Основные положения санитарии и гигиены труда

ЛЕКЦИИ По дисциплине Производственная санитария и гигиена труда ч.1 Раздел 1. Основные положения санитарии и гигиены труда, термины, понятия и определения 1.1. История развития и становления гигиены труда Истоки развития гигиены относятся к глубокой древности. Уже у народов древней Греции, Рима, Египта, Индии, Китая наблюдались первые попытки создания здоровых условий жизни. Это выражалось в различных мероприятиях, качающихся образа жизни, питания, предупреждения заразных инфекционных заболеваний и борьбы с ними. Наибольшего развития гигиена достигла в Древней Греции. Первое обобщение накопленных эмпирических гигиенических знаний сделано основоположником античной медицины Гиппократом. В трактате «О воздухах, водах и местностях» Гиппократ дает систематическое описание природных условий, показывает их влияние на здоровье и указывает на значение санитарных мероприятий в предупреждении болезней. Древнегреческие философы Платон и Аристотель (322 г. до н. э.) в своих произведениях развивали идею Гиппократа о влиянии внешней среды на здоровье людей. Поэтому в Греции, где вначале обращали главное внимание на индивидуальную гигиену и спартанское воспитание, основанное на физической тренировке, гимнастических играх, закаливании, стали проводить общественные санитарные мероприятия в области водоснабжения, питания, удаления городских нечистот и т. д. Наследниками культуры греков являлись, как известно, римляне, у которых санитарные мероприятия получили еще большее развитие. Гордостью Древнего Рима были крупные водопроводы, купальни и бани, но этими благами пользовались далеко не все граждане, так как вода облагалась большим налогом. Памятником городского благоустройства древних дошла до нас система канализации (с использованием нечистот для удобрения садов и полей). Период Средних веков (конец V—XIV вв.) характеризуется полным упадком личной и общественной гигиены. Постоянные войны и низкий культурный и материальный уровень населения служили благоприятной почвой для развития эпидемий. Вспышки оспы, холеры, тифов, массовое распространение проказы, кожных, венерических и глазных болезней были характерным явлением для того времени. Пандемия чумы в XIV в., известная под названием «черной смерти», унесла около 25 млн. человек. Однако многие средневековые врачи высказывали ценные мысли в отношении гигиены. Мировую известность получило произведение «Канон медицины» выдающегося таджикского врача и философа Абу Али Ибн Сины (Авиценны), изданное в XI в. Социальные исследования Парацельса и Агриколы в области условий труда отдельных профессий появились в XVI и XVII веках. Эпоха Возрождения (XV—XVI вв.) характеризуется некоторым оживлением интереса к гигиене, в частности, к профессиональной гигиене. В 1700 г. появился труд итальянского ученого Бернардино Рамаццини (рис.1) «О болезнях ремесленников. Рассуждение», в котором впервые были систематизированы вопросы гигиены труда и профессиональных заболеваний сравнительно большого количества профессий. Рис. 1 Ученые, работающие в области гигиены труда Более интенсивно гигиена стала развиваться в XVII—XVIII столетиях, особенно в XIX в. Поводом к этому послужили рост крупных промышленных городов и сосредоточение на их территории значительного числа рабочих, не обеспеченных материально, живущих в антисанитарных условиях, вследствие чего намного возросла опасность эпидемических заболеваний. Огромную роль в развитии гигиенической науки сыграл немецкий ученый Макс Петтенкофер (1818—1901), который по праву считается ее основоположником. Он ввел в гигиену экспериментальный метод, благодаря чему она превратилась в точную науку, располагающую объективными способами исследования. Уделяя окружающей среде первостепенное значение в этиологии заболеваний, М. Петтенкофер наметил основные пути ее оздоровления. Он обращал также большое внимание на личную гигиену. Отечественная гигиена в значительной мере развивалась самостоятельным путем, и многие санитарные мероприятия были осуществлены в России раньше, чем на Западе. Например, общественный водопровод в Новгороде существовал в XI в., мощение улиц в Пскове производилось в XII в., тогда как в Западной Европе эти мероприятия были осуществлены на 300 лет позднее. Первые высказывания в России по вопросам гигиены труда принадлежат М. В.Ломоносову. В своем научном трактате «Первые основания металлургии и рудных дел» он высказывает суждения о необходимости вентиляции шахт, удалении шахтных вод, одежды рудокопов и др. В 1847 г. была издана врачом А. Н. Никитиным книга «Болезни рабочих с указанием предохранительных мер». В ней описаны условия труда 120 профессий. Основы научной гигиены труда заложили Ф. Ф. Эрисман и его соратники. В 1877 г. была издана книга Ф. Ф. Эрисмана «Профессиональная гигиена или гигиена физического и умственного труда», которая представляла в свое время наиболее научно обоснованный и обширный труд по гигиене труда. В предисловии к ней автор дал высокую оценку этой отрасли знаний: «Гигиена профессий, бесспорно, составляет одну из наиболее выдающихся областей гигиены». Широко известны исследования в области гигиены труда и профессиональной патологии Д. П. Никольского, С. Н. Богословского, В. А. Левицкого, И. М. Сеченова, И. П. Павлова и др. Формирование гигиены как самостоятельной науки началось во второй половине XIX веке. Большую роль в этом сыграла пропаганда идей профилактической медицины крупнейшими представителями русской науки, литературы, педагогики и клинической медицины, выражавшими прогрессивные взгляды того времени (М. В.Ломоносов, В. Г.Белинский, Н. А.Добролюбов, К. Д.Ушинский, Д. И.Писарев, М. Я.Мудров, Г. А.Захарьин и др.). Основоположник отечественной терапии М. Я.Мудров (1776 — 1831) в актовой речи в Московском университете в 1820 г. сказал: «Взять в свои руки людей здоровых, предохранить их от болезней наследственных или угрожающих, предписать им надлежащий образ жизни есть честно и для врача покойно, ибо легче предохранить от болезней, чем лечить их». Первая самостоятельная кафедра гигиены в России была организована в 1871 г. в Военно-медицинской академии в Петербурге А. П. Доброславиным (Он известен своими трудами в различных областях гигиены, создал первый русский учебник по гигиене и журнал «Здоровье», первую гигиеническую экспериментальную лабораторию и заложил фундамент, на котором стала строиться отечественная гигиена. А. П. Доброславин был одним из организаторов Русского общества по охране народного здоровья и женского врачебного образования в России. В 1882 г. была создана кафедра гигиены в Московском университете, и возглавил ее Ф. Ф.Эрисман (), который, как и А. П. Доброславин, явился одним из основоположников отечественной гигиены. Переехав из Швейцарии в Россию, Ф. Ф.Эрисман стал ее патриотом и внес большой вклад в гигиеническую науку и санитарную практику. Его учебники долгое время служили основным источником гигиенических знаний для врачей и студентов. Широкой известностью пользуются оригинальные труды Ф. Ф.Эрисмана по школьной, профессиональной гигиене и в области гигиены питания. Большой вклад в подготовку санитарного законодательства, создание системы профилактических учреждений, научных институтов, разработку актуальных проблем гигиены труда внесли крупные гигиенисты советского периода – В. А. Левицкий, С. И. Каплун, З. Б. Смелянский, Н. А. Вигдорчик, Е. Ц. Андреева-Галанина, З. И. Израэльсон и др. Значительный вклад в развитие отдельных отраслей гигиенической науки внесли многие известные ученые: Ф. Г.Кротков, А. Н.Марзеев, А. В.Мольков, А. А. Летавет, Г. В. Хлопин, Л. К. Хоцянов, А. Н. Сысин, В. А. Рязанов, А. А.Минх, С. Н.Черкинский, Г. И.Сидоренко, Н. Ф. Измеров, В. И. Покровский, В. А. Тутельян, Г. Н. Сердюковская, М. Г. Шандала, Ю. А.Рахманин, Л. А.Ильин, Г. И.Румянцев и др. В. А.Левицкий (), начав свою деятельность земским врачом, обратил внимание на очень тяжелые условия труда кустарей-шляпников в Подольском и Клинском уездах Московской губернии. Им была выявлена связь между отравлением парами ртути, применяемой для обработки фетра, и высокой заболеваемостью рабочих, а также признаками физического вырождения их детей. В. А.Левицкому принадлежат работы в области изучения влияния на организм производственного микроклимата, он является автором оригинальной теории утомления. Под редакцией В. А. Левицкого был издан первый учебник по гигиене труда. 1.2. Основные понятия, термины, определения Гигиена — это наука о здоровье. Гигиена труда изучает влияние трудового процесса и производственных факторов на организм человека и на основе полученных результатов разрабатывает необходимые требования к условиям труда. Санитария (от латинского sanitas — здоровье) — это комплекс мероприятий, направленных на претворение в жизнь требований гигиены и предотвращающих действие на работающих вредных производственных факторов. Выполнение санитарно-гигиенических мероприятий — одно из условий, обеспечивающих сохранение безопасности, здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Гигиена и санитария отвечают за безопасность рабочего места для работника и защиту от действия вредных факторов окружающей среды. Под воздействием применяемого оборудования и технологических процессов в рабочей зоне создается определенная внешняя среда. Ее характеризуют микроклимат, содержание вредных веществ, уровень шума, вибрации, излучений, освещенность рабочего места. Все санитарно-гигиенические факторы количественно оцениваются и нормируются в соответствии со стандартами. Гигиена труда, или профессиональная гигиена, — отрасль науки, изучающая влияние на организм человека трудовых процессов и окружающей среды и разрабатывающая нормативы и мероприятия для обеспечения благоприятных условий труда и предупреждения профессиональных заболеваний. Безопасность труда – это состояние трудовой деятельности, при которой с определенной вероятностью исключаются потенциальные опасности и вредности, влияющие на здоровье человека. Предметом изучения гигиены труда являются: • санитарные особенности производственных процессов, оборудования и обрабатываемых материалов (сырья, продукты и отходы производства) с точки зрения их влияния на организм человека; • санитарные условия труда (метеорологические факторы, загрязнение воздуха пылью и газами, излучения различного характера, шум, вибрация, ультразвук и др.); • характер и организация трудовых процессов, изменение психофизиологических функций в процессе работы; • состояние здоровья работников во время трудовой деятельности; • состояние и гигиеническая эффективность санитарно-технических устройств и установок, санитарно-бытовых устройств, средств индивидуальной защиты. Задачами гигиены труда являются определение предельно допустимых уровней воздействия вредных производственных факторов, классификация условий трудовой деятельности, оценка тяжести и напряженности трудового процесса, рациональная организация рабочего места, режима труда и отдыха. В соответствии с изложенными задачами гигиены труда применяются различные методы исследования: • физические и химические методы для исследования условий труда на производстве и оценки эффективности оздоровительных мероприятий; • физиологические методы для исследования изменений в организме под влиянием условий и характера труда; • клинико-статистические и санитарно-статистические методы для изучения состояния здоровья, общей и профессиональной заболеваемости работников. В России в настоящее время существует специальная сеть институтов гигиены труда и профессиональных заболеваний, в которых проводится научно-исследовательская работа в области гигиены и санитарии, ведется интенсивная подготовка специалистов по гигиене труда, разрабатываются гигиенические нормативы Производственная среда - это пространство, в котором осуществляется деятельность человека. В производственной среде как части техносферы формируются негативные факторы, которые существенно отличаются от негативных факторов природного характера. Эти факторы формируют элементы производственной среды (среды обитания), к которым относятся: 1)предметы труда; 2)средства труда (инструмент, технологическая оснастка, машины и т.п.); 3)продукты труда (полуфабрикаты, готовые изделия); 4)энергия (электрическая, пневматическая, химическая, тепловая); 5)природно-климатические факторы (микроклиматические условия труда: температура, влажность, скорость движения воздуха); 6)растения, животные; 7)персонал. Производственные помещения - это замкнутые пространства производственной среды, в которых постоянно (по сменам) или периодически (в течение рабочего дня) осуществляется трудовая деятельность людей, связанная с участием в различных видах производства, в организации, контроле и управлении производством. Внутри производственных помещений находятся рабочая зона и рабочие места. Рабочей зоной называется пространство (до 2 метров) над уровнем пола или площадки, на котором находятся места постоянного или временного пребывания работающих. Рабочее место - часть рабочей зоны; оно представляет собой место постоянного или временного пребывания работающих в процессе трудовой деятельности. Рабочее место может быть индивидуальным или коллективным. Рабочее место может быть постоянным или временным. Если сотрудник проводит на рабочем месте 50% рабочего времени или 2 часа подряд – оно считается постоянным. Менее 50% рабочего времени или менее 2 часов – временным. Раздел 2 Факторы производственной среды и их характеристика 2.1. Характеристика воздуха рабочей зоны 2.1.1. Производственный микроклимат Микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей. Метеорологические условия рабочей среды (микроклимат) оказывают влияние на процесс теплообмена и характер работы. Как было показано ранее, микроклимат характеризуется температурой воздуха, его влажностью и скоростью движения, а также интенсивностью теплового излучения. Длительное воздействие на человека неблагоприятных метеорологических условий резко ухудшает его самочувствие, снижает производительность труда и приводит к заболеваниям. Температура воздуха - степень его нагретости выраженная в градусах, t°. Высокая температура воздуха способствует быстрой утомляемости работающего, может привести к перегреву организма, тепловому удару или профзаболеванию. Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания либо обморожения. Влажность воздуха оказывает значительное влияние на терморегуляцию организма человека. Высокая относительная влажность (отношение содержания водяных паров в 1 м3 воздуха к их максимально возможному содержанию в этом объеме) при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, при низкой же температуре она усиливает теплоотдачу с поверхности кожи, что ведет к переохлаждению организма. Низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей работающего. Влажность воздуха характеризуется следующими понятиями: • абсолютная влажность (А), которая выражается парциальным давлением водяных паров (Па) или в весовых единицах в определенном объеме воздуха (г/м3); • максимальная влажность (F) - количество влаги при полном насыщении воздуха при данной температуре (г/м3); • относительная влажность воздуха (Р) выражается в %; Р = А / F × 100%, (2.1) Таблица 2.1. Зависимость субъективных ощущений человека от параметров рабочей среды. Температура воздуха, °С Относительная влажность воздуха, % Субъективное ощущение 21 40 75 85 90 наиболее приятное состояние хорошее, спокойное состояние отсутствие неприятных ощущений усталость, подавленное состояние 24 20 65 80 100 отсутствие неприятных ощущений неприятные ощущения потребность в покое невозможность выполнения тяжелой работы 30 25 50 65 80 90 неприятные ощущения отсутствуют нормальная работоспособность невозможность выполнения тяжелой работы повышение температуры тела опасность для здоровья Движение воздуха, измеренное в метрах в секунду, создается в результате разности температур в смежных участках помещения, проникновения в помещение холодных потоков воздуха извне при работе вентиляционной системы и др., может обуславливаться особенностями технологического процесса, перемещения машин, агрегатов, людей. Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека и положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно при низких. Субъективные ощущения человека меняются в зависимости от изменения параметров микроклимата (табл.2.1). Кроме того необходимо учитывать атмосферное давление Н, которое влияет на парциальное давление основных компонентов воздуха (кислород и азот), а, следовательно на процесс дыхания. Действие на организм. Между человеком и окружающей его средой происходит постоянный теплообмен. Теплообменные функции организма, регулируемые терморегуляторными центрами и которой головного мозга, обеспечивают динамическое соотношение процессов теплообразования и теплоотдачи в зависимости от конкретных метеорологических условий среды. Основная роль в теплообменных процессах у человека принадлежит физиологическим механизмам регуляции отдачи теплоты. В обычных климатических условиях теплоотдача организма осуществляется в основном за счет излучения, на долю которого приходится около 45 % всей излучаемой организмом теплоты, а также за счет конвекции - 30% и испарения 25%. Часть теплоты расходуется на нагрев воздуха. Нормальное тепловое самочувствие (комфортные условия) соответствующие данному виду работ, обеспечивается при соблюдении теплового баланса: Q = Qконв + Qизл + Qисп + Qвозд, (2.2). При пониженной температуре окружающей среды удельный вес конвекционно-радиационных теплопотерь возрастает. В условиях повышенной температуры среды теплопотери конвекцией и излучением значительно уменьшаются, но увеличиваются за счет испарения. При температуре воздуха и ограждений, равной температуре тела, теплоотдача излучением и конвекцией практически теряет свое значение и единственным путем теплоотдачи становится испарение пота. Низкая температура наружного воздуха и усиление подвижности воздуха способствует увеличению теплопотерь конвекцией и испарением. Роль влажности при пониженных температурах воздуха значительно меньше. В то же время считается, что при низких температурах среды повышенная влажность увеличивает теплопотери организма в результате интенсивного поглощения водяными парами энергии излучения человека. Однако большое увеличение теплопотерь происходит при непосредственном смачивании поверхности тела и одежды. Определенное значение для теплообмена организма имеют и теплопотери через органы дыхания, происходящее за счет нагревания выдыхаемого воздуха и испарения влаги с поверхности дыхательных путей. Увеличение теплопотерь тем больше, чем ниже температура выдыхаемого воздуха, а также чем больше объем легочной вентиляции. В производственных условиях, когда температура воздуха и окружающих поверхностей ниже температуры кожи, теплоотдача осуществляется преимущественно конвекцией и излучением. Если же температура воздуха и окружающих поверхностей такая же, как температура кожи или выше ее, теплоотдача возможна лишь испарением влаги с поверхности тела и с верхних дыхательных путей, если воздух не насыщен водяными парами. Значительная выраженность отдельных факторов микроклимата на производстве может быть причиной физиологических сдвигов в организме рабочих, в ряде случаев патологических состояний и профессиональных заболеваний. При разных метеорологических условиях в организме человека происходят изменения в ряде функций систем и органов, принимающих участие в терморегуляции, - в системе кровообращения, нервной и потоотделительной системах. Интегральным показателем теплового состояния организма человека является температура тела. О степени напряжения терморегуляторных функций организма и о его тепловом состоянии можно судить также по изменению температуры кожи и тепловому балансу. Косвенными показателями теплового состояния могут служить влагопотери и реакция сердечно-сосудистой системы (частота сердечных сокращений, уровень артериального давления и минутный объем крови). Стойкое нарушение терморегуляции, вследствие постоянного перегревания или переохлаждения организма обуславливает возникновение ряда заболеваний. В условиях нагревающего микроклимата ограничение или даже полное исключение отдельных путей теплоотдачи может привести к значительному напряжению и даже нарушению терморегуляции, в результате которого возможно перегревание организма. Это состояние характеризуется повышением температуры тела, учащением пульса, обильным потоотделением и при сильной степени перегревания - тепловом ударе - расстройством координации движений, адинамией, падением артериального давления, потерей сознания. Вследствие нарушения водно-солиевого баланса может развиться также и судорожная болезнь, которая проявляется в виде тонических судорог конечностей, слабости, головных болей и др. При работах на открытом воздухе во время интенсивного прямого облучения головы возникает солнечный удар, появляется головная боль, расстройства зрения, рвота, судороги, но сохраняется нормальная температура тела и др. Воздействие инфракрасного излучения на организм человека проявляется как общими, так и местными реакциями. Местная реакция сильнее при облучении длинноволновой радиацией, поэтому при одной и той же интенсивности облучения время переносимости в этом случае короче, чем при коротковолновой радиации. За счет большой глубины проникновения в ткани тела коротковолновый участок спектра инфракрасной радиации обладает более выраженным общим действием на организм человека. Так, коротковолновая радиация (0,7 - 2,4 мкм) вызывает повышение температуры глубоколежащих тканей, например при длительном повторном облучении глаз ведет к помутнению хрусталика (профессиональная катаракта). Под влиянием инфракрасного излучения в организме человека возникают биохимические сдвиги и изменения функционального состояния центральной нервной системы: образуется специфические биологические активные вещества типа гистамина, холина, повышается уровень фосфора и натрия в крови. усиливается секреторная деятельности желудка, поджелудочной и слюнных желез; в центральной нервной системе развиваются тормозные процессы, уменьшается нервно-мышечная возбудимость, понижается общий обмен. Холодовый дискомфорт (конвекционный и радиационный) вызывает в организме человека терморегуляторные сдвиги, направленные на ограничение теплопотерь и увеличение теплообразования. Уменьшение теплопотерь организма происходит за счет сужения сосудов в перифирических тканях. Под влиянием низких и пониженных температур воздуха могут развиваться ознобления (припухлость кожи, ее зуд и жжение), обморожения, миозиты, невриты, радикулиты и др. При длительном охлаждении развиваются заболевания периферической нервной, мышечной систем, суставов: радикулиты, невриты, миозиты, ревматоидные заболевания. При частом и сильном охлаждении конечностей могут иметь место нейротрофические изменения в тканях. Нормирование параметров микроклимата. В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» устанавливаются оптимальные и допустимые метеорологические условия для рабочей зоны помещения, при выборе которых учитываются: 1. время года - холодный период со среднесуточной температурой t £ 8°C и теплый период t > 8°C; 2. категория работы: а)легкие физические работы; б)физические работы средней тяжести; в)тяжелые физические работы. 3.постоянное и непостоянное рабочее место; 4.характеристики помещений по избыткам явного тепла. Qизб = SQ + SQyx, где SQ - суммарное количество поступающего явного тепла, SQyx - суммарное количество уходящего тепла. Тепло в помещении складывается от работающих под напряжением приборов, работающих людей, работающих осветительных приборов и за счет нагрева через окна, стены. Оптимальные микроклиматические условия - сочетание показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействие на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции. Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности. Допустимые микроклиматические условия - сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействие на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния организма, сопровождающиеся напряжением механизмов терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает повреждений и нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные ощущения, ухудшение самочувствия и понижение работоспособности. Оптимальные показатели микроклимата распространяются на рабочую зону, допустимые показатели устанавливаются дифференцированно для постоянных и не постоянных рабочих мест. Постоянное рабочее место - место, на котором работающий находится большую часть рабочего времени (более 50% или 2 часа непрерывно). Если при этом работа осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, постоянным местом считается вся рабочая зона. Непостоянное рабочее место - место, на котором работающий находится меньшую часть (менее 50% или менее 2 часов непрерывно) своего рабочего времени. Оптимальные и допустимые показатели температуры, относительной влажности движения воздуха в рабочей зоне должны соответствовать табл.1 ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономическим принципам не обеспечиваются оптимальные нормы. В кабинетах, на пультах и постах управления технологическими процессами, в залах вычислительной техники и других производственных помещениях при выполнении работ операторского типа, связанных с нервно-эмоциональным напряжением, должны соблюдаться оптимальные величины температуры воздуха 22-24°С, его относительная влажность 40-60%, скорость движения не более 0,1 м/с. перечень других производственных помещений, в которых должны соблюдаться оптимальные нормы микроклимата, определяются отраслевыми документами, согласованными с органами санитарного надзора в установленном порядке. Основные параметры приведены в табл. 2.2 Температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха измеряют на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки при работах выполняемых сидя, и на 1,5 м - при работах стоя. Таблица 2. 2 Нормируемые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений. Период Категория Температура, °С Относительная влажность, % Скорость движения, м/с года работ оптимальная допустимые границы на постоянных рабочих местах оптимальная допустимая на постоянных рабочих местах, не более оптимальная допустимая на постоянных рабочих местах* верхняя нижняя холодный легкая - 1а легкая -1б средней тяжести-11а средней тяжести-11б тяжелая-111 22-24 21-23 18-20 17-19 16-18 25 24 23 21 19 21 20 17 15 13 40-60 40-60 40-60 40-60 40-60 75 75 75 75 75 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 не более 0,1 не более 0,2 не более 0,3 не более 0,4 не более 0,5 теплый легкая - 1а легкая -1б средней тяжести-11а средней тяжести-11б тяжелая-111 23-25 22-24 21-23 20-22 18-20 28 28 27 27 26 22 21 18 16 15 40-60 40-60 40-60 40-60 40-60 55 -при 28°С 60 -при 27°С 65 -при 26°С 70 - при 25°С 75 - при 24°С и ниже 0,1 0,2 0,3 0,3 0,4 0,1 - 0,2 0,1 -0,3 0,2 - 0,4 0,2 - 0,5 0,2 - 0,6 * Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая - минимальной температуре воздуха. Для промежуточных величин температуры воздуха скорость его движения может быть определена интерполяцией. Способы нормализации микроклимата производственных помещений. 1. Рациональные объемно-планировочные и конструктивные решения производственных зданий. 2. Рациональное размещение оборудования. 3. Механизация и автоматизация производственных процессов. 4. Дистанционное управление и наблюдение. 5. Внедрение более рациональных технологических процессов и оборудования. 6. Рациональная тепловая изоляция оборудования. При температуре теплоизлучающей поверхности 500-600°С применяют асбест, юбелитовый порошок, минеральную вату; при t = 800 - 900 °С - асбозурит, унатомитовый кирпич; при t > 1000°С - специальные керамические плитки и.д. 7. Защита работающих различными видами экранов. По принципу действия оградительные устройства бывают теплоотражательные, теплопроводящие, теплопоглощающие и комбинированные (ГОСТ 12.4.123 - 83) (водяная завеса). 8. Рациональная вентиляция. (воздушный душ) 9. Рационализация режимов труда и отдыха. (оазисы) 10. Использование средств индивидуальной защиты. (термозащитная спецодежда) 2. 1. 2 Производственная пыль Многие производственные процессы сопровождаются значительным выделением пыли. Пыли - это тонкодисперсионные частицы, которые образуются при различных производственных процессах - дроблении, размалывании и обработки твердых тел, при просеивании и транспортировке сыпучих материалов и т.