Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы техносферной безопасности на водном транспорте. Учебное пособие
.pdf
Глава 3. ФИЗИЧЕСКИЕ ТЕХНОГЕННЫЕ ОПАСНОСТИ
ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА
Любая деятельность человека (производственная, общественная,
бытовая) является одной из основных форм его существования. Так, например,
в процессе производственной деятельности в любой отрасли экономики, в том
числе и на ВТ, человек взаимодействует с различными элементами
производственной среды: предметами и орудиями труда, средствами
производства, состоянием воздушной среды и др. Участвуя в этом процессе,
человек подвергается преимущественно опасным техногенным факторам,
явлениям и процессам, т.е. опасностям, непосредственно связанным с природой
технологических процессов, оборудования, технических устройств
(физические, химические, биологические, психофизиологические).
Физические опасные факторы — это повышенное ионизирующее
излучение; повышенный уровень вибрация и шума; повышенный уровень
ЭМИ, рентгеновского, лазерного и ультрафиолетового излучений; повышенное
напряжение в электрических сетях; недостаточное освещение; движущиеся
машины и механизмы; незащищенные подвижные элементы
производственного оборудования; передвигающиеся изделия.
Знание закономерностей появления этих опасностей, их природы и
особенности влияния на человека, умелое применение защитных мероприятий
и средств — основа для обеспечения его безопасности на производстве и в
быту.
1. Акустический шум
Как и любое загрязнение ОС, шум чаще всего возникает там, где высока
концентрация населения. Автомобильное движение — основной источник
шума на городских улицах. Оборудование, применяемое при строительстве и
ремонте домов и дорожных покрытий, промышленные предприятия, звуковая
реклама, автомобильные сигналы и многие другие источники звука
увеличивают уровень шума на улицах.
В самих производственных и служебных помещениях, жилых домах
электрические устройства, кондиционеры, телевизоры, радио, проигрыватели и
магнитофоны нередко являются источниками повышенных шумов.
Акустическое загрязнение может определяться специальным устройством
— измерителем уровня звука, который в общих чертах имитирует устройство
человеческого уха. Прибор определяет звук по вибрации мембраны его
микрофона под воздействием звуковых волн так же, как это происходит с
барабанной перепонкой в ухе. Поскольку звук распространяется как волна,
представляющая собой периодическое сжатие и разрежение воздуха (или
другой упругой среды, которая встречается на пути), это вызывает
соответствующие изменения давления воздуха вблизи мембраны. В результате
возникает вибрация самой мембраны, трансформирующаяся в колебания
электрического тока в приборе. Сила этих колебаний регистрируется прибором
в единицах измерения, называемых децибелами (дБ). Порог слышимости для
человеческого уха — это приблизительно 0 дБ, что эквивалентно звуковому
давлению 0,0002 дины на квадратный сантиметр. Порог дискомфорта —
примерно 120 дБ, а болевой порог — 130 дБ. Обычно при изучении реакции
человека на шум применяют не шкалу, описанную выше, а ее модификацию,
так называемую шкалу А. Единицей измерения в этой шкале является дБА
Шум может неблагоприятно воздействовать на человека. Если уровень
шума высок и действие его продолжительно, это может вызвать потерю слуха.
У рабочего, день за днем стоящего за грохочущим станком, или у музыканта,
играющего в оркестре, может отмечаться постоянное снижение слуха, если он
испытывает воздействие сильного шума в течение ряда лет. Глухота издавна
считается профессиональной болезнью печатников и текстильщиков. Даже если
шум непродолжителен, например, грохот отбойного молотка, он все же
способен вызвать нарушения слуха. При этом вовсе не обязательно
подвергаться вредному воздействию каждый день.
Шум воспринимается большинством людей как нечто раздражающее и
беспокоящее, вызывая психологический и эмоциональный стресс, который с
трудом поддается измерению. Шум может вызывать общую
раздражительность, мешать нормальному сну, оказывать влияние на
эффективность труда и речевого общения. Особенно сильное раздражение
вызывает неожиданный шум, например переход через звуковой барьер
сверхзвукового самолета, а также шум, источник которого не сразу удается
установить. Возможно, в этом случае проявляется природный инстинкт
самосохранения.
