибрировать, вызывает их повреждение и даже остановку сердца. При
колебаниях средней интенсивности 110-150 дБ наблюдаются внутренние
расстройства органов пищеварения и мозга с самыми различными
последствиями, обмороками, общей слабостью. Инфразвук средней силы
может вызвать слепоту.
Для инфразвука характерно малое поглощение. Двигаясь со скоростью
330 м/c в воздухе и 1650 м/с в воде, инфразвук на расстояниях, исчисляемых
сотнями километров, ослабляется незначительно. Поэтому инфразвуковые
волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень
большие расстояния.
Наиболее мощными источниками инфразвука являются реактивные
двигатели. Наибольшую интенсивность инфразвуковых колебаний создают
машины и механизмы, имеющие поверхности больших размеров,
совершающие низкочастотные механические колебания или турбулентные
потоки газов и жидкостей. Максимальные уровни низкочастотных
акустических колебаний от промышленных и транспортных источников
достигают 100-110 дБ [13].
Естественные источники инфразвука – действие ветра и волн на
разнообразные природные объекты и сооружения.
В обычных условиях городской и производственной среды уровни
инфразвука не велики, но даже слабый инфразвук от городского транспорта
входит в общий шумовой фон города и служит одной из причин нервной
усталости жителей больших городов. При воздействии инфразвука с уровнем
105 дБ у людей отмечены психофизиологические реакции в форме
повышения тревожности и неуверенности, эмоциональной неустойчивости.
Уровень инфразвука в условиях городской среды и на рабочих местах
ограничивается санитарными нормами.
Ультразвук. Упругие колебания с частотой более 16000 Гц называются
ультразвуком. Мощные ультразвуковые колебания с частотой 18-30 кГц и
высокой интенсивности используются в производстве для технологических
целей: очистка деталей, сварка, пайка металлов, сверления. Более слабые
ультразвуковые колебания используются в дефектоскопии, в диагностике,
для исследовательских целей.
Под влиянием ультразвуковых колебаний в тканях организма
происходят сложные процессы: образование внутритканевого тепла в
результате трения частиц между собой, расширение кровеносных сосудов и
усиление кровотока по ним; усиление биохимических реакций, раздражение
нервных окончаний.
117
Эти свойства ультразвука используются в ультразвуковой терапии на
частотах 800-1000 кГц при невысокой интенсивности 80-90 дБ, улучшающей
обмен веществ и снабжение тканей кровью.
Повышение интенсивности ультразвука и увеличение длительности его
воздействия могут приводить к чрезмерному нагреву биологических
структур и их повреждению, что сопровождается функциональным
нарушением нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем,
изменением свойств и состава крови. Ультразвук может разрывать
молекулярные связи – так, молекула воды распадается на свободные
радикалы OH и H, что является причиной окисляющего действия
ультразвука. Таким же образом происходит расщепление ультразвуком
высокомолекулярных соединений. Поражающее действие ультразвук
оказывает при интенсивности 120 дБ.
При непосредственном контакте человека со средами, по которым
распространяется ультразвук, возникает его контактное действие на организм
человека. При этом поражается периферическая нервная система и суставы в
местах контакта, нарушается капиллярное кровообращение в кистях рук,
снижается болевая чувствительность. Установлено, что ультразвуковые
колебания, проникая в организм, могут вызвать серьезные местные
изменения в тканях – воспаление, кровоизлияния, некроз (гибель клеток и
тканей). Степень поражения зависит от интенсивности и длительности
действия ультразвука, а также от присутствия других негативных факторов.
1.3. Электромагнитные поля и излучения
Существование человека в любой среде связано с воздействием на него
и среду обитания электромагнитных полей. В случаях неподвижных
электрических зарядов люди имеют дело с электростатическими полями. При
трении диэлектриков на их поверхности появляются избыточные заряды, на
сухих руках накапливаются электрические заряды, создающие потенциал до
500 вольт. Земной шар заряжен отрицательно так, что между поверхностью
Земли и верхними слоями атмосферы разность потенциалов составляет
400000 вольт. Это электростатическое поле создает между двумя уровнями,
отстоящими на рост человека разность потенциалов, порядка 200 вольт,
однако человек этого не ощущает, так как хорошо проводит электрический
ток и все точки его тела находятся под одним потенциалом.
При своем движении облака заряжаются в результате трения. Различные
части грозового облака несут заряды различных знаков. Чаще всего нижняя
часть облака заряжена отрицательно, а верхняя – положительно. Если облака
118
сближаются разноименно заряженными частями, между ними проскакивает
молния – электрический разряд. Проходя над Землей, грозовое облако
создает на ее поверхности большие наведенные заряды. Разность
потенциалов между облаком и Землей достигает огромных значений,
измеряемых сотнями миллионов вольт, и в воздухе возникает сильное
электрическое поле. При благоприятных условиях происходит пробой.
Молния иногда поражает людей и вызывает пожары.
Наряду с естественными статическими электрическими полями в
условиях техносферы и в быту человек подвергается воздействию
искусственных статических электрических полей. Они обусловлены все
более возрастающим применением для изготовления предметов домашнего
обихода, обуви, одежды, для отделки интерьеров жилых и общественных
зданий, для изготовления строительных деталей, аппаратуры, инструментов
различных полимерных материалов, являющихся диэлектриками.
При трении диэлектриков, в результате разделения зарядов, на их
поверхности могут появляться значительные нескомпенсированные
положительные или отрицательные заряды. Величина заряда определяется
видом диэлектрика. Особенно сильно, например, электризуется полиэтилен.