п. пыли, взвешенные в воздухе, называются аэрозолями, скопление осевших пылей - аэрогелями. Промышленная пыль бывает органическая (древесная, торфяная, угольная) и неорганическая (металлическая, минеральная). По степени токсичности пыли делятся на ядовитые и неядовитые. Вредность воздействия зависит от количества вдыхаемой пыли, степени ее дисперсионности, от химического состава и растворимости. Глубоко в легкие проникают пылинки размером от 1 до 10 микрон. Более мелкие выдыхаются обратно, а более крупные задерживаются в носоглотке. Нетоксичные пыли, кроме того могут адсорбировать ядовитые и нерадиоактивные вещества, приобретать электрический заряд, что увеличивает их вредное действие. От электрических свойств пылевых частиц в ряде случаев зависит процесс осаждения, а следовательно, и время нахождения их в воздухе. При разноименном заряде пылинки притягиваются друг к другу и быстро оседают. При одинаковом заряде пылинки, отталкиваясь одна от другой, могут долго находится в воздухе. Пыль может быть носителем микробов, клещей, яиц гельминтов и др. Действие на организм. Под влиянием пыли могут развиваться как специфические, так и неспецифические заболевания. Специфическая патология проявляется в виде пневмокониозов - фиброза легочной ткани. Пневмокониозы классифицируют следующим образом: силикоз - характерная форма пневмокониоза, возникающая под действием пыли свободного диоксида кремния: силикатоз - пневмокониоз, возникающий при вдыхании пыли солей кремниевой кислоты (наиболее часто встречающейся вид силикатоза - асбестоз, цементоз, талькоз и др.; металлокониоз (бериллиоз и др.), карбокониоз (анитракоз и др.); пневмокониоз от смешанной пыли, от органической пыли (биссиниоз и др.). наиболее опасным заболеванием является силикоз. Он может развиваться у рабочих горнорудной , угольной, машиностроительной промышленности и др. При силикозе тяжелые склеротические изменения наблюдаются в органах дыхания с одновременными значительными нарушениями в нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной, лимфатической системах. Склеротические изменения легочной ткани при силикозе приводят к развитию эмфиземы легких, легочной недостаточности, наблюдаются поражения бронхов, потеря их эластичности, бронхит в ряде случаев бронхоэктаз и др. По морфологической картине в легких выделяются две формы силикоза: узелковая и диффузно-склеротическая. Развиваются нарушения кровообращения в малом кругу, можно наблюдать сердечно-легочную недостаточность по типу «легочного сердца» и др. Изменяется секреторная функция желудочно-кишечного тракта с угнетением активности пищеварительных ферментов. Из неспецифических заболеваний, вызываемых воздействием производственной пыли, можно назвать пневмонии (пыль марганца, томасшлаковая пыль), пылевые бронхиты, бронхиальную астму (древесная, мучная пыль), поражения слизистой носа и носоглотки (пыль цемента, хрома и др.), конъюктевиты, поражения кожи - бородавки, угри, изъязвления, экземы, дерматиты и др. Некоторые виды пыли (асбест, хром) представляют канцерогенную опасность. Систематическая работа в условиях воздействия пыли вызывает повышенную заболеваемость рабочих с временной нетрудоспособностью; это связанно со снижением защитных иммунобиологических функций организма. Действия пыли могут усугублять тяжелый физический труд, охлаждение тела человека, некоторые токсичные газы, что приводит к более быстрому возникновению и усилению тяжести пневмокониоза. Аэрозоли некоторых металлов (ванадий, молибден, марганец, кадмий и др.), пыль ядохимикатов (гексахлоран и др) при несоблюдении гигиенических условий труда у отдельных рабочих могут вызывать профессиональные заболевания. Нормирование пыли в воздухе рабочей зоны осуществляют по предельно-допустимым концентрациям (ПДК). Мероприятия по ограничению неблагоприятного воздействия пыли на производстве должны быть комплексными и включать меры технологического, санитарно-технического, медико-профилактического и организационного характера более подробно о них изложено в следующем разделе «Производственные яды». 2.1.3 Производственные яды Яды - вещества, которые, попадая в организм в небольших количествах, вступают в нем в химическое или физико-химическое взаимодействие с тканями и при определенных условиях вызывают нарушение здоровья. Хотя ядовитые свойства могут проявить практически все вещества, даже такие, как поваренная соль в больших дозах или кислород при повышенном давлении, к ядам принято относить лишь те, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и в относительно небольших количествах. Производственными (промышленными) называются яды, которые влияют на человека в условиях трудовой деятельности и вызывают ухудшение работоспособности или нарушение здоровья - профессиональные или производственные отравления. Бытовыми ядами называют вещества, воздействующие на человека в быту. Это вещества, содержащиеся в препаратах бытовой химии, косметике. Источниками выделения химических веществ в различных отраслях промышленности могут быть негерметичное оборудование, недостаточно механизированные (автоматизированные) операции загрузки сырья и выгрузки готовой продукции, ремонтные работы. Химические вещества могут поступать в производственные помещения и через приточные вентиляционные системы в тех случаях, когда атмосферный воздух загрязнен химическими продуктами, являющимися выбросами данного производства. Непосредственными источниками выделения химических веществ при плохом хранении могут быть подготовительные операции: размол и просеивание материалов, транспортирование сырья, травление, сушка. На предприятиях связи в процессе монтажа, наладки, эксплуатации могут представлять опасность следующие вещества и соединения: сургуч, штемпельная краска, керосин, бензин, спирт; кислоты: серная, соляная, борная, щелочи, свинец, олово, флюсы, водород, сентабик (вместо хлорки), антисептики (уралит, триолит, фтористый натрий, креозотовое и антраценовое масло) для пропитки столбов и опор, отработанные газы в генераторных и дизельных. Классификация химических веществ. 1. По химическому строению вещества можно разделить на следующие группы: • органические соединения (альдегиды, спирты, кетоны); • элементно-органические соединения (фосфорорганические, хлорорганические); • неорганические (свинец, ртуть). 2. По агрегатному состоянию химические вещества делятся на газы, пары, аэрозоли и их смеси. 3. По действию на организм человека химические вещества подразделяются на: а) токсичные - вступающие во взаимодействие с организмом человека, вызывающие различные отклонения в состоянии здоровья работающего. Условно по физиологическому воздействию на человека токсичные вещества могут быть разделены на четыре группы: • раздражающие - действующие на дыхательные пути и слизистую оболочку глаз (сернистый газ, хлор, аммиак, фтористый и хлористый водород, формальдегид, окислы азота). • удушающие - нарушающие процесс усвоения кислорода тканями: оксид углерода, хлор, сероводород и др. • наркотические - азот под давлением, трихлорэтилен, бензил, дихлоэтан, ацитилен, ацетон, фенол, четыреххлористый углерод. • соматические - вызывающие нарушение деятельности организма или его отдельных систем: свинец, ртуть, бензол, мышьяк и его соединения, метиловый спирт. б)сенсибилизирующие - вызывающие нейроэндокринные нарушения, сопровождающиеся гнездковой плешивостью, депигментацией кожи. в) канцерогенные - вызывающие рост раковых клеток (от греческого «канцеро» - краб, в виде краба представляли раковые опухоли). г) генеративные: • гонадотропные (действующие на половую сферу); • эмбриотропные (действующие на эмбрионы); • мутагенные (действующие на наследственность). д) аллергены - вызывающие различные аллергические реакции. 4. По степени опасности для организма человека все химические вещества разделены на 4 класса опасности (ГОСТ 12.1.007-76): 1 класс - чрезвычайно опасные; 2 класс - высокоопасные; 3 класс - умеренно опасные; 4 класс - малоопасные. Нормирование вредных химических веществ. Для воздуха рабочей зоны производственных помещений устанавливается предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, аэрозолей и пыли, представляющих собой массу вредного вещества, содержащегося в 1 м3 воздуха (мг/м3). ПДК - концентрация, которая при ежедневной работе в течении 8 часов (40 часов в неделю) за время всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами медицинских исследований, в процессе работы или в отдельные сроки жизни настоящего и последующих поколений. (ГОСТ 12.1.005-76). ПДК рабочей зоны зависят от класса опасности химических веществ. Действие на организм. О вредном воздействии химических факторов свидетельствуют, в первую очередь, сдвиги, появляющиеся в организме человека. Критерии, свидетельствующие о вредном воздействии факторов производственной среды: 1.Нарушение в состоянии здоровья или патология органов, наиболее уязвимых для данного яда. 2. Рост числа лиц с отклонениями от нормы. 3. Рост изменений с увеличением стажа работы. 4. Воспроизводимость отклонений при повторных исследованиях. Действие ядов может быть общим или местным. Общее действие развивается в результате всасывания ядов в кровь. При этом нередко наблюдается относительная избирательность, выражающаяся в том, что преимущественно поражаются те или иные органы и системы, например, нервная система при отравлении марганцем, органы кроветворения - при отравлении бензолом. При местном действии преобладает повреждение тканей на месте соприкосновений их с ядом: явление раздражения, воспаления, ожоги кожных и слизистых покровов - чаще всего при контакте с щелочными и кислотными растворами и парами. Местное действие, как правило, сопровождается и общими явлениями вследствие всасывания продуктов распада тканей и рефлекторных реакций в результате раздражения нервных окончаний. Производственные отравления протекают в острой, подострой и хронической формах. Острые отравления чаще бывают групповыми и возникают в случаях аварий. Эти отравления характеризуются: 1)кратковременностью действия яда - не более, чем в течении одной смены; 2)поступлением в организм яда в относительно больших количествах - при высоких концентрациях в воздухе, ошибочном приеме внутрь, сильном загрязнении кожных покровов; 3)яркими клиническими проявлениями непосредственно в момент действия яда или через относительно небольшой - обычно несколько часов - скрытый (латентный) период. В развитии острого отравления, как правило, имеются две фазы: первая - неспецифические проявления (головная боль, слабость, тошнота) и вторая - специфических (например, отек легких при отравлении окислами азота). Хронические отравления возникают постепенно, при длительном действии ядов, проникающих в организм в относительно небольших количествах. Они развиваются вследствие накопления самого яд в организме или вызываемых им изменений. Поражаемые органы и системы в организме при хроническом и остром отравлениях одним и тем же ядом могут отличаться. Например, при остром отравлении бензолом в основном страдает нервная система и наблюдается наркотическое действие, при хроническом - система кроветворения. Наряду с острым и хроническими отравлениями выделяют подострые формы, которые, хотя и сходны по условиям возникновения и проявления с острыми отравлениями, но развиваются медленнее и имеют более затяжное течение производственные яды могут быть причиной не только специфических, острых, подострых и хронических отравлений, но и других отрицательных последствий. Они могут снижать иммунобиологическую сопротивляемость организма, способствовать развитию таких болезней, как катар верхних дыхательных путей, туберкулез, заболевания почек, сердечно-сосудистой системы, СПИД и др. Имеются производственные яды, вызывающие аллергические заболевания (бронхиальная астма, экзема и др.) и ряд отдельных последствий. Например, некоторые яды влияют на генеративную функцию, поражая гонады, оказывая эмбриотоксическое действие, вызывая развитие уродств. Среди ядов имеются и способствующие развитию опухолей - так называемые канцерогены, к которым относятся ароматические амины, полициклические углеводы, в частности бензпирен. Реакция организма на яд зависит от: 1. Пола, возраста, индивидуальной чувствительности; 2. Химической структуры и физических свойств яда; количество попавшего вещества, длительности и непрерывности его поступления; 3. Окружающей среды - шума, вибрации, температуры, относительной влажности помещения, пыли. Для организма подростков характерным является высокий уровень всех окислительных и обменных процессов при незавершенности развития защитно-приспособительных механизмов. Это приводит к тому, что способность к обеззараживанию химических веществ у подростков значительно снижена, а чувствительность к ним в 3-4 раза выше, чем у взрослых. Даже при воздействии химических продуктов в концентрациях ниже допустимых величин у подростков выявляются неблагоприятные реакции неспецифического характера: снижение иммунобиологической реактивности, анемия, функциональные нарушения со стороны нервной и сердечно-сосудистой системы, аллергические реакции. Методы и средства защиты. Защитные меры необходимы для профилактики химических отравлений и оптимизации параметров микроклимата. Их можно разделить на следующие группы: ​ Организационные: • медицинские осмотры при приеме на работу и периодически (приказ №700 Минздрава России); • сокращенный рабочий день; • не допустимость приема на работу с вредными условиями подростков и женщин; • предоставление дополнительных отпусков; • учет и регистрация профессиональных заболеваний и отравлений; • организация рационального дополнительного питания. 2. Технические: • герметизация оборудования; • дистанционное или автоматическое управление; • вентиляция и кондиционирование воздуха; • сигнализация. 3. Санитарно-гигиенические: • нормирование вредных веществ в воздухе рабочей зоны: • стандартизация сырья и готовых материалов; • контроль состояния воздушной среды. 4. Психофизиологические: • комнаты отдыха; • доступность информации; • тренинги; • нормализация социально-психофизиологического климата в коллективе. Наряду с мерами защиты используются и средства защиты (спецодежда, пасты, мази, перчатки, средства защиты органов дыхания). 2.1.4. Вентиляция. Роль вентиляции в оздоровлении условий труда. Вентиляция представляет собой организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещений воздуха, загрязненного вредными газами, пылью, а также улучшающий микроклиматические условия в производственных помещениях. Вентиляцию можно классифицировать следующим образом: 1. По способу организации воздухообмена - общеобменная, когда смена воздуха осуществляется во всем объеме помещений; местная, при которой воздух подается или удаляется в том или ином месте помещения. 2. По характеру движущих сил - естественная, когда воздух перемещается за счет естественных сил; искусственная (механическая), когда воздух приводится в движение с помощью вентилятора. 3. По принципу действия - приточная (подача воздуха) или вытяжная (удаление воздуха). Естественная вентиляция - это воздухообмен в помещении, создаваемый за счет разности удельного веса наружного воздуха и воздуха помещения (гравитационное давление), а также вследствие действия силы ветра (ветровое давление). Как известно, объем газа возрастает на 1/273 при повышении температуры на 1С. отсюда нагрев воздуха приводит к уменьшению его объемной массы. Разность объемной массы теплого и холодного воздуха создает разность давления. Холодный воздух проникает через поры строительных материалов и случайные отверстия внутри помещения (инфильтрация), вытесняя более легкий теплый воздух через отверстия, расположенные вверху (тепловой напор). Естественно, что тепловой напор будет тем больше, чем значительнее разность температур в помещении и вне его и чем больше расстояние по высоте между входными и выходными отверстиями. Ветер оказывает давление на всякие встречающиеся на его пути препятствия (ветровой напор). Ветровой напор возрастает по мере увеличения скорости ветра. Через поры и случайные отверстия в стенах здания, через оконные проемы с наветренной стороны под давлением ветра воздух поступает внутрь помещения, а с подветренной стороны, где создается пониженное давление, удаляется. При естественной вентиляции происходит одновременное действие теплового и ветрового напоров. Наиболее совершенной и эффективной формой естественной вентиляции промышленных зданий является управляемая организованная вентиляция - аэрация, при которой проветривание осуществляется через специальные проемы в стенах и крыше здания; при этом можно пользоваться этими проемами с учетом температуры наружного воздуха, направления, скорости ветра и т.д. Аэрация способна обеспечить в крупных производственных помещениях современных промышленных предприятий интенсивный воздухообмен (20-40 кратной). Регулирование аэрации является одним из важнейших условий ее правильной эксплуатации. Оно зависит от силы и направления ветра, температуры воздуха и т.д. Осуществляется путем большого или меньшего количества открытых окон и других вентиляционных отверстий на определенных уровнях и сторонах здания. Летом наружный воздух должен поступать в нижние проемы здания. При ветре фрамуги, расположенные с наветренной стороны, должны быть закрыты. Зимой для предупреждения попадания холодного воздуха в рабочую зону воздух должен поступать через проемы, расположенные не ниже 4,5 от пола. За счет естественных сил может осуществляться также удаление воздуха с ограниченного места образования вредностей путем устройства вытяжных зонтов, специальных шахт. Аэрация, как правило, применяется в цехах со значительными выделениями тела, если концентрация пыли и вредных веществ не превышает 30% от КПД. Для использования ветрового напора вытяжные шахты могут быть снабжены дефлектометрами, которые способствуют подсасыванию воздуха из помещения благодаря тому, что ветер, поступающий на дефлектор, на подветренной стороне создает разряжение. Механическая вентиляция обычно применяется тогда, когда естественной вентиляцией нельзя достичь в помещении воздушной среды, отвечающей гигиеническим требованиям. Механическая вентиляция более сложная по устройству, имеет ряд существенных преимуществ перед естественной: а) возможность подачи воздуха с любой температурой, относительной влажностью и подвижностью; б) возможность равномерной работы круглый год в необходимых объемах, независимо от климатических условий; в) возможность подачи и удаления воздуха в любых точках помещения; г) возможность устройства местных отсосов; д) возможность очистки удаляемого из помещения вентиляционного воздуха. Приточная вентиляция может быть общей, когда подаваемый воздух распространяется по всему помещению, и местной, когда подаваемый воздух поступает к рабочим местам. Элементами приточной вентиляции являются следующие устройства: устройство забора, подогрева, увлажнения воздуха, побудитель движения воздуха, система воздуховодов для подачи воздуха в цех. Место забора наружного воздуха имеет вид отверстия в наружной стене здания, воздухозаборной шахты и др. Воздухозаборные отверстия необходимо располагать на высоте не менее 2 метров от земли и иметь жалюзийные решетки. Местная приточная вентиляция может быть представлена в виде воздушных душей, воздушных оазисов, воздушных завес. Вытяжная вентиляция - общеобменная и местная. Общеобменная вытяжная вентиляция удаляет воздух из нижней или верхней зоны в зависимости от характера вредностей и особенности их выделения. Так в цехах, где имеются источники тепловыделений, способствующие созданию мощных конвекционных потоков, или наличие легких паров и газов, воздух рекомендуется удалять из верхней зоны. Удаление воздуха из нижней зоны на расстоянии 0,5 м и ниже от пола рекомендуется в тех цехах, в которых имеется выброс тяжелых газов и паров летучих веществ, а также пыли. Общеобменная вентиляция обычно применяется при: а)наличие незначительных утечек вредных газов и паров из закрытой аппаратуры именно там, где местные отсосы оборудовать невозможно; б)влаго- и теплоизбытках; в)удаление пыли, когда воздушные потоки, создаваемые вентиляцией, препятствуют процессу осаждения пылевых частиц. Местная вытяжная вентиляция используется для удаления вредных веществ непосредственно на месте образования. Она не только более экономична, но и более эффективна. Типы местных укрытий можно представить следующим образом: 1. Полностью закрытые кожухи, укрывающие источники выделения неблагоприятных факторов производственной среды или полностью аппаратов, из которых отсасывается воздух. 2. Приемники , укрывающие источники вредностей, но имеющие рабочие окна для обслуживания. К числу таких приемников относятся вытяжные шкафы. 3. Приемники, частично укрывающие источники вредных выделений производственной среды (укрытие шлифовальных кругов и др.). 4. Открытые воздухоприемники, представляющие собой отсосы той или иной конструкции, приближенные к источнику поступлений выбросов. К числу таких приемников относятся вытяжные зонты, бортовые отсосы. Для обеспечения эффективной работы системы вентиляции важен контроль за содержанием воздуховодов, полностью присоединения отдельных отрезков. В соответствии с ГОСТ 12.1.005-76 при объеме на одного работающего менее 20 м3 необходимо подавать в помещение не менее 30 м3 чистого воздуха. Если объем на одного работающего 30 м3 подается 20 м3 воздуха. При загрязнении воздуха пылью, химическими веществами, влагой и теплом необходимо определить кратность воздухообмена К - сколько раз в час должен смениться воздух в помещении. Расчет вентиляции состоит из определения кратности воздухообмена и подбора оборудования. Количество воздуха, которое необходимо удалить из помещения, если воздух загрязнен пылью, химическими веществами: L = W / (Cпдк - Cп), м3/ч, 2.3) W - количество вредных выделений пыли, газа, г/ч; Cпдк - предельно допустимые концентрации вредных выделений в воздухе помещения, г/м3; Сп - концентрация вредных примесей в воздухе, поступающим в производственное помещение извне, г/м3. При загрязнении воздуха влагой: L = G /  (уд - пр), м3/ч, (2.4) G - количество избыточной влаги в помещении, г/ч;  - плотность приточного воздуха, кг / м3; уд , пр - влагосодержание в удаляемом и приточном воздухе, г/м3. При загрязнении воздуха теплом: L = Qизб / ( СТ ), м3/ч, (2.5) С - теплоемкость воздуха, С = 1 кДж / кг К; Т - разность температуры удаляемого и приточного воздуха, К;  - плотность приточного воздуха, = 1,29 кг/м3; Qизб - избытки тепла, кДж/ч. Избытки тепла определяются: Qизб = Qп - Qотд, кДж/ч (2.6) Qп - количество тепла, поступающего в воздух помещения от производственных и осветительных установок, в результате тепловыделений людей, солнечной радиации и до, кДж/ч; Qотд - теплоотдача в окружающую среду через стены здания, кДж/ч. Для каждого количества вредных выделений необходимое количество вентиляционного воздуха L рассчитывается отдельно. Затем берется наибольшая из получаемых значений и подставляется в формулу для определения кратности воздухообмена: К = Lmax / V, 1 / час, (2.7) V - объем помещения. Каждая вентиляционная установка снабжается паспортом и инструкцией по эксплуатации. В инструкции указывается режим работы и обязанности персонала. Контроль воздушной среды производится службами санитарного контроля ежеквартально. Для знакомства с приборами, позволяющими измерять параметры микроклимата и закрепления изученного материалы предгается познакомиться с методическими материалами и ответить на вопросы для проверки знаний Вопросы для проверки 1. Какими параметрами характеризуют воздух рабочей зоны? 2. Что относят к параметрам микроклимата? 3. Как осуществляется теплообмен человека с окружающей средой? 4. Как на процессы теплообмена влияют параметры микроклимата? 5. Как осуществляется нормирование параметров микроклимата? 6. Какое действие оказывает пыль на организм человека? 7. Химический состав воздуха рабочей зоны. 8. Какое действие на организм человека оказывают химические вещества? 9. Как осуществляется нормирование химических веществ в воздухе рабочей зоны? 10. Роль вентиляции в формировании чистоты рабочей зоны 2.2. Производственное освещение 2.2.1. Основные светотехнические величины и единицы их измерения Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности. Из общего объема информации человек получает через зрительный канал около 80%. Качество поступающей информации во многом зависит от освещения: неудовлетворительное количественно или качественно оно не только утомляет зрение, но и вызывает утомление организма в целом. Нерациональное освещение может, кроме того, являться причиной травматизма: плохо освещенные опасные зоны, слепящие источники и блики от них, резкие тени ухудшают видимость настолько, что вызывает полную потерю ориентировки работающих. Часть электромагнитного спектра с длинами волн 10-340000 нм называется оптической областью спектра: • ультрафиолетовое излучение - 10-380 нм; • видимое излучение - 380-770 нм; • инфракрасное излучение - 770-340000 нм. Освещение характеризуется количественными и качественными показателями. К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, освещенность и яркость. Часть лучистого потока, которая воспринимается зрением человека как свет, называется световым потоком Ф и измеряется в люменах (лм). Световой поток Ф - поток лучистой энергии, оцениваемый по зрительному ощущению, характеризует мощность светового излучения. Единица светового потока - люмен (лм) - световой поток, излучаемый точечным источником с телесным углом в 1 стерадиан при силе света, равной 1 канделе. Световой поток определяется как величина не только физическая, но и физиологическая, поскольку измерение ее основывается на зрительном восприятии. Все источники света, в том числе и осветительные приборы, излучают световой поток в пространство неравномерно, поэтому вводится величина пространственной плотности светового потока - сила света I. Сила света I определяется как отношение светового потока dФ, исходящего от источника и распространяется равномерно внутри элементарного телесного угла ώ, к величине этого угла. (2.8) За величину силы света принята кандела (кд). Одна кандела - сила света, испускаемого с поверхности площадью 1/6 105 м 2 полного излучения (государственный эталон света) в перпендикулярном направлении при температуре затвердения платины (2046,65 К) при давлении 101325 Па. Освещенность Е - отношение светового потока dФ попадающего на элемент поверхности dS, к площади этого элемента. Е = dФ/dS. (2.9) За единицу освещенности принят люкс (лк). Яркость L элемента поверхности dS под углом относительно нормали этого элемента есть А, отношение силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную к данному направлению излучения. (2.10) Коэффициент отражения характеризует способность отражать падающий на него световой поток. Он определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Фотр к падающему на него потоку Фпад. (2.11) Также для характеристики используется коэффициент поглощения (2.12) К основным качественным показателям освещения относятся коэффициент пульсации, показатель ослепленности и дискомфорта, спектральный состав света. Показатель дискомфорта – критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения. 2.2.2. Системы и виды освещения Естественное, искусственное и совмещенное (естественное и искусственное вместе). Естественное - верхнее и боковое, комбинированное. По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух систем - общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах. Применение одного местного освещения не допускается. По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на следующие виды: рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное и дежурное. В производственных помещениях применяют следующие системы – рабочее общее, рабочее комбинированное. Рабочее освещение - освещение обязательное для всех помещений и освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы, прохода людей и движения транспорта. Аварийное освещение - освещение, устраиваемое для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при аварии) и связанное с этим нарушением нормального обслуживания могут вызвать взрыв, пожар, длительное нарушение технологического процесса и т.п., т.е. те ситуации, в которых недопустимо прекращение работ. Наименьшая освещенность рабочих поверхностей, требующих обслуживания не менее 5 % от нормальной освещенности при системе общего освещения, но не менее 2 лк внутри здания. Эвакуационное освещение следует предусматривать для эвакуации людей из помещений при аварийном отключении рабочего освещения в местах, опасных для прохода людей, на лестничных клетках, вдоль основных проходов в производственных помещениях, в которых работает более 50 человек. Должно обеспечивать наименьшую освещенность в помещениях на полу основных проходов и на ступеньках не менее 0,5 лк, а на открытых территориях - 0,2 лк. Выходные двери общественных помещений общественного назначения, в которых могут находится более 100 человек, должны быть отмечены световыми сигналами - указателями. Светильники аварийного освещения для продолжения работы присоединяются к независимому источнику, а светильники для эвакуации людей - к сети, независимо от рабочего освещения, начиная от щита на подстанции. В нерабочее время, совпадающее с темными временами суток, во многих случаях необходимо обеспечить минимальное искусственное освещение для несения дежурств охраны. Для охранного освещения площадок предприятий и дежурного освещения помещений выделяется часть светильников рабочего или аварийного освещения. 2.2.3.Источники искусственного освещения и осветительные приборы Источники искусственного освещения: лампы накаливания, люминесцентные (газоразрядные) и лампы светодиодные. Лампы накаливания Лампы накаливания. Принцип действия которых основан на тепловом действии электрического тока (вольфрамовая нить лампы, раскаленная до 2500-2700С, излучает световой поток), в настоящее время являются наиболее массовым источником света. Правильный выбор типов и мощности ламп оказывает решающее влияние на эксплутационные качества и экономическую эффективность осветительных установок. При выборе ламп пользуются следующими характеристиками: - электрическими (напряжение питания, мощность); - светотехническими (световой поток или сила света) для некоторых ламп вместо светового потока, световая отдача – это величина светового потока, приходящаяся на единицу потребляемой мощности); - эксплутационными (срок службы лампы); - конструктивными (форма колбы лампы). До настоящего времени широко распространенны лампы накаливания. Основные характеристики ламп накаливания (ЛН): • номинальное значение напряжения, • номинальное значение мощности, • номинальное значение светового потока (иногда силы света), • срок службы, • габаритные размеры (полная длина L, диаметр D). Маркировка ламп общего назначения: В – вакуумные лампы, Г – газонаполненные, Б – биспиральные газонаполненные, БК – биспиральные криптоновые. Большое значение имеет зависимость характеристик ЛН от фактически подводимого напряжения. С повышением последнего возрастает температура накала нити и, как следствие, свет становится белее, быстро возрастает поток и несколько медленнее световая отдача, резко уменьшается срок службы. Преимущества ламп накаливания • изготовление в широком ассортименте, на разные мощности и напряжения(от 15Вт до 1500Вт) и напряжению (12,36,220В); • непосредственное включение в сеть без дополнительных аппаратов; • работоспособность (хотя и с резко изменяющимися характеристиками) даже при значительных отклонениях напряжения сети от номинального; • незначительное (около 15%) снижение светового потока к концу срока службы; • почти полная независимость от условий окружающей среды и от температуры; • компактность; • простота в изготовлении и утилизации; • стоимость ниже по сравнению с другими лампами. Недостатки ламп накаливания • низкая световая отдача (большая часть потребляемой энергии расходуется на тепло); • спектр светового потока отличаетися от дневного, преобладают желтые и красные лучи; • ограниченный срок службы (около 1000 часов); • незначительное (около 15%) снижение светового потока к концу срока службы; • высокая температура колбы лампы ( через 10 минут температура на колбе лампы достигает 300 0С); Газоразрядные лампы Это лампы, световой поток которых образуется в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металла, которыми заполняется колба лампы. Газорязрядные лампы называются люминесцентными, т.к. изнутри колбы они покрыты люминофором, который под действием ультрафиолетового излучения (получаемого в результате электрического разряда), светится, преобразуя тем самым невидимое ультрафиолетовое излучение в свет. Преимущества газоразрядных ламп • большая световая отдача; • большой срок службы по сравнению с лампами накаливания (до 8-12 тыс. час); • возможность получения светового потока в любой части спектра. • Низкая температура колбы лампы. Недостатки газоразрядных ламп • безинерционность – приводит к пульсации светового потока и возникновению стробоскопического эффекта, что может привести к травматизму; • высокая стоимость объясняется сложностью изготовления лампы • необходимость наличия пусковой аппаратуры;; • большая чувствительность к изменению температуры окружающей среды (при температуре меньше +5оС лампа может не зажечься) и напряжению сети (при снижении напряжение на 10% от номинального - лампа не зажжется); • может быть источником радиопомех (электрический разряд – это электромагнитные волны); • сложны и дороги в утилизации из-за наличия паров ртути. (Стробоскопический эффект заключается в неправильном восприятии скорости движения предметов. Опасность его в том, что вращающиеся части механизмов могут показаться неподвижными и стать причиной травматизма). Типы газоразрядных ламп 1. Люминесцентные низкого давления. - ЛДЦ – дневного света для качественной цветопередачи; - ЛД – дневного света; - ЛБ – белого света; - ЛБХ – холодного-белого цвета; - ЛТБ – тепло-белого света. - ЛЕ – близкие по спектру к солнечному свету; - ЛХБЦ – лампы холодно-белого цвета улучшенной цветопередачи. Лампы ЛДЦ, ЛД, ЛХБ, ЛХБЦ – это лучше по качеству света лампы. Их свет практически не искажает цвета объекта зрения, но эти лампы имеют пониженную световую отдачу. Свет лампы ЛБ несколько искажает цвета, но эта лампа имеет наибольшую световую отдачу. Свет лампы ЛТБ не благоприятен для напряженной зрительной работы, их рекомендуется применять в комнатах отдыха. 2. ДРЛ – дуговая ртутная люминесцентная, применяется для уличного освещения. 3. ДРИ – галогенная, спектр близок к дневному. 4. ДРИсТ – ксеноновые, обладают большой единичной мощностью (5 -50кВт), используются для освещения больших площадей. 5. ДНаТ – натриевые. Вышеописанные лампы применяются, в основном, на производстве. В быту широкое распространение в последнее время получили так называемые «энергосберегающие» лампы, т.е. обычные люминесцентные, только с электронным пуско-регулировочным устройством и с распространенным в быту цоколем E14 и E27. Это всем знакомые лампы «дневного света», только в новом формфакторе. Светодиодные лампы В последнее время наблюдается постепенный отказ от обычных ламп накаливания и люминесцентных, переход к современному светодиодному освещению. Светодиодные лампы представляют собой современное поколение световой техники, которая обладает превосходными свойствами и эксплуатационными характеристиками.              Состоит светодиодная лампа из алюминиевого корпуса или колбы, которая сделана из прочного матового или прозрачного пластика, что делает ее более устойчивой к любым внешним повреждениям. Выполненная с использованием светодиодных ламп подсветка отличается повышенной яркостью, длительным сроком службы и красотой, поэтому часто лампы данного типа используют для создания декоративных эффектов.            Светодиодные лампы обладают очень высоким КПД и низкий рабочей температурой, которая не превышает +90 С. Данный тип ламп обладает неограниченным запасом циклов включения/выключения. Светодиодные лампы обладают однородностью света и прекрасной цветопередачей. Преимущества светодиодных ламп • срок службы светодиодных светильников, который в разы превышает срок службы обычных ламп. Например, при работе светодиодной лампы 10 часов в день, то она прослужит около 25 лет или 100 000 реальных часов. • светодиоды очень экономичны. Потребление электрической энергии значительно меньще (в сравнении с лампами накаливания – до 10 раз). Замечено, что при использовании светодиодного освещения, затраты на энергопотребление снижаются до 70% по сравнению с обычными лампами. Это весьма важно для предприятий, которые, перейдя на светодиодное освещение, смогу экономить значительные суммы на энергии; • мощность светодиодной лампы значительно выше, чем у  ламп накаливания. Потому для освещения одной и той же площади нужно меньшее количество ламп; • у светодиодных ламп высокий угол рассеивания света. Свет направлен «вокруг себя», как и у обычно лампы накаливания. Таким образом, освещается больше полезной  площади. Это позволяет использовать светодиодную лампу не только для домашних условий, но и в промышленных зонах; • может работать при большом перепаде температур; • светодиодные лампы не нуждаются в дополнительном их обслуживании на протяжении всего срока службы. То есть, установив один раз светодиодные светильники, можно не бояться сбоев или неполадок в работе. Светильники будут светить до конца, при этом они не нуждаются в особом уходе, а уж тем более техническом обслуживании, что также значительно снижает стоимость использования светодиодов; • экологическая безопасность. Такие лампы не содержат в себе никаких вредных веществ или материалов, они не требуют особых условий хранения или утилизации. К тому же светодиодные лампы не дают вредного излучения. Использование таких ламп особенно удобно в офисах или учебных учреждениях (школах, вузах, детских садах), так как снижается усталость глаз при работе с бумагами или учебниками.; Недостатки светодиодных ламп • высокая стоимость; • создают не всегда равномерное освещение: это имеет важное значение при освещении зон особого внимания — железнодорожных путей или промышленных цехов. Даже небольшие неравномерности в освещении промышленных зон могут стать причиной неполадок; • производитель дает гарантию работы лампы на срок 3-5 лет, а не на 100000 часов, как заявлено в преимуществах. Дело в том, что есть явление деградации, т.е. тихого умирания кристаллов светодиодов. Сначала они теряют яркость, потом совсем гаснут; • неприятный спектр свечения. По свидетельству психологов, более 80% респондентов отрицательно отзываются о применении таких светильников дома; • светодиоды дают весьма направленный свет и может понадобиться больше таких ламп для получения привычной освещенности; • для стабильной и долговечной работы этих светильников нужно применять весьма дорогие источники питания и системы охлаждения. Без этих устройств светодиоды быстро деградируют. Источники питания используются импульсные, т.к. в наших электросетях большие перепады напряжения, несовместимые даже с ГОСТом, источники часто выходят из строя. На сегодняшний день можно выделить два типа светодиодных ламп – это лампы для обычных патронов стандарта Е14 и Е27, а также встраиваемые лампы стандарта MR16 и MR11, которые могут устанавливаться в различные модели светильников. Довольно часто светодиодные лампы используют для создания подсветки витрин, торгового оборудования, интерьеров офисов и жилых помещений. Светильники Светильником называется осветительный прибор, осуществляющий перераспределение светового потока лампы внутри значительных телесных углов. Светильники – это совокупность источника света и осветительной арматуры. Осветительная арматура служит для преобразования светового потока лампы, для крепления и подключения ее к системе питания, для защиты от механических повреждений и изоляции лампы от окружающей среды и для защиты органов зрения от слепящего действия лампы. Световой поток большинства источников света распространяется в пространстве по всем направлениям. Для рационального освещения помещения или открытого пространства требуется обычно распределить световой поток источника света вполне определенным образом: направит его вниз ( в нижнюю полусферу) или вверх (верхнюю полусферу), в одних случаях распределить его более или менее равномерно на большой площади, в других - сконцентрировать на небольшом участке (рабочем месте) и т.д. Для такого перераспределения светового потока применяют осветительную арматуру. Основным назначением осветительной арматуры является перераспределение светового потока источника света. Кроме того, она предохраняет зрение работающих от чрезмерной яркости источников света, защищает лампу от механических повреждений, защищает полости расположения источника света и патрона от воздействия окружающей среды , служит для крепления источника света, проводов, пускорегулирующих аппаратов (для газоразрядных источников) и других конструктивных узлов и деталей светового прибора. Осветительная арматура рассчитывается на использование лампы определенной мощности, допустимой для данного типа светового прибора. Различают две группы осветительных приборов: ближнего действия (светильники) и дальнего действия (прожекторы). Светильником называется осветительный прибор ближнего действия, состоящий из источника света (лампы) и арматуры. В соответствии с ГОСТ 13828 -74 «Светильники. Виды и обозначения» светильники классифицируются по ряду признаков: характеру светораспределения, форме кривой силы света, типу источника света, способу установки, по защите от воздействия внешней среды, по целевому назначению и т.д. Каждому светильнику, за исключением светильников специального назначения и для установки на транспорте присваивается шифр (условное обозначение). Структура шифра такова: , где 1 – буква, обозначающая источник света (Н – лампы накаливания общего применения, Р – ртутные лампы типа ДРЛ, Л – прямые трубчатые люминесцентные лампы, И – кварцевые галогенные лампы накаливания, Г – ртутные лампы типа ДРИ, Ж – натриевые лампы, К – ксеноновые трубчатые и т.д.); 2 – буква, обозначающая способ установки светильника (С – подвесные, П – потолочные, Б – настенные, В – встраиваемые и т.д.); 3 – буква, обозначающая основное назначение светильника (П – для промышленных предприятий, О – для общественных зданий, У – для наружного освещения, Р – для рудников и шахт, Б – для бытовых помещений); 4 – двузначное число (01-99), обозначающее номер серии; 5 – число, обозначающее количество ламп в светильнике (для одноламповых светильников число 1 не указывается и знак * не ставится, а мощность указывается непосредственно после тире); 6 – число, обозначающее мощность ламп в ваттах; 7 – трехзначное число (001-099), обозначающее номер модификации; 8 – обозначение климатического исполнения и категории размещения светильников. Обозначение степени защиты от пыли и воды состоит из букв IP и двух цифр, первая из которых обозначает степень защиты от проникновения внутрь светильника пыли, вторая – от воды. Пример обозначения IP44. Характеристика светильников 1. Защитный угол – это угол, образуемый горизонтальной плоскостью, проходящий через святящееся тело лампы и нижний край абажура, решетки, защищающей органы зрения от ослепления. В пределах защитного угла человек не видит светящееся тело лампы. Защитный угол одного и того же светильника в разных направлениях может быть различным. На рис. 2.1 и 2.2 приведены защитные углы светильников с лампами накаливания и люминесцентными, на рис. 2.3 – со светодиодными В светильниках с люминесцентными лампами различают два защитных угла - в продольной и поперечной плоскости светильника. Стандарты устанавливают наименьшее значение защитного угла светильника 150 для светильников с лампами накаливания, ртутными и люминесцентными лампами. Защитный угол учитывается при установлении оптимальной высоты подвеса светильника. Рис. 2.1 Защитный угол светильника с лампой накаливания Рис.2.2. Защитный угол светильника с лампой накаливания Рис. 2.3 Защитный угол светильника со светодиодами На рисунках: • Yз – защитный угол светильника   - h- минимальная высота светящего тела источника света над горизонталью, проходящей через край выходного отверстия светильника или экранирующей решетки, мм;  - l -максимальное расстояние по горизонтали от основания высоты  до края выходного отверстия светильника или расстояние между соседними экранирующими элементами решетки, мм. 2. Коэффициент полезного действия – это отношение фактического светового светильника к световому потоку помещенной в него лампы. Вследствие потери светового потока источника света в отражателе, рассеивателе и других конструктивных частях арматуры светильника вышедший из светильника световой поток Fсв будет меньше, чем световой поток источника Fл. Процентное отношение этих световых потоков называется КПД светильника: св = (Fсв / Fл)  100. (2.13) Если в светильнике размещается несколько ламп, то Fл является суммой потоков всех ламп. КПД светильника характеризует его экономичность, в современных стандартных светильниках его величина колеблется в пределах 60-80%. 3. Наименьшая высота подвеса. 4. Распределение светового потока в пространстве (графики линий равной освещенности - изолюкс) в полярной системе координат. 5. Характеристикой светильников также является кривая силы света КСС. Под КСС понимают график зависимости силы света светильника от меридиональных и экваториальных углов, получаемый сечением его фотометрического тела плоскостью или поверхностью. Фотометрическое тело светильника – область пространства, ограниченную поверхностью, являющейся геометрическим местом концов радиусов векторов, выходящих из светового центра светильника в соответствующем направлении. Симметричные светильники в зависимости от формы КСС подразделяются на семь типов: Таблица 3 Тип кривой силы света Обозначение Наименование К концентрированная Г глубокая Д косинусная Л полуширокая Ш широкая М равномерная С синусная Тип КСС для различных светильников указывается в справочных таблицах Кроме удовлетворения заданных светотехнических требований светильник должен длительно и надежно работать в конкретных реальных условиях производственных помещений и открытых площадок. 2.2.4.Контроль освещенности В процессе эксплуатации электроосветительных установок происходит постепенное уменьшение освещенности рабочих мест по следующим причинам: старение источников света и выход их из строя, запыление и загрязнение светильников; старение светильников, т.е. ухудшение светотехнических характеристик их арматуры, не устраняемое путем очистки, ухудшение отражающих свойств поверхностей помещения. Уровень естественного освещения с течением времени также уменьшается вследствие загрязнения стекол и окон и световых фонарей и снижение отражающей способности стен, потолков и других частей помещения ( особенно с большим выделением дыма, копоти). Поэтому требуется периодически производить контроль освещенности. Для измерения освещенности на рабочих поверхностях применяют специальные приборы, показывающие измеряемую освещенность непосредственно в люксах и называемые люксметрами. Выпускаютсмя несколько типов таких приборов. Наиболее широко в производственных условиях используется простой и портативный люксметр типа Ю-16, состоящий из датчика (селенового фотоэлемента) и стрелочного электроизмерительного прибора, шкалы которого градуированы на три предела измерения: 0-25,0 100 и 0 -500 лк. Уровень освещенности промышленных зданий измеряется непосредственно на рабочих местах в рабочей зоне (в зоне резания и обработки деталей, на столах сборки, на шкалах приборов); в административно-конторских помещениях освещенность измеряется на рабочих местах, которыми являются рабочие столы, счетные и пишущие машины и т.д. В зависимости от характера производства и конструкции оборудования рабочая зона может находится в горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскости. В помещениях, где работа может происходить в любой точке помещения или где вообще нет рабочих мест (фойе, зрительные залы), освещенность измеряется в горизонтальной плоскости на уровне 0,8 м от пола. Контроль освещенности производится в сроки, зависящие от характера производства, но не реже 1 раза в год: значения освещенности на рабочих местах сравниваются с величинами, предусмотренными проектом или отраслевыми нормами искусственного освещения. Чтобы не допускать снижения естественной освещенности, следует соблюдать роки очистки остекления от загрязнения (не реже 2 -4 раз в год в зависимости от вида и количества загрязнения, выделяющегося в помещение, и от чистоты наружного воздуха), а также выполнять требования по цветовой отделке интерьеров помещений. Очень важной необходимой и трудоемкой частью работ, относящейся к контролю освещенности, является периодическая чистка колб ламп и отражающих, рассеивающих и других поверхностей и детелей светильников от накапливающихся на них пыли и грязи. Освещенность на отдельных предприятиях, как показали исследования, в течение нескольких месяцев эксплуатации, если не производить очистку светильников , может снизится в 2-3 раза по сравнению с проектной. Сохранение необходимых условий освещения, создаваемых осветительной установкой, в значительной степени зависит от своевременности замены источников света (как перегоревших ламп, так и продолжающих работать, но со значительно меньшим по сравнению с номинальным световым потоком). В отечественной и зарубежной практике эксплуатации осветительных установок применяется два способа замены ламп: индивидуальный (лампы заменяются сразу же по мере старения) и групповой (замена всех ламп, установленных одновременно). Оба способа имеют свои достоинства и недостатки. На большинстве предприятий пищевой промышленности используется способ индивидуальной замены ламп. Замена ртутных газоразрядных ламп (люминесцентных и ДРЛ) должна выполнятся с большой осторожностью. Надо следить, чтобы лампы не разбивались и не выливалась находящаяся в них ртуть. Пары ртути - сильный и опасный яд. Вышедшие из строя газоразрядные лампы хранят в специальных помещениях (складах) в упаковочных коробках, а затем удаляют с территории объекта. Уровень освещенности и срок службы ламп, зависит от величины напряжения сети. Изменение напряжения сети на 1% от номинального приводит к изменению срока службы на  13%, светового потока - на  3,5%. 2.2.5 Нормирование освещения Правила и нормы искусственного освещения основываются на закономерностях, определяющих работоспособность органов зрения. Глаз непосредственно реагирует на яркость, и именно яркость объекта (при прочих равных условиях) определяет условия видения. Однако расчет и измерение яркости весьма затруднительны, поэтому в качестве нормируемой величины принята освещенность, которая в большинстве случаев пропорциональна яркости. Нормируемая освещенность на рабочих определяется: • разрядом зрительной работы. Разряд зрительной работы зависит от наименьшего размера объекта различения; • подразрядом зрительной работы. Зависит от характеристики фона и от контраста объекта различения с фоном; • системой освещения (общее или комбинированное); • типом применяемых ламп (люминесцентных или накаливания). На основании общих норм освещенности, приведенных в СНиП 23-05-95 Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение составляются нормы для различных видов работ, выполняемых в помещениях предприятий разных отраслей промышленности. Естественное освещение характерно тем, что создаваемая в помещении освещенность изменяется в чрезвычайно широких пределах. Эти изменения обусловлены временем дня, года и метеорологическими факторами: состоянием облачности и отражающими свойствами земного покрова. Поэтому характеризовать естественное освещение абсолютным значением освещенности на рабочем месте не представляется возможным. В качестве нормируемой величины взята относительная величина - коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке внутри помещения Ев к одновременной наружной горизонтальной освещенности Ен, создаваемой светом полностью открытого небосвода. (2.14) Тестовые вопросы для проверки знаний Выберите правильный ответ (ответы): 1. Основные виды производственного освещения: а) естественное, искусственное, комбинированное б) естественное, искусственное, совмещенное; в) естественное, искусственное, местное; г) естественное, искусственное, общее 2. Виды естественного освещения: а) рабочее, комбинированное, верхнее; б) совмещенное, боковое, верхнее; в) боковое, верхнее, комбинированное. 2. Какие системы искусственного освещения применяются в производственных помещениях: а) рабочее, аварийное и эвакуационное б) рабочее, аварийное, комбинированное; в) рабочее общее, рабочее комбинированное. 3. Допускается ли применение одного местного освещения на производственных рабочих местах: а) допускается б) не допускается; в) допускается только для выполнения работ высокой точности. 4. Показатель ослепленности характеризует: а) световой поток осветительной установки; б) слепящее действие осветительной установки; в) мощность осветительной установки. 6. К какому диапазону длин волн относится видимое излучение: а) 770 –3410000 нм б) 380 – 780 нм в) 4 – 380 нм 7.Какой параметр нормируется при использовании естественного освещения: а) освещенность от естественного освещения на рабочем месте, лк б) сила естественного света, кд в) коэффициент естественного освещения, % 8. Какие параметры нормируются при использовании искусственного освещения: а) сила света, показатель ослепленности, коэффициент пульсации б) освещенность рабочей поверхности, показатель ослепленности, коэффициент пульсации в) яркость рабочей поверхности, сила света, коэффициент пульсации 9. В зависимости от каких параметров определяется нормируемое значение освещенности на рабочем месте при использовании искусственного освещения: а) размер объекта различения, контраст объекта различения с фоном, род деятельности б) размер объекта различения, контраст объекта различения с фоном, светлота фона в) контраст объекта различения с фоном, светлота фона, коэффициент естественной освещенности. 10. Что такое показатель дискомфорта: а) яркость источника света, при которой возникают неприятные ощущения глаза; б) световой поток источника света, вызывающий дискомфорт 2.3. Производственный шум и вибрация 2.3.1. Характеристика шума Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы), возникающих при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Звуковые волны возникают при нарушении стационарного состояния среды вследствие воздействия на нее какой-либо возмущающей силы. Звуки, издаваемые гармонически колеблющимся телом, называются музыкальным тоном. Музыкальные тоны отличаются громкостью и высотой. Громкость определяется амплитудой колебаний, высота звука определяется частотой. Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой 16….20000 Гц. Колебания с частотой ниже 16 Гц (инфразвук) и выше 20000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм. При звуковых колебаниях частиц среды в ней возникает переменное давление Р. В каждой точке звукового поля давление и скорость движения воздуха изменяются во времени. Разность между мгновенным значением давления и средним давлением, которые наблюдаются в невозмущенной среде, называют звуковым давлением; измеряется в Па. Распространение звуковых волн сопровождается переносом энергии, величина которой определяется интенсивностью звука I. Интенсивностью звука называется средний поток звуковой энергии в единицу времени в какой-либо точке среды, отнесенной к единице поверхности; измеряется в Вт/м2. Минимальное звуковое давление Ро и минимальная интенсивность звука Iо, различаемые ухом человека, называются пороговыми. Интенсивности едва слышимых звуков (порог слышимости) и интенсивность звуков, вызывающих болевые ощущения (болевой порог), отличаются друг от друга более чем в миллион раз. Поэтому для оценки шума удобно измерять не абсолютные значения интенсивности звукового давления, а относительные их уровни в логарифмических единицах, взятые по отношению к пороговым значениям Pо и Iо. Уровень интенсивности звука определяется по формуле LI = 10 lg (I / Iо), (2.15) где : I – интенсивность звука в данной точке; Вт/м2; Iо – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости, равному (1*10-12) Вт/м2 при частоте 1000 Гц. Уровень звукового давления определяется по формуле Lр = 20 lg (P / Pо), (2.16) где: Р – звуковое давление в данной точке, Па; Ро – пороговое звуковое давление, равное (2 * 10-5) Па. Логарифмическая единица, отражающая десятикратную степень увеличения интенсивности звука над уровнем другого, называется белом. Пользуются единице в 10 раз меньшей – децибел (дБ). Диапазон звуков, воспринимаемых ухом человека, составляет 0…140 дБ. Звуковые колебания различных частот при одинаковых уровнях звукового давления по-разному воздействуют на органы слуха человека. Звуковую мощность и звуковое давление как величины переменные можно представить в виде суммы синусоидальных колебаний различной частоты. Зависимость среднеквадратичных значений этих составляющих (или их уровней) от частоты называется частотным спектром шума. Шум, в котором звуковая энергия распределена по всему спектру, называется широкополосным. Если прослушивается звук определенной частоты, то шум называется тональным. Шум, воспринимаемый как отдельные импульсы (удары), называется импульсным. Обычно частотный спектр определяется опытным путем, находя звуковые давления не для каждой отдельной частоты, а для октавных (или третьоктавных) полос частот. Среднегеометрическая октавная полоса частот fср определяется как: fср. = ^fH * fb; причем для октавных полос fb / FH = 2, для третьоктавных fb / fH = 1,26, где: fb – верхняя частота, fH – нижняя частота. По характеру спектра шумы подразделяются на низкочастотные (Мах звуковое давление < 400 ГЦ), среднечастотные (400 – 1000 Гц) и высокочастотные (> 1000 Гц). Частотные спектры шума получают с помощью анализаторов шума, представляющих собой набор электрических фильтров, которые пропускают электрический звуковой сигнал в определенной полосе частот (полосе пропускания). По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные. Непостоянные бывают: • колеблющиеся по времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; • прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума; • импульсные, состоящие из сигналов менее 1с. Действие на организм Воздействие шума на организм может проявляться в виде специфического поражения органа слуха, нарушений со стороны ряда органов и систем, снижения производительности труда, снижения внимания, повышения уровня травматизма. В отрасли связи шум является одним из наиболее распространенных источников вредности. Длительное воздействие шума большой интенсивности приводит к патологическому состоянию слухового аппарата и его утомлению. Утомление может постепенно перейти в тугоухость и глухоту. Чаще всего снижение слуха развивается в течение 5 – 7 лет и более – ухудшается восприятие шепотной речи, появляются головные боли, шум и писк в ушах. Период отдыха, восстановления слухового восприятия, становится все длиннее. Интенсивный шум вызывает изменение сердечно-сосудистой системы, сопровождаемые нарушением тонуса и ритма сердечных сокращений, изменяется артериальное давление. При этом степень выраженности гипертензивного действия шума зависит от интенсивности, времени воздействия, частотного состава и др. Шум действует на центральную нервную систему, функциональные изменения в которой происходят зачастую раньше, чем определяется нарушение слуховой чувствительности. Это выражается астеническими реакциями, синдромом вегетативной дисфункции, астеновегетативным синдромом с характерными симптомами – раздражительностью, ослаблением памяти, апатией, подавленным настроением. Шум вызывает нарушение нормальной функции желудка – уменьшается выделение желудочного сока, изменяется кислотность, что приводит к гастритам и язвам. Шум действует на вестибулярный аппарат, вызывая нарушение координации движений, тошноту. Действуя на другие анализаторы, вызывает нарушение концентрации внимания, ухудшается восприятие цветовых и звуковых сигналов, раньше возникает чувство усталости и развиваются признаки утомления. Все это ведет к снижению производительности труда и повышает риск травматизма. Шум обладает кумулятивным (накапливающим) действием. Чем старше человек, тем резче его реакция на шумовое раздражение. При уровне шума 65 дБ (шум улицы, рынка, машинописного бюро) повышается кровяное давление, появляется быстрая утомляемость. Уровень шума 90 дБ (шум поезда метрополитена) приводит к нарушениям слуха, ухудшению деятельности ЖКТ, нарушению нервной деятельности. При шуме в 140 дБ (мотор самолета в 100 м) могут лопнуть барабанные перепонки, могут быть нарушены связи между частями внутреннего уха. Клетки коры головного мозга находятся в состоянии, близком к истощению. Звук вызывает механические колебания тканей и разрушение нервных клеток. Опасны не только производственные, опасны и бытовые шумы. Школьник делает уроки «под телевизор», подросток читает рядом с включенным магнитофоном, в рабочем кабинете гремит радио, в кабине шофера – магнитофон. Насколько же безобидна такая картина? Ученым давно известно, как вредно сказывается на человеке радиошумы параллельно с работой. Здесь не идет речь о специально подобранной музыке, например, для конвейера. Многолетние исследования лаборатории качества ОС НИИ общей и коммунальной гигиены установили, что производительность самых различных видов труда при радиошуме значительно снижается. В первую очередь это относится к умственной работе, так как она требует повышенного внимания. Если включен репродуктор – производительность умственного труда снижается в 2 – 4 раза, при двух включенных репродукторах с разными программами она снижается в 12 – 15 раз. Это же относится к эффективности учебного процесса. В 1,5 – 2 раза снижается и производительность физического труда при одном включенном репродукторе, в 3 – 5 раз – при двух. В 2 – 3 раза увеличиваются несчастные случаи на производстве. Работа при радиошуме вызывает ощущение тяжести в голове, головные боли, приводит к развитию неврозов, гипертонии, язвы желудка. Источники шума Шум создается одиночными или комплексными источниками, находящимися снаружи или внутри здания. Это прежде всего транспортные средства, техническое оборудование промышленных и бытовых предприятий, вентиляторные, газотурбокомпрессорные установки, санитарно-техническое оборудование жилых зданий, трансформаторы. В зависимости от физической природы шумы могут быть: • механические – возникающие при вибрации поверхностей машин и при одиночных или периодических ударах конструкции; • аэродинамические – при прохождении в газах процессов, выхлопах автомобилей; • электромагнитные; • гидродинамические. По характеру действия шумы делятся на стабильные, прерывистые, воющие. Последние два особенно неблагоприятно действуют на слух. Для измерения шума применяются приборы - шумомеры (ШМ-1). Шум в рабочем помещении измеряют на высоте 1,5 м, на расстоянии 1 м от его источника. При равномерном размещении шума измерение проводят в двух точках, расположенных по длинной оси помещения на высоте 1,5 м. Нормирование шума Для оценки шума используют частотный спектр измеренного уровня звукового давления, выраженный в дБ, в октавных полосах частот, который сравнивается с предельным спектром, нормированным в ГОСТ 12.1.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности». Для ориентировочной оценки шумовой обстановки допускается использовать одночисловую характеристику – так называемый уровень звука, дБА, измеряемый без частотного анализа по шкале А шумометра, которая приблизительно соответствует числовой характеристике слуха человека. Слуховой аппарат человека более чувствителен к звукам высоких частот, поэтому нормируемые значения звукового давления уменьшаются с увеличением f. Для постоянного шума нормируемыми параметрами являются – допустимые уровни звукового давления и уровни звука на рабочих местах (по ГОСТ 12.1.003-83). Для непостоянного шума нормируемым параметром является эквивалентный уровень звука LА единиц в дБ по шкале А. Эквивалентным уровнем звука называется значение уровня звука постоянного шума, который в пределах регламентируемого интервала времени Т = t2 - t1 имеет тоже самое среднеквадратичное значение уровня звука, что и рассматриваемый шум. Методы и средства защиты Используются следующие методы: 1. Уменьшение шума в источнике. Этот метод является наиболее рациональным. Механические шумы снижаются при помощи следующих технических мероприятий: • замена ударных процессов и механизмов безударными, например, применять оборудование с гидроприводом вместо оборудования с кривошипным и эксцентрированным приводами. Заменяют штамповку прессованием: клепку – сваркой, обрубку – резкой и т.д.; • применять вместо прямозубых шестерен косозубые; • замена зубчатых и цепных передач клиноременными; • замена подшипников качения на подшипники скольжения; • замена (по возможности) металлических деталей на пластмассовые; • использование принудительной смазки трущихся поверхностей; • применять балансировку вращающихся элементов машин. Аэродинамические шумы Это шумы вентиляторов, воздуходувок, компрессоров, выпусков пара и воздуха в атмосферу, двигателей внутреннего сгорания. В большинстве случаев меры по ослаблению аэродинамических шумов в источнике оказываются недостаточными, поэтому дополнительное, а часто и основное снижение шума достигается путем звукоизоляцией источника и установка глушителей. Гидродинамические шумы Возникают вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (насосы). Меры борьбы – это улучшение гидродинамических характеристик насосов и выбор оптимальных режимов их работы. Электромагнитные шумы – возникают в электрических машинах и оборудовании за счет магнитного поля, обусловленного электрическим током. Снижение электромагнитного шума осуществляется путем конструктивных изменений в электрических машинах. В трансформаторах необходимо применять более плотную прессовку пакетов, использовать демпфирующие материалы. 2. Изменение направленности излучения шума. 3. Рациональная планировка предприятий и цехов. 4. Акустическая обработка помещений. Если нет возможности уменьшить прямой звук, то для снижения шума нужно уменьшить энергию отраженных волн. Процесс поглощения звука происходит за счет перехода энергии колеблющихся частиц воздуха в теплоту вследствие потерь в порах материала. Поэтому для эффективного звукопоглощения материал должен обладать пористой структурой, причем поры должны быть открыты со стороны падения звука и соединяться между собой, чтобы не препятствовать проникновению звуковой волны в толщу материала. 5. Уменьшение шума на пути его распространения. Этот метод применяется, когда рассмотренными выше методами не возможно или нецелесообразно достичь требуемого снижения шума. Снижение шума этим методом может быть осуществлено применением: а) звукоизолирующих кожухов, экранов, кабин; б) глушителей шума. Средства индивидуальной защиты Часто неэкономично, а иногда практически невозможно уменьшить шум до допустимых величин общетехническими мероприятиями. Поэтому средства индивидуальной защиты являются основными мерами, предотвращающими профессиональные заболевания работающих. К средствам индивидуальной защиты относятся вкладыши, наушники, шлемы. 2.3.2.Производственная вибрация Вибрация представляет собой механическое колебательное движение, простейшим видом которого является гармоническое (синусоидальное) колебание. Основные параметры синусоидального колебания: частота - в герцах; амплитуда смещения - А в м или см; скорость v в м/с; ускорение а в м/с2 или в долях ускорения силы тяжести - 9, 81 м/с2. Время в течении которого совершается одно полное колебание, называется периодом колебания Т(с). для синусоидальных колебаний скорость (v) и ускорение (а) определяются по формуле: v = 2f А; а = (2f)2 А, где  = 3,14; f - частота, Гц; А - амплитуда колебаний, м. За нулевой уровень колебательной скорости принимают величину 5 10 -8 м/с, соответствующую среднеквадратичной колебательной скорости при стандартном пороге звукового давления, равном 2 10-5 Н/м2. За нулевой уровень колебательного ускорения принимают величину 3 10-4 м/с2. Относительные уровни виброскорости и виброускорения выражаются в децибеллах и определяются по формулам: Lv = 20lg (V /5  10-8); Là = 20lg (а /3  10-4), (2.17). По способу передачи принято различать вибрацию локальную, передаваемую через руки (при работе с ручными машинами, органами управления), и общую передаваемую через опорные поверхности или стоящего человека. По характеру спектра вибрации подразделяют на: узкополосные, у которых контролируемые параметры в 1/3- октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 - октавных полосах; широкополосные, которые не отвечают указанному требованию. По частотному составу подразделяются: низкочастотные с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 8 и 16 Гц (локальная), 1 и 4 Гц (общая); среднечастотные - 31,5 и 63 Гц (локальная), 8 и 16 Гц (общая); высокочастотные - 125, 250, 500 и 1000 Гц (локальная), и31, 5 и 63 Гц (общая). По временным характеристиками локальные вибрации подразделяются на: постоянные, для которых величина виброскорости изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ0 за время наблюдения не мене 1 мин; непостоянные, для которых величина виброскорости изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин. Непостоянные вибрации подразделяются на: колеблющиеся во времени, для которых уровень виброскорости непрерывно меняется во времени; прерывистые, когда контакт оператора с вибрацией в процессе работы прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1с; импульсные, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с. Местная вибрация. По источнику возникновения локальные вибрации подразделяются на передающиеся от: ручных машин с двигателями (или ручного механизированного инструмента), органов ручного управления машинами и оборудованием; ручных инструментов без двигателей (например, рихтовочные молотки разных моделей) и обрабатываемых деталей. Преимущественно местную вибрацию создают ручные машины ударного, ударно-вращательного и вращательного действия. К виброопасному оборудованию относятся клепальные, рубильные, отбойные молотки, бетономолы, трамбовки, поверхностные и глубинные ручные вибраторы, шлифовальные машины, дрели, горные сверла, бензомоторные и электропилы и др. В большинстве случаев ручные виброопасные машины генерируют вибрацию, уровни колебательной скорости которой значитльно превышают допустимые нормами величины. Для пневмотрамбовок, гайковертов, горных сверл характерна вибрация с высокими уровнями в области низких частот. Вибрация пневматических рубильных, клепальных молотков, бурильных перфораторов, шлифовальных машин, бензомоторных пил характеризуется как средне- и высокочастотная, пневматических отбойных молотков, бурильных перфораторов, ручных вибраторов для уплотнения бетона как низко- , средне- и высокочастотная. При работе ручных машин ударного и ударно-вращательного действия возникает так называемая отдача. Отдача - периодический обратимый импульс, характер которого обусловлен конструкцией ручной машины, физическими свойствами обрабатываемого объекта, степенью осевого усиления, прикладываемого оператором. К усугубляющим воздействие вибрации ручных машин на организм человека относятся шум высокой интенсивности, неблагоприятные метеорологические условия, пониженное и повышенное атмосферное давление и др. При работе с пневматическими ручными машинами имеет место охлаждение рук отработанным воздухом и холодным металлом корпуса машины. Общая вибрация. В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования безопасности» существуют следующие виды общей вибрации - три категории: 1-транспоттная вибрация; 2-транспортно-технологическая; 3-технологическая. Технологическая вибрация в свою очередь подразделяется на 4 типа: 3а - на постоянных рабочих местах в производственных помещениях, центральных постах управления и др; 3б - на рабочих местах в служебных помещениях на судах; 3в - на рабочих местах на складах, бытовых и других производственных помещениях; 3г - на рабочих местах в заводоуправлениях, КБ, лабораториях, учебных пунктах, ВЦ, конторских помещениях и др. помещениях умственного труда. К источникам транспортной вибрации относят: тракторы, сельскохозяйственные машины (в том числе комбайны); автомобили грузовые, в том числе тягачи, скреперы, грейдеры, катки; снегоочистители. К источникам транспортно-технологической вибрации относят: экскаваторы (в том числе роторные), краны промышленные и строительные, машины для загрузки (завалочные) для мартеновских печей в металлургическом производстве; горные комбайны, шахтные погрузочные машины, самоходные бурильные каретки; путевые машины, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт. К источникам технологической вибрации относят: станки металло- деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, насосные агрегаты и вентиляторы, оборудование для бурения скважин, буровые станки, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна(сушилки), оборудование промышленности стройматериалов, установки химической и нефтехимической промышленности. Действие на организм Характер воздействия на организм производственной вибрации определяется уровнями, частотным спектром, физиологическими свойствами тела человека. Местная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное воздействие на организм человека: восстановить трофические изменения, улучшить функциональное состояние центральной нервной системы, ускорить заживление ран и т.п. При увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии - вибрационной болезни. В производственных условиях ручные машины с максимальным уровнем виброскорости в полосах низких частот (до 35 Гц), вызывают вибрационную патологию с преимущественным поражением нервно-мышечного аппарата. При работе с ручными машинами, вибрация которых имеет максимальный уровень энергии в областях спектра 35-250 Гц, наблюдаются преимущественно сосудистые расстройства с наклонностью к спазму периферических сосудов. К основным проявлениям вибрационной патологии относятся нейрососудистые расстройства рук, сопровождающиеся интенсивными болями после работы и по ночам, снижением всех видов кожной чувствительности, слабостью в кистях рук. Нередко наблюдается так называемый феномен мертвых или белых пальцев. Параллельно развиваются мышечные и кожные изменения, а также расстройства нервной системы по типу неврозов. Изменение костно-мышечной системы обусловлены как нарушениями нервно-сосудистой регуляции (в том числе и рефлекторного характера), так и непосредственным влиянием хронической микротравмы. При рентгеновских исследованиях в костях и суставах обнаруживаются явления функциональной перестройки в костной ткани: при длительном действии вибрации выявляются кистовидные образования в костях, резорбция бугристости ногтевых фаланг, региональный остеопороз, эностозы, эпикондилиты, явления септического некроза, деформирующего остеоартроза. Одним из ранних признаков вибрационной патологии у операторов, работающих с ручными машинами, считается изменение кожного анализатора - повышение порогов вибрационной чувствительности. Степень изменения вибрационной чувствительности определяется параметрами вибрации, длительностью воздействия, а также наличием сопутствующих факторов производственной среды (охлаждение рук, мышечная нагрузка). Наиболее характерными проявлениями вибрационной болезни считают периферические нейрососудистые расстройства верхних конечностей. Эти нарушения отчетливо проявляются в изменении кровенаполнения тканей предплечья, пальцев кисти, а также в изменении реактивности сосудов и общей дистонии. Низкочастотная общая вибрация вызывает длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменение моторики гладкой мускулатуры желудка и кишечника, возникновение и прогрессирование дегенеративных изменений позвоночника. У женщин, подвергающихся длительному воздействию общей вибрации отмечается повышенная частота гинекологических заболеваний, самопроизвольных абортов, преждевременных родов; низкочастотная вибрация вызывает у женщин нарушение кровообращения органов малого таза. Длительное действие общей вибрации может привести к развитию вибрационной болезни. Для ее клинической картины характерны явления периферического вегетативного полиневрита в сочетании с функциональными изменениями ЦНС (астенические и астеноневрические реакции, головокружение, эмоциональная неустойчивость), а при выраженных формах - изменения вестибулярного аппарата. Нормирование Для санитарного нормирования и контроля вибраций используются среднеквадратичные значения виброускорения и виброскорости, а также их логарифмические уровни в децибелах. ГОСТ 12.1.012-90. Общая вибрация нормируется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 Гц и в 1/3 октавных полосах со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; ...40; 50; 63; 80 Гц. Локальная вибрация нормируется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 8, 16, 32, 63, 120, 250, 500, 1000 Гц. Методы и средства защиты К работе с вибрирующими машинами и виброоборудованием допускаются лица не моложе 18 лет. Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты работающих от вибрации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике возникновения связана с установлением причин появления механических колебаний и их устранением, например, замена кривошипных механизмов равномерно вращающимися, тщательный подбор зубчатых передач, балансировка вращающихся масс и т.д. для снижения вибрации широко используют эффект вибродемпфирования - превращения энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. С этой целью в конструкции деталей, через которые передается вибрация, применяют материалы с большим внутренним трением, специальные сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфирующие покрытия. Для предотвращения общей вибрации используют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виброгасящие фундаменты. Для ослабления передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью и т.д. широко применяют методы виброизоляции. Для этого на пути распространения вибрации вводят дополнительную упругую связь в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, асбеста, стальных пружин. В качестве средств индивидуальной защиты работающих используют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки, которые изготавливают из упругодемпфирующих материалов. Важным для снижения опасного воздействия на организм человека является правильная организация режима труда и отдыха, постоянное медицинское наблюдение за состоянием здоровья, лечебно-профилактические мероприятия, такие как гидропроцедуры (теплые ванночки для рук и ног), массаж рук и ног, витаминизация и др. 2.4.Электромагнитное излучение 2.4.1. Источники электромагнитного неионизирующего излучения Оборудование и системы, которые генерируют, передают и используют электрическую энергию, создают в окружающей среде электромагнитные поля. Кроме искусственных источников электромагнитного излучения (ЭМИ) существуют и естественные - космос, Земля. Спектр ЭМИ природного и техногенного происхождения, оказывающий влияние на человека как в условиях быта, так и в производственных условиях, достаточно широк. Характер воздействия на человека ЭМИ в разных диапазонах различен. Электромагнитный спектр от инфранизких до сверхвысоких частот условно разделяется на диапазон по частоте колебаний или длине волны таблица 2.3). Таблица 2.3 Спектр электромагнитных колебаний от инфранизких до сверхвысоких частот. Диапазон частот Диапазон волн Частота колебаний Длина волны Низкие частоты (НЧ) инфранизкие низкие промышленные звуковые 0,003 - 0,3 Гц 0,03 - 3,0 Гц 3 - 300 Гц 300Гц - 30 кГц 107 - 10 6 км 106 - 104 км 104 - 102 км 102 - 10 км Высокие частоты (ВЧ) длинные средние короткие 30 - 300 кГц 300кГц - 3 МГц 3-30 МГц 10 - 1 км 1км - 100 м 100 - 10 м Ультравысокие частоты (УВЧ) ультракороткие 30 -300Мгц 10 - 1 м Сверхвысокие частоты (СВЧ) дециметровые сантиметровые миллиметровые 300Мгц - 3ГГц 30 - 300ГГц 30 - 300ГГц 100 - 10см 10 - 1 см 10 - 1 см Электромагнитное поле диапазона радиочастот обладает рядом свойств, которые широко используются в разных отраслях. Высокочастотное электромагнитное поле образуется в рабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты. Источниками излучения электромагнитных волн в радиотехнических установках могут быть генераторы электромагнитных колебаний, антенные устройства, отдельные СВЧ-блоки (линии передач от генератора к антенне, отверстия и щели в сочленениях тракта передачи энергии волн). Работы с источниками ультравысоких частот выполняются в радиосвязи, радиовещании, медицине, телевидении: при конструировании и опытной эксплуатации передатчиков на передающих радио- и телецентрах, в физиотерапевтических кабинетах для диатермии и индуктотермии. Работы с источниками сверхвысокой частоты осуществляются в радиолокации, радионавигации, радиоастрономии: в процессе отработки и испытании блоков, узлов макетов радиолокационных станций в условиях конструкторских бюро и научно-исследовательских институтов; при ремонте радиолокационной аппаратуры в мастерских; при регулировке, настройке, испытании и проверке отдельных элементов узлов и приборов СВЧ - аппаратуры в производственной обстановке: для целей навигации судов различного назначения(пассажирские, транспортные, промысловые, технические, научно-исследовательские); в гидрометеорологической службе для обнаружения, наблюдения и определения места расположения облачных систем, грозовых очагов; для радиорелейной связи и др. Основными параметрами электромагнитных колебаний являются длина волны , частота колебаний f и скорость распространения колебаний с :  = с / f, (2.18). Электромагнитное поле - совокупность как переменного электрического, так и неразрывно с ним связанного магнитного поля. Интенсивность электромагнитного поля на рабочих местах зависит от мощности генератора, расстояния рабочего место от источника излучения и отражений от различных металлических поверхностей. Вокруг источника излучения волн схематически можно выделить три зоны: ближнюю - зону индукции, промежуточную - зону интерференции и дальнюю - зону излучения. Соотношения электрической и магнитной составляющих в этих зонах не одинаковы. В зоне индукции работающие подвергаются воздействию различных по величине электрических и магнитных полей, поэтому их интенсивность оценивается раздельно, величинами напряженности электрической Е и магнитной Н составляющей в вольтах на метр (В/м) для электрического и в амперах на метр (А/м) для магнитного поля. Эти поля имеют место при работе с источниками низко-, высоко- и ультравысокочастотных излучений. Работающие с высокочастотной аппаратурой практически находятся в волновой зоне. Интенсивность поля оценивается величиной плотности потока энергии - количеством энергии, падающей на единицу поверхности, и выражается в ваттах на квадратный метр (Вт/м2) или в милли- и микроваттах на квадратный сантиметр (мВт/см2, мкВт/см2). 2.4.2 Действие на организм Биологический эффект электромагнитных полей зависит от диапазона частот, интенсивности воздействующего фактора, продолжительности, характера и режима облучения (постоянное, апериодическое, интермиттирующее). Общим в характере биологического воздействия электромагнитных полей радиочастот большой интенсивности является тепловой эффект, который может выразится либо в интегральном повышении температуры тела, либо в избирательном нагреве отдельных тканей или органов, причем органы и ткани недостаточно хорошо снабжены кровеносными сосудами (хрусталик глаза, желчный пузырь, мочевой пузырь) более чувствительны к такому локальному нагреву. Наиболее чувствительной к воздействию радиоволн является центральная нервная и сердечно-сосудистая системы. Радиочастотное облучение большей интенсивности может вызвать деструктивные изменения в тканях и органах. Острые поражения могут быть тяжелыми, средней тяжести и легкими. Встречаются эти формы весьма редко и могут возникнуть в аварийных ситуациях и при нарушении техники безопасности. При поражениях средней тяжести и в легких случаях степень проявления вегетативного синдрома может варьировать от стертой до выраженной формы. Нарушения в сердечно-сосудистой системе в случаях средней тяжести сразу после облучения могут проявляться диэнцефальными кризами, приступами пароксизмальной тахикардии. Впоследствии изменения определяются симптокомплексом, характерным для сосудистой гипотонии, однако возможны случаи гипертензии. Нарушения крови сводятся в основном к развитию умеренного нейтрофильного лейкоцитоза. Данные клинических исследований позволяют выделить три характерных синдрома действия радиочастотных излучений: астенический, астеновегетативный и диэнцефальный. При воздействии СВЧ - излучений возможно развитие катаракты как при кратковременном облучении, так и при длительном воздействии невысоких уровней ППЭ. Для крови характерна полиморфность и лабильность числа лейкоцитов, тенденция к лейкоцитозу. При выраженных формах заболевания развиваются лейкопения, реже лимфопения, моноцитоз, ретикулоцитоз, умеренная тромбоцитопения, возможны изменения со стороны костного мозга, могут развиваться нарушения со стороны эндокринной системы (гиперфункция щитовидной железы, нарушение функции половых желез). Наиболее биологически активен диапазон СВЧ, менее активен УВЧ и затем диапазон ВЧ, т.е. с укорочением длины волны биологическая активность почти всегда возрастает. Комбинированное действие ЭМП с другими факторами производственной среды - повышенная температура (свыше 28С), наличие мягкого рентгеновского излучения - вызывает некоторое усиление действия ЭМП, что было учтено при гигиеническом нормировании СВЧ - поля. 2.4.3. Нормирование воздействия электромагнитного излучения радиочастот Оценка воздействия ЭМИ РЧ на человека согласно осуществляется по следующим параметрам: • По энергетической экспозиции, которая определяется интенсивностью ЭМИ РЧ и временем его воздействия на человека. Оценка по энергетической экспозиции применяется для лиц, работа или облучение которых связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ (кроме лиц, не достигших 18 лет, и женщин в состоянии беременности) при условии прохождения этими лицами в установленном порядке предварительных и периодических медицинских осмотров по данному фактору и получения положительного заключения по результатам медицинского осмотра. • По значениям интенсивности ЭМИ РЧ; такая оценка применяется для лиц, работа или обучение которых не связаны с необходимостью пребывания в зонах влияния источников ЭМИ РЧ, для лиц не проходящих предварительных при поступлении на работу и периодических медицинских осмотров по данному фактору или при наличии отрицательного заключения по результатам медицинского осмотра; для работающих или учащихся лиц, не достигших 18 лет, для женщин в состоянии беременности; для лиц, находящихся в жилых, общественных и служебных зданиях и помещениях, подвергающихся воздействию внешнего ЭМИ РЧ (кроме зданий и помещений передающих радиотехнических объектов); для лиц, находящихся на территории жилой застройки и в местах массового отдыха. В диапазоне частот 30 кГц ...300МГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями напряженности электрического поля (Е,В/м) и напряженности магнитного поля (Н, А/м). В диапазоне частот 300МГц ...300ГГц интенсивность ЭМИ РЧ оценивается значениями плотности потока энергии (ППЭ, Вт/м2, мкВт/см2). Энергетическая экспозиция (ЭЭ) ЭМИ РЧ в диапазоне частот 30кГц...300МГц определяется как произведение квадрата напряженности электрического или магнитного поля на время воздействия на человека. Энергетическая экспозиция, создаваемая электрическим полем, равна ЭЭЕ = Е2Т (В/м)2 ч (2.19). Энергетическая экспозиция, создаваемая магнитным полем, равна ЭЭн = Н2Т (А/м)2 ч. (2.20) В случае импульсно-модулированных колебаний оценка проводится по средней за период следования импульса мощности источника ЭМИ РЧ и, соответственно, средней интенсивности ЭМИ РЧ. Энергетическая экспозиция за рабочий день (рабочую смену) не должна превышать значений, указанных в таблице 2.4. Таблица 2.4. Предельно допустимые значения энергетической экспозиции предельно допустимая энергетическая экспозиция диапазон частот по электрической составляющей (В/м)2 ч по магнитной составляющей (А/м)2 ч по плотности потока энергии (мкВт/см2) ч 30кГц...3МГц 20000 200 - 3...30 МГц 7000 не разработаны - 30...50МГц 800 0,72 - 50...300МГц 800 не разработаны - 300МГц...300ГГц - - 200 Предельно допустимые значения интенсивности ЭМИ РЧ (Епду, Нпду, ППЭпду) в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня (рабочей смены) и допустимое время воздействия в зависимости от интенсивности ЭМИ РЧ определяется по формулам: Епду = (ЭЭЕпд / Т)1/2, Т = ЭЭ / Е2; (2.21) Нпду = (ЭЭнпд / Т)1/2, Т = ЭЭ / Н2; (2.22) ППЭпду = Ээппэпд / Т, Т = Ээппэпд / ППЭ. (2.23) Предельно допустимая интенсивность воздействия от антенн, работающих в режиме кругового обзора, или сканирования с частотой не более 1Гц и скважностью не менее 20 определяется по формуле: ППЭпду = К (ЭЭппэ /Т), (2.24), где К - коэффициент ослабления биологической активности прерывистых воздействий, равный 10. Независимо от продолжительности воздействия интенсивность не должна превышать максимальных значений (например, 1000 мкВт/ см2 для диапазона частот 300 МГц...300ГГЦ). Для случаев локального облучения кистей рук при работе с микрополосковыми СВЧ - устройствами предельно допустимые уровни воздействия определяются по формуле: ППЭпду = К1 (ЭЭппэ /Т), (2.25), где К1 - коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 12,5. При этом плотность потока энергии на кистях рук не должна превышать 5000 мкВт/см2. Предельно допустимые уровни ЭМИ РЧ должны определяться, исходя из предположения, что воздействие имеет место в течение всего рабочего дня (рабочей смены). Сокращение продолжительности воздействия, должно быть подтверждено технологическими распорядительными документами и (или) результатами хронометража. 2.4.4. Средства защиты от воздействия электромагнитных излучений При разработке средств защиты от воздействия электромагнитных излучений учитывается следующее: • уменьшение излучения непосредственно в самом источнике; • экранирование источника излучения; • экранирование рабочего места у источника излучения или удаление рабочего места от него; • применение индивидуальных средств защиты. В зависимости от диапазона частот, типа источника излучения, его мощности и характера технологического процесса может быть применен один из указанных методов защиты или любая их комбинация. Средства защиты должны обеспечивать выполнение следующих основных требований: • не вызывать существенных искажений электромагнитного поля применяемыми защитными средствами; • не ухудшать работу обслуживающего персонала; • не снижать производительность их труда. Основным и наиболее эффективным средством защиты людей от воздействия электромагнитных излучений является автоматизация технологического процесса, применение дистанционного управления высокочастотными установками и вынесение источников излучения из помещений, где находятся люди. Весьма эффективным способом защиты является экранирование источников излучения при помощи металлических щитов (экранов) и камер. В материале металлического экрана возникают вихревые токