умк_Чеботарев_ч

ощущений, связанных с микроклиматом, теплоотдача конвекцией составляет 25 – 30 %, излучением – 45 %, испарением – 20 – 25 %. При изменении температуры, влажности, скорости движения воздуха, характера выполняемой работы эти соотношения существенно меняются. При температуре воздуха 30 °С отдача теплоты испарением становится равной суммарной отдаче теплоты излучением и конвекцией. При температуре воздуха более 36 °С отдача теплоты происходит уже полностью за счет испарения. При испарении 1 г воды организм теряет около 2,5 кДж теплоты. Испарение происходит, главным образом, с поверхности тела, в значительно меньшей степени – через дыхательные пути (10 – 20 %). При нормальных условиях с потом организм теряет в сутки около 0,6 л жидкости. При тяжелой физической работе при температуре воздуха более 30 °С количество теряемой организмом жидкости может достичь 10 – 12 л. При интенсивном потоотделении, если пот не успевает испариться, наблюдается выделение его в виде капель. При этом влага на коже не только не способствует отдаче теплоты, а, наоборот, препятствует этому. Такое потоотделение ведет только к потере воды и солей, но не выполняет основную функцию – усиление отдачи теплоты.

Значительное отклонение микроклимата рабочей зоны от оптимально-

го может быть причиной ряда физиологических нарушений в орга-

низме работающих, привести к резкому снижению работоспособности и даже к профессиональным заболеваниям.

При температуре воздуха более 30 °С и значительном тепловом излучении от нагретых поверхностей наступает нарушение терморегуляции организма, что может привести к перегреву организма, особенно если потеря пота в смену приближается к 5 л. Наблюдается нарастающая слабость, головная боль, шум в ушах, искажение цветового восприятия (окраска всего в красный или зеленый цвет), тошнота, рвота, повышается температура тела. Дыхание и пульс учащаются, артериальное давление вначале возрастает, затем падает. В тяжелых случаях наступает тепловой, а при работе на открытом воздухе – солнечный удар. Возможна судорожная болезнь, являющаяся следствием нарушения водно-солевого баланса и характеризующаяся слабостью, головной болью, резкими судорогами, преимущественно в конечностях. Обезвоживание организма вызывает сгущение крови, ухудшается питание тканей и органов. В настоящее время в производственных условиях такие тяжелые формы перегревов практически не встречаются. При длительном воздействии теплового излучения может развиться профессиональная катаракта.

131

Но даже если не возникают такие болезненные состояния, перегрев организма сильно сказывается на состоянии нервной системы и работоспособности человека. Исследованиями, например, установлено, что к концу 5-часового пребывания в зоне с температурой воздуха около 31 °С и влажностью 80 – 90 % работоспособность снижается на 62 %. Значительно снижается мышечная сила рук (на 30 – 50 %), уменьшается выносливость к статическому усилию, примерно в 2 раза ухудшается способность к тонкой координации движений. Производительность труда снижается пропорционально ухудшению метеорологических условий.

Длительное и сильное воздействие низких температур может вызвать различные неблагоприятные изменения в организме человека. Местное и общее охлаждение организма является причиной многих заболеваний. Любая степень охлаждения характеризуется снижением частоты сердечных сокращений и развитием процессов торможения в коре головного мозга, что ведет к уменьшению работоспособности. Отморожение может наступить даже при положительной температуре +3 – 7 ºС. Ему больше всего подвержены пальцы, кисти, стопы, уши, нос. В особо тяжелых случаях воздействие низких температур может привести к обмо-

рожениям и даже смерти.

Наибольший процент обморожений и смертей в результате переохлаждения тела человека наблюдается при сочетании низкой температуры воздуха, высокой влажности и большой подвижности воздуха (ветре). Это объясняется тем, что влажный воздух лучше проводит теплоту, а ветер способствует повышению теплоотдачи конвекцией.

Переохлаждения вызывают заболевания периферической нервной системы, радикулит, невралгии лицевого и других нервов, обострения суставного и мышечного ревматизма, плеврит, бронхит и др. заболевания.

Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяных паров.

Различают:

1)абсолютную;

2)максимальную;

3)относительную влажность воздуха.

Абсолютная влажность (А) – это масса водяных паров, содержащихся в данный момент в определенном объеме воздуха.

Максимальная (М) – максимально возможное содержание водяных паров в воздухе при данной температуре (состояние насыщения).

132

Относительная влажность (В) определяется отношением абсолютной влажности А к максимальной М и выражается в %:

Физиологически оптимальной является относительная влажность в пределах 40 – 60 %. Повышенная влажность воздуха (более 75 – 85 %) в сочетании с низкими температурами оказывает значительное охлаждающее действие, а в сочетании с высокими способствует перегреванию организма. Относительная влажность менее 25 % также неблагоприятна для человека, так как приводит к высыханию слизистых оболочек и снижению защитной деятельности мерцательного эпителия верхних дыхательных путей.

В зависимости от относительной влажности производственные помещения классифицируются:

1)как сухие – относительная влажность не превышает 60 %;

2)как влажные – относительная влажность от 60 до 75 %;

3)как сырые – относительная влажность более 75 %;

4)как особо сырые – относительная влажность приближается к 100 %.

Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека, положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно при низких. Человек начинает ощущать движение воздуха при его скорости примерно 0,1 м/с. Легкое движение воздуха при обычных температурах способствует хорошему самочувствию, сдувая обволакивающий человека насыщенный водяными парами и перегретый слой воздуха. В то же время большая скорость движения воздуха, особенно в условиях низких температур, вызывает увеличение теплопотерь конвекцией и испарением и ведет к сильному охлаждению организма. Особенно неблагоприятно действует сильное движение воздуха при работах на открытом воздухе в зимних условиях.

Тепловое излучение свойственно любым телам, температура которых выше абсолютного нуля. Тепловое воздействие облучения на организм человека зависит от длины волны и интенсивности потока излучения, величины облучаемого участка тела, длительности облучения, угла падения лучей, вида одежды человека. Наибольшей проникающей способностью обладают красные лучи видимого спектра и короткие инфракрасные лучи с длиной волны 0,78 – 1,4 мкм, которые плохо задерживаются кожей и глубоко проникают в биологические ткани, вызывая повышение их температуры, например, длительное облучение такими лучами глаз ведет к

133

помутнению хрусталика (профессиональной катаракте). Инфракрасное излучение вызывает также в организме человека различные биохимические и функциональные изменения.

В производственных условиях встречается тепловое излучение в диапазоне длин волн от 100 нм до 500 мкм. В горячих цехах это в основном инфракрасная радиация с длиной волны до 10 мкм. Интенсивность облучения рабочих горячих цехов меняется в широких пределах: от нескольких десятых долей до 5,0 – 7,0 кВт/м2.

Допустимый для человека уровень интенсивности теплового облучения на рабочих местах составляет 0,35 кВт/м2.

При систематических перегревах организма человека отмечается повышенная восприимчивость его к простудным заболеваниям.

1.9. Способы нормализации микроклимата производственных помещений

Для обеспечения нормальных метеоусловий и поддержания теп-

лового равновесия тела человека и окружающей среды проводится ряд мероприятий, основными из которых являются следующие:

–механизация и автоматизация тяжелых и трудоемких работ;

–дистанционное управление теплоизлучающими процессами и аппаратами;

–рациональное размещение и теплоизоляция оборудования, аппаратов, коммуникаций и других источников, излучающих на рабочем месте конвекционное и лучистое тепло;

–рациональные объемно-планировочные и конструктивные решения производственных зданий;

–внедрение более рациональных технологических процессов и оборудования;

–рационализация режимов труда и отдыха;

–использование средств индивидуальной защиты. Теплоизлучающее оборудование необходимо располагать так, чтобы

исключить совмещение потоков лучистой энергии на рабочих местах. Теплоизоляция должна осуществляться с таким расчетом, чтобы температура наружных стенок теплоизлучающего оборудования не превышала 45 °С.