Электрические поля от избыточных зарядов на предметах, одежде, теле
человека оказывают большую нагрузку на нервную систему человека.
Исследования показывают, что наиболее чувствительны к
электростатическим полям центральная нервная система и сердечнососудистая система организма. Установлено также благотворное влияние на
самочувствие снятие избыточного электростатического заряда с тела
человека (заземление, хождение босиком).
При функциональных заболеваниях нервной системы применяют
лечение постоянным электрическим полем. Под действием внешнего строго
дозированного электрического поля происходит протекание зарядов в тканях
организма, что улучшает окислительно-восстановительные процессы, лучше
используется кислород, заживают раны.
Постоянные магнитные поля в обычных условиях не представляют
опасности и находят применение в различных приборах магнитотерапии.
При ускоренном движении электрических зарядов возникают
электромагнитные волны. Электромагнитные волны – это взаимосвязанное
распространение в пространстве изменяющихся электрического и
магнитного полей. Совокупность этих полей, неразрывно связанных друг с
другом, называется электромагнитным полем, несмотря на то, что длина
электромагнитных волн и их свойства различны, все они, начиная от
радиоволн и заканчивая гамма-излучением, - одной физической природы.
119
Исследованный в настоящее время диапазон электромагнитных волн
состоит из волн с длинами, соответствующими частотам от 103 до 1024 Гц. По
мере убывания длины волны в диапазон включаются радиоволны,
инфракрасное излучение, видимый свет (световые лучи), ультрафиолетовое
излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение.
Источниками электромагнитных полей являются атмосферное
электричество, космические лучи, излучение солнца, а также искусственные
источники: различные генераторы, трансформаторы, антенны, лазерные
установки, микроволновые печи, мониторы компьютеров и т.д. На
предприятиях источниками электромагнитных полей промышленной частоты
являются высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), измерительные
приборы, устройства защиты и автоматики, соединительные шины и другое
оборудование.
Спектр электромагнитных полей включает низкие частоты до 3 Гц,
промышленные частоты от 3 до 300 Гц, радиочастоты от 30 Гц до 300 МГц, а
также относящиеся к радиочастотам ультравысокие (УВЧ) частоты от 30
до 300 Мгц и сверхвысокие (СВЧ) частоты от 300 МГц до 300 ГГц.
Электромагнитное излучение радиочастот широко используется в связи,
телерадиовещании, в медицине, радиолокации, радионавигации и др.
Электромагнитная волна, распространяясь в неограниченном
пространстве со скоростью света, создает переменное электромагнитное
поле, которое способно воздействовать на заряженные частицы и токи, в
результате чего происходит превращение энергии поля в другие виды
энергии.
Количественной характеристикой электромагнитного поля является
напряженность электрического поля Е (размерность – вольт на метр, или,
сокращенно, В/м) и напряженность магнитного поля Н (размерность – ампер
на метр, или, сокращенно, А/м).
Перемещенные электромагнитные поля способны оказывать негативное
воздействие на организм человека, последствия которого зависят от
напряженности электрического и магнитного полей, частоты излучения,
плотности тока энергии, размера облучаемой поверхности тела человека и
индивидуальных способностей его организма. Ткани человеческого
организма поглощают энергию электромагнитного поля, в результате этого
происходит нагрев тела человека. Интенсивнее всего электромагнитные поля
воздействуют на органы и ткани с большим содержанием воды: мозг,
желудок, желчный и мочевой пузырь, почки. При воздействии
электромагнитного поля на глаза человека возможно помутнение хрусталика
(катаракта).
120
Как известно, человеческий организм обладает свойством
терморегуляции, т.е. поддержания постоянной температуры тела. При
нагреве человеческого организма в электромагнитном поле происходит отвод
избыточной теплоты до плотности потока энергии I=10 мВт/см2. Эта
величина называется тепловым порогом, начиная с которого система
терморегуляции не справляется с отводом генерируемого тепла, происходит
перегрев организма человека, что негативно сказывается на его здоровье.
Воздействие электромагнитных полей с интенсивностью, меньшей
теплового порога, также небезопасно для здоровья человека. Оно нарушает
функции сердечно-сосудистой системы, ухудшает обмен веществ, приводит к
изменению состава крови, снижает биохимическую активность белковых
молекул, понижает иммунитет. При длительном воздействии на работающих
электромагнитного излучения различной частоты возникают повышенная
утомляемость, сонливость или нарушение сна, боли в области сердца,
торможение рефлексов и т.д.
Действию электромагнитных полей промышленной частоты человек
подвергается в производственной, городской и бытовой зонах. Санитарными
нормами установлены предельно допустимые уровни напряженности
электрического поля внутри жилых зданий, на территории жилой зоны.
Люди, страдающие от нарушений сна и головных болей, должны перед сном
убирать или отключать от сети электрические приборы, генерирующие
электромагнитные поля.
Нормирование ЭПМ промышленной частоты осуществляют по
предельно допустимым уровням напряженности электрического и магнитных
полей частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в нем.
Пребывание в электрическом поле (ЭП) напряженностью до 5 кВ/м
включительно допускается в течение всего рабочего дня. Допустимое время
(ч) пребывания в ЭП напряженностью 5-20 кВ/м
Т=50/Е-2,
где Е – напряженность воздействующего ЭП в контролируемой зоне,
кВ/м.
Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано
одноразово или дробно в течение всего рабочего дня. В остальное рабочее
время напряженность ЭП не должна превышать 5 кВ/м. При напряженности
ЭП 20-25 кВ/м время пребывания персонала в ЭП не должно превышать
10 минут. Предельно допустимый уровень напряженности ЭП
устанавливается равным 25 кВ/м [13].
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]