Длительное воздействие шума является причиной хронического
утомления, головных болей и ощущения дискомфорта у многих людей, даже
если уровень шума ниже, чем тот, что действительно причиняет боль. Врачи
пытаются определить, как организм реагирует на шум, регистрируя показатели
кровяного давления, состояния произвольной и непроизвольной мускулатуры,
изменения характера дыхания, циркуляции крови, выделения пищеварительных
соков и других характеристик, которые свидетельствуют о повышенном
напряжении в организме. Реакция человека на шум разнообразна и сложна, а о
длительном воздействии психологического стресса, с ним связанного, известно
мало.
Существует немало социально-экономических последствий
акустического загрязнения. Звукоизоляционные системы увеличивают
стоимость зданий. Цена на жилье в районах с высоким уровнем шума падает.
Во множестве мест возникают острые конфликты с жителями из-за постройки
или расширения аэропортов, морских и речных портов — существенных
источников шума.
2. Вибрация
Вибрация — это механические колебания машин и механизмов, которые
характеризуются такими параметрами, как частота, амплитуда, колебательная
скорость, колебательное ускорение. Вибрацию порождают неуравновешенные
силовые воздействия, возникающие при работе машин.
При изучении вибраций тела человека принято выделять общую
вибрацию всего тела (передается через опорные поверхности) и локальную
(передается на руки при работе с ручными машинами).
Общую вибрацию по источнику возникновения подразделяют на три
категории: транспортную, транспортно-технологическую, технологическую.
При изучении действия вибрации на организм человека нужно учитывать,
что колебательные процессы присущи живому организму, прежде всего
потому, что они в нем постоянно протекают. Внутренние органы можно
рассматривать как колебательные системы с упругими связями. Их
собственные частоты лежат в диапазоне 3–6 Гц. При воздействии на человека
внешних колебаний таких частот происходит возникновение резонансных
явлений во внутренних органах, способных вызвать травмы, разрыв артерий,
летальный исход. Собственные частоты колебаний тела в положении лежа
составляют 3–6 Гц, стоя — 5–12 Гц, грудной клетки — 5–8 Гц. Воздействие на
человека вибраций таких частот угнетает центральную нервную систему,
вызывая чувство тревоги и страха.
Воздействие производственной вибрации на человека вызывает
изменения как физиологического, так и функционального состояния организма
человека. Изменения в функциональном состоянии организма проявляются в
повышении утомляемости, увеличении времени двигательной и зрительной
реакции, нарушении вестибулярных реакций и координации движений. Все это
ведет к снижению производительности труда. Изменения в физиологическом
состоянии организма — в развитии нервных заболеваний, нарушении функций
сердечно-сосудистой системы, нарушении функций опорно-двигательного
аппарата, поражении мышечных тканей и суставов, нарушении функций органов
внутренней секреции. Все это приводит к возникновению вибрационной болезни.
В последнее время принято различать три формы вибрационной болезни:
периферическую — возникающую от воздействия вибрации на руки (спазмы
периферических сосудов, приступы побеления пальцев рук на холоде,
ослабление подвижности и боль в руках в покое и ночное время, потеря
чувствительности пальцев, гипертрофия мышц); церебральную — от
преимущественного воздействия вибрации на весь организм человека
(общемозговые сосудистые нарушения и поражение головного мозга);
смешанную — при совместном воздействии общей и локальной вибрации.
Вредность вибрации усугубляется одновременным воздействием на
работающих пониженной температуры воздуха рабочей зоны, повышенного
уровня шума, охлаждения рук рабочего при работе с ручными машинами,
запыленности воздуха, неудобной позы и др.
Основу гигиенического нормирования вибрации составляют критерии
здоровья человека при воздействии на него вибрации с учетом напряженности
и тяжести труда. Основная цель нормирования вибрации на рабочих местах это установление допустимых значений характеристик вибрации, которые при
ежедневном систематическом воздействии в течение всего рабочего дня и
многих лет не могут вызвать существенных заболеваний организма человека и
не мешают его нормальной трудовой деятельности.
Основным документом, регламентирующим уровень вибрации на
рабочих местах, является СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация,
вибрация в помещениях жилых и общественных зданий», в котором изложены
предельно допустимые значения колебательной скорости, колебательного
ускорения и их уровней в октавных и третьоктавных полосах частот для
локальной и общей вибрации в зависимости от источника возникновения,
направления действия.
3. Инфразвук
Инфразвук — упругие волны, аналогичные звуковым, но с частотами
ниже области слышимых человеком частот.
В течение последних десятилетий резко возросло количество разного
рода машин и других источников шума, распространение портативных
радиоприемников и магнитофонов, нередко включаемых на большую
громкость, увлечение громкой популярной музыкой.
В городах каждые 5–10 лет уровень шума возрастает на 5 дБ. Следует
учитывать, что для отдаленных предков человека шум представлял собой
сигнал тревоги, указывал на возможность опасности. При этом быстро
активизировалась симпатико-адреналовая и сердечнососудистая системы,
газообмен и менялись и другие виды обмена (повышался в крови уровень
сахара, холестерина), готовя организм к борьбе или бегству. Хотя у
современного человека эта функция слуха потеряла такое практическое
значение, «вегетативные реакции борьбы за существование» сохранились. Так,
даже кратковременный шум в 60–90 дБ вызывает увеличение секреции
гормонов гипофиза, стимулирующих выработку многих других гормонов, в
частности, катехоламинов (адреналина и норадреналина), усиливается работа
сердца, суживаются сосуды, повышается артериальное давление (АД). При
этом отмечено, что наиболее выраженное повышение АД отмечается у больных
гипертонией и лиц с наследственной предрасположенностью к ней.
Под воздействием шума нарушается деятельность мозга: меняется
характер электроэнцефалограммы, снижается острота восприятия, умственная
работоспособность. Отмечено ухудшение пищеварения.
Известно, что длительное пребывание в шумной обстановке ведет к
снижению слуха. В зависимости от индивидуальной чувствительности люди
по-разному оценивают шум как неприятный и мешающий им. При этом
интересующая слушателя музыка и речь даже в 40–80 дБ могут переноситься
относительно легко. Обычно слух воспринимает колебания в пределах 16–
20000 Гц (колебаний в секунду). Важно подчеркнуть, что неприятные
последствия вызывает не только чрезмерный шум в слышимом диапазоне
колебаний. Ультра- и инфразвук в невоспринимаемых слухом человека
диапазонах (выше 20 тыс. Гц и ниже 16 Гц) также вызывает нервное
перенапряжение, недомогание, головокружение, изменение деятельности
внутренних органов, особенно нервной и сердечнососудистой систем.
Установлено, что у жителей районов, расположенных рядом с крупными
международными аэропортами, заболеваемость гипертонией отчетливо выше,
чем в более тихом районе того же города.
4. Ультразвук
Ультразвук представляет собой волнообразно распространяющееся
колебательное движение частиц среды. По частотному спектру ультразвук
разделяется на низко- (колебания 1,12∙104 – 1,0∙105 Гц) и высокочастотный
(1,0∙105 – 1,0∙109 Гц), 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, сердечнососудистой 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).
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.
5. Электромагнитные поля и излучения
Известно, что около проводника, по которому протекает ток, возникают
одновременно электрическое и магнитное поля. Если ток не меняется во
времени, эти поля не зависят друг от друга. При переменном токе магнитное и
электрическое поля связаны между собой, представляя единое электромагнитное
поле.
Электромагнитное поле обладает определённой энергией и
характеризуется электрической и магнитной напряжённостью, что необходимо
учитывать при оценке условий труда.
Источниками электромагнитных излучений служат радиотехнические и
электронные устройства, индукторы, конденсаторы термических установок,
трансформаторы, антенны, фланцевые соединения волноводных трактов,
генераторы сверхвысоких частот и др.
Современные геодезические, астрономические, гравиметрические,
аэрофотосъёмочные, морские геодезические, инженерно-геодезические,
геофизические работы выполняются с использованием приборов, работающих
в диапазоне электромагнитных волн, ультравысокой и сверхвысокой частот,
подвергая работающих опасности с интенсивностью облучения до 10 мкВт/см2.
Электромагнитные поля человек не видит и не чувствует и именно
поэтому не всегда предостерегается от опасного воздействия этих полей.
Электромагнитные излучения оказывают вредное воздействие на организм
человека. В крови, являющейся электролитом, под влиянием электромагнитных
излучений возникают ионные токи, вызывающие нагрев тканей. При
определённой интенсивности излучения, называемой тепловым порогом,
организм может не справиться с образующимся теплом.
Нагрев особенно опасен для органов со слаборазвитой сосудистой
системой с неинтенсивным кровообращением (глаза, мозг, желудок и др.). При
облучении глаз в течение нескольких дней возможно помутнение хрусталика,
что может вызвать катаракту.
Кроме теплового воздействия электромагнитные излучения оказывают
неблагоприятное влияние на нервную систему, вызывают нарушение функций
сердечнососудистой системы, обмена веществ.
Длительное воздействие электромагнитного поля на человека вызывает
повышенную утомляемость, приводит к снижению качества выполнения
рабочих операций, сильным болям в области сердца, изменению кровяного
давления и пульса.
Оценка опасности воздействия электромагнитного поля на человека
производится по величине электромагнитной энергии, поглощённой телом
человека.
Электрические поля токов промышленной частоты. Установлено, что
негативное воздействие на организм работающих оказывают и
электромагнитные поля токов промышленной частоты (характеризуются
частотой колебаний от 3 до 300 Гц). Неблагоприятные воздействия токов
промышленной частоты проявляются только при напряжённости магнитного
поля порядка 160–200 А/м. Зачастую магнитная напряжённость поля не
превышает 20–25 А/м, поэтому оценку опасности воздействия
электромагнитного поля достаточно производить по величине электрической
напряжённости поля.
Электромагнитные поля радиочастот. Источниками возникновения
электромагнитных полей радиочастот являются: радиовещание, телевидение,
радиолокация, радиоуправление, закалка и плавка металлов, сварка неметаллов,
электроразведка в геологии (радиоволновое просвечивание, методы индукции и
др.), радиосвязь и др.
Электромагнитная энергия низкой частоты 1–12 кГц широко
используется в промышленности для индукционного нагрева с целью закалки,
плавки, нагрева металла.
Энергия импульсивного электромагнитного поля низких частот
применяется для штамповки, прессовки, для соединения различных материалов,
литья и др.
При диэлектрическом нагреве (сушка влажных материалов, склейка
древесины, нагрев, термофиксация, плавка пластмасс) используются установки
в диапазоне частот от 3 до 150 МГц.
Ультравысокие частоты используются в радиосвязи, медицине,
радиовещании, телевидении и др. Работы с источниками сверхвысокой частоты
осуществляются в радиолокации, радионавигации, радиоастрономии и др.
По субъективным ощущениям и объективным реакциям организма
человека не наблюдается особых различий при воздействии всего диапазона
радиоволн ВЧ, УВЧ и СВЧ, но более характерны проявления и неблагоприятны
последствия воздействий СВЧ электромагнитных волн.
Наиболее характерными при воздействии радиоволн всех диапазонов
являются отклонения от нормального состояния центральной нервной системы
и сердечнососудистой системы человека. Общим в характере биологического
действия электромагнитных полей радиочастот большой интенсивности
является тепловой эффект, который выражается в нагреве отдельных тканей
или органов. Особенно чувствительны к тепловому эффекту хрусталик глаза,
желчный пузырь, мочевой пузырь и некоторые другие органы.
Субъективными ощущениями облучаемого персонала являются жалобы
на частую головную боль, сонливость или бессонницу, утомляемость, вялость,
слабость, повышенную потливость, потемнение в глазах, рассеянность,
головокружение, снижение памяти, беспричинное чувство тревоги, страха и др.
К числу перечисленных неблагоприятных воздействий на человека
следует добавить мутагенное действие, а также временную стерилизацию при
облучении интенсивностями выше теплового порога.
Для оценки потенциальных неблагоприятных воздействий
электромагнитных волн радиочастот приняты допустимые энергетические
характеристики электромагнитного поля для различного диапазона частот —
электрическая и магнитная напряжённости, плотность потока энергии.
6. Ионизирующее излучение
Ионизирующее излучение — в самом общем смысле — различные виды
микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество. В более
узком смысле к ионизирующему излучению не относят ультрафиолетовое
излучение и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных
случаях также может быть ионизирующим. Излучение микроволнового и
радиодиапазонов не является ионизирующим.
Наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения:
коротковолновое электромагнитное излучение (рентгеновское и гамма-
излучения), потоки заряженных частиц: бета-частиц (электронов и
позитронов), альфа-частиц (ядер атома гелия-104), протонов, других ионов, а
также нейтронов.
При рассмотрении данного фактора возникает естественный вопрос: что
такое радиоактивность?
Радиоактивность — неустойчивость ядер некоторых атомов,
проявляющаяся в их способности к самопроизвольным превращениям
(распаду), сопровождающимся испусканием ионизирующего излучения или
радиацией. Радиация, или ионизирующее излучение — это частицы и гаммакванты, энергия которых достаточно велика, чтобы при воздействии на
вещество создавать ионы. Организм человека реагирует на радиацию, а не на
ее источник. Те источники радиации, которыми являются радиоактивные
вещества, могут проникать в организм с пищей и водой (через кишечник),
через легкие (при дыхании) и, в незначительной степени, через кожу, а также
при медицинской радиоизотопной диагностике. В этом случае говорят о
внутреннем облучении.
Кроме того, человек может подвергнуться внешнему облучению от
источника радиации, который находится вне его тела. Так, ликвидаторы
аварии на ЧАЭС в основном были подвергнуты внешнему облучению.
Радиацию нельзя вызвать с помощью химических реакций. Радиацию
создают радиоактивные вещества или специально сконструированное
оборудование. Сама же радиация, воздействуя на организм, не образует в нем
радиоактивных веществ, и не превращает его в новый источник радиации.
Таким образом, человек не становится радиоактивным после
рентгеновского или флюорографического обследования. Исключением
является ситуация, при которой в организм намеренно вводятся
радиоактивные препараты (например, при радиоизотопном обследовании
щитовидной железы), и человек на небольшое время становится источником
радиации. Однако препараты такого рода специально выбираются так, чтобы
быстро терять свою радиоактивность за счет распада, и интенсивность
радиации быстро спадает. Конечно, можно «испачкать» тело или одежду
радиоактивной жидкостью, порошком или пылью. Тогда некоторая часть
такой радиоактивной «грязи», вместе с обычной грязью, может быть передана
при контакте другому человеку. В отличие от болезни, которая, передаваясь от
человека к человеку, воспроизводит свою вредоносную силу (и даже может
привести к эпидемии), передача радиоактивной «грязи» приводит к ее
быстрому разбавлению до безопасных пределов.
Человеческие органы чувств не способны обнаружить радиацию и
различить, является ли материал радиоактивным или нет. Однако существуют
приборы, которые в состоянии обнаружить и измерить радиацию точно и
надежно.
Ионизирующее излучение измеряется в международных единицах Грей
и Зиверт. Количество радиации, или «доза облучения», полученная человеком,
определяется количеством энергии, поглощенной тканью тела, и выражается в
Греях. Однако равная экспозиция различных типов радиации необязательно
производит равные биологические эффекты. Один Грей альфа-излучения,
например, будет давать больший эффект, чем один Грей бета-излучения.
Поэтому, когда говорят о биологическом воздействий ионизирующего
излучения, радиацию выражают в единицах, называемых Зивертами. Один
Зиверт радиации оказывает одинаковый биологический эффект независимо от
типа радиации. Меньшие количества выражаются в «миллиЗивертах» (одна
тысячная часть Зиверта) или «микро Зивертах» (одна миллионная часть
Зиверта).
Заряженные частицы очень сильно взаимодействуют с веществом,
поэтому, с одной стороны, даже одна альфа-частица при попадании в живой
организм может уничтожить или повредить очень много клеток, но, с другой
стороны, по той же причине, достаточной защитой от альфа- и бета-излучения
является любой, даже очень тонкий слой твердого или жидкого вещества,
например, обычная одежда (если, конечно, источник излучения находится
снаружи). Следует различать радиоактивность и радиацию.
Источники радиации — радиоактивные вещества или ядернотехнические установки (реакторы, ускорители, рентгеновское оборудование и
т.п.) — могут существовать значительное время, а радиация существует лишь
до момента своего поглощения в каком-либо веществе. В таблице Менделеева
более 100 химических элементов и почти каждый из них представлен смесью
стабильных и радиоактивных атомов, которые называют изотопами данного
элемента. Известно около 2000 изотопов, из которых около 300 —
стабильные. Например, у первого элемента таблицы Менделеева — водорода
— существуют следующие изотопы: — водород Н-1 (стабильный), дейтерий
Н-2 (стабильный), тритий Н-3 (радиоактивный, период полураспада 12 лет).
Радиоактивные изотопы обычно называют радионуклидами. Для
измерения активности радионуклидов в радиоактивном источнике
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]