Для поддержания параметров метеорологических условий в производственных помещениях предусматривают вентиляцию и кондициони-

рование воздуха.

134

Из всех видов вентиляционных систем наиболее экономичной является естественная вентиляция (аэрация). При аэрации движение воздушных масс осуществляется под действием теплового напора, обусловленного нагреванием воздуха в помещении, и разряжения, создаваемого за счет движения ветра. Однако с помощью аэрации не всегда можно поддерживать требуемые параметры производственной среды, т.к. ее эффективность в значительной мере зависит от состояния климатических условий местности: скорости и направления ветра, температуры воздуха. Поэтому чаще применяют искусственную общеобменную вентиляцию и кондиционирование воздуха.

1.10. Ультрафиолетовое излучение. Способы защиты от ультрафиолетового излучения

Ультрафиолетовое излучение – это электромагнитное излучение в оптической области, примыкающее со стороны коротких волн к видимому свету и имеющее длины волн в диапазоне от 0,0136 до 0,4 мкм.

Естественным источником ультрафиолетового излучения является Солнце, искусственными – газоразрядные источники света, электрические дуги, плазмотроны, лазеры и др.

В зависимости от длины волны ультрафиолетовое излучение делится на три области:

1)УФ-А – длинноволновая (0,4 – 0,315 мкм);

2)УФ-В – средневолновая (0,315 – 0,28 мкм);

3)УФ-С – коротковолновая (0,28 – 0,2 мкм).

Они обладают разной биологической активностью:

–излучение с длинами волн 0,4 – 0,315 мкм обладает слабым биологическим воздействием;

–излучение в диапазоне 0,315 – 0,28 мкм оказывает сильное воздействие на кожу и обладает противорахитичным действием;

–излучение с длиной волн 0,28 – 0,2 мкм имеет бактерицидное дей-

ствие.

Воздействие ультрафиолетового излучения на человека количественно оценивается эритемным действием (от греческого erethema – краснота), т.е. покраснением кожи, в дальнейшем (как правило, спустя 48 ч) приводящим

кпигментации кожи (загару).

135

Для биологических целей мощность УФ-излучения оценивается:

–эритемным потоком, единицей которого является эр (один эр – это эритемный поток, соответствующий потоку излучения с длиной волны 297 нм и мощностью 1 Вт);

–эритемной освещенностью, эр/м2;

–эритемной дозой, (эр∙ч)/м2.

Взависимости от УФ-дефицита и контингента населения рекомендуются дозы в пределах 0,125 – 0,75 эритемной дозы (10 – 60 мэр∙ч/м2). Допустимая интенсивность УФ-излучения нормируется СН 4557-88. Нормативные значения интенсивности излучения установлены с учетом продолжительности воздействия УФ-излучения на работающих, его спектрального состава и обязательного использования индивидуальных средств защиты.

Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих при наличии незащищенных участков поверхности кожи не более 0,2 м2 и периода облучения до 5 мин, длительности пауз между ними не менее 30 мин и общей

продолжительности воздействия за смену до 60 мин не должна превышать для диапазонов: УФ-А – 50 Вт/м2; УФ-В – 0,05 Вт/м2; УФ-С – 0,001 Вт/м2.

Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих при наличии незащищенных участков поверхности кожи не более 0,2 м2 (лицо, шея, кисти рук и др.), общей продолжительности воздействия излучения 50 %

рабочей смены и длительности однократного облучения свыше 5 мин и более не должна превышать: для УФ-А – 10 Вт/м2, УФ-В – 0,01 Вт/м2. Воздействие УФ-С в этом случае не допускается.

При использовании специальной одежды и средств защиты лица и рук, не пропускающих УФ-излучение (спилк, кожа, ткани с пленочным

покрытием и т.п.), допустимая интенсивность облучения в области УФ-В + УФ-С (200 – 315 нм) не должна превышать 1 Вт/м2.

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) необходимо для нормальной жизнедеятельности человека. При его длительном отсутствии в организме развиваются неблагоприятные явления, получившие название «светового голодания» или «ультрафиолетовой недостаточности». Недостаток ультрафиолетового излучения вызывает авитаминоз, при котором нарушается фос- форно-кальциевый обмен и процесс костеобразования, а также происходит снижение защитных свойств организма.

С другой стороны, длительное воздействие больших доз ультрафиолетового излучения может вызвать кожные заболевания, головную боль, тошноту, повышенную утомляемость, нервное возбуждение, повышение

136

температуры тела, заболевания глаз и др. Длительное воздействие больших доз ультрафиолетового излучения может привести к развитию рака кожи.

Ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 0,32 мкм, воздействуя на глаза, вызывает заболевание, называемое электроофтальмией. Человек уже на начальной стадии этого заболевания ощущает резкую боль и ощущение «песка» в глазах, ухудшение зрения, головную боль. Заболевание сопровождается обильным слезотечением, а иногда светобоязнью и поражением роговицы. Обычно быстро проходит (через один – два дня), если не продолжается воздействие ультрафиолетового излучения. Острые поражения глаз обычно проявляются в виде воспаления роговицы и помутнения хрусталика.

Результат воздействия ультрафиолетового излучения проявляется не сразу, характерным является скрытый период (от 0,5 до 24 часов).

Способы защиты от ультрафиолетового излучения Основные способы защиты работающих от воздействия ультра-

фиолетового излучения:

–защита расстоянием;

–экранирование рабочих мест;

–специальная окраска помещений;

–рациональное размещение рабочих мест;

–использование СИЗ.

Защита расстоянием – это удаление обслуживающего персонала от источников УФ-излучения на безопасное расстояние. Безопасные расстояния для работающих определяются экспериментально в каждом отдельном случае в зависимости от условий работы, состава производственной атмосферы, вида источников излучения и т.д.

Наиболее рациональным методом защиты является экранирование (укрытие) источников излучений с помощью материалов и светофильтров, не пропускающих или снижающих интенсивность излучения.

Для защиты от ультрафиолетового излучения применяют специальные светофильтры, не пропускающие электромагнитное излучение (ЭМИ) ультрафиолетового диапазона. Светофильтрами снабжаются смотровые окна установок, внутри которых возникает излучение УФ-диапазона (установки газо-, электросварки и резки, плазменной обработки материала; печи, использующие в качестве нагревательных элементов мощные лампы; устройства накачки лазеров). Применяются также противосолнечные экраны и навесы.

137

При размещении рабочих помещений необходимо учитывать, что отражающая способность различных отделочных материалов для УФИ иная, чем для видимого света. Хорошо отражают УФИ полированный алюминий и меловая побелка, в то время как оксиды цинка и титана на масляной основе – плохо.

В качестве средств индивидуальной защиты применяются свето-

защитные очки и щитки, для защиты кожи – защитная одежда (куртка, брюки), рукавицы, специальные кремы. Наиболее характерно применение таких СИЗ при проведении газо- и электросварочных работ.

1.11. Электромагнитные поля. Методы защиты от электромагнитных полей

Электромагнитные поля невидимы и действие их не обнаруживается органами чувств, что нередко порождает пренебрежительное отношение работающих к опасности электромагнитного облучения, недооценку его вредного действия на организм.

Электромагнитное поле – область распространения электромагнитных волн.

Электромагнитное поле характеризуется:

–частотой излучения f, Гц;

–длиной волны λ, м;

–скоростью распространения, км/c.

Электромагнитная волна распространяется в воздухе со скоростью света с = 300 000 км/с. Связь между длиной и частотой электромагнитной волны определяется зависимостью

Внастоящее время практически во всех отраслях промышленности и

вбыту широко используется электромагнитная энергия. По своему проис-

хождению электромагнитное излучение (ЭМИ) и электромагнитный фон, создаваемый им, могут быть:

1)природными;

2)техногенными.

К природным электромагнитным полям относятся квазистатиче-

ские электрические и магнитные поля Земли, радиоизлучения Солнца и галактик, атмосферные разряды.

138

Техногенное ЭМИ может быть:

–производственным;

–бытовым.

Известно, что мировые энергоресурсы удваиваются каждые 10 лет, а доля электромагнитных полей (ЭМП) в электроэнергетике за это время возрастает в три раза.

Производственными источниками ЭМП являются:

-изделия, специально созданные для излучения электромагнитной энергии: радио- и телевизионные вещательные станции, радиолокационные установки, физиотерапевтические аппараты, системы радиосвязи, технологические установки в промышленности;

-устройства, не предназначенные для излучения электромагнитной энергии в пространство, но в которых при работе протекает электрический ток: системы передачи и распределения электроэнергии (линии электропередачи, трансформаторные и распределительные подстанции) и приборы, потребляющие электроэнергию (электродвигатели, электроплиты, холодильники, телевизоры и т.п.).

Электростатические поля создаются в энергетических установках

ипри электротехнических процессах. В зависимости от источников образования они могут существовать в виде собственно электростатического поля (поле неподвижных зарядов) или стационарного электрического поля (электрическое поле постоянного тока).

В промышленности ЭСП широко используются для электрогазоочистки, электростатической сепарации руд и материалов, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов.

Статическое электричество образуется при изготовлении, транспортировке и хранении диэлектрических материалов, в помещениях вычислительных центров, на участках множительной техники. Электростатические заряды и создаваемые ими электростатические поля могут возникать при движении диэлектрических жидкостей и некоторых сыпучих материалов по трубопроводам.

Магнитные поля создаются электромагнитами, соленоидами, установками конденсаторного типа, литыми и металлокерамическими магнитами и другими устройствами.

В ЭМП различаются три зоны, которые формируются на различных расстояниях от источника ЭМИ.

139

Первая зона – зона индукции (ближняя зона), охватывает промежуток от источника излучения до расстояния, равного примерно λ/2π ≈ 1/6 λ. В этой зоне электромагнитная волна еще не сформирована и поэтому электрическое и магнитное поля не взаимосвязаны и действуют независимо.

Вторая зона – зона интерференции (промежуточная зона), располагается на расстояниях примерно от λ/2π до 2πλ. В этой зоне происходит формирование электромагнитной волны и на человека действует электрическое и магнитное поля, а также оказывается энергетическое воздействие.

Третья зона – волновая зона (дальняя зона), располагается на расстояниях свыше 2πλ. В этой зоне электромагнитная волна сформирована, электрическое и магнитное поля взаимосвязаны. На человека в этой зоне воздействует энергия волны.

Биологически значимыми являются электрические поля частотой 50 Гц, создаваемые воздушными линиями электропередачи и подстанциями. Напряженность магнитных полей промышленной частоты в местах размещения ЛЭП и подстанций сверхвысокого напряжения на 1 – 3 порядка превышает естественные уровни магнитного поля Земли. Высокие уровни ЭМИ наблюдаются на территориях и за пределами территорий размещения передающих радиоцентров низкой, средней и высокой частоты.

Бытовой электромагнитный фон обусловлен работой бытовых электроприборов, радио- и телеприемников, микроволновых печей, радиотелефонов, компьютеров и т.д.

Оценка опасности воздействия ЭМИ на человека производится по величине электромагнитной энергии, поглощенной телом человека. Реакция организма человека на составляющие ЭМП не является одинаковой, поэтому при оценке условий работы необходимо учитывать электрическую и магнитную напряженность поля. Неблагоприятные воздействия токов промышленной частоты проявляются только при напряженности магнитного поля порядка 160 – 300 А/м. Практически при обслуживании даже мощных электроустановок высокого напряжения магнитная напряженность поля не превышает 20 – 25 А/м. Поэтому оценку потенциальной опасности воздействия ЭМП достаточно производить по величине электрической напряженности поля.

Электромагнитное поле как совокупность переменных электрического и магнитного полей оценивается векторами напряженностей – элек-

трической Е, В/м, и магнитной Н, А/м.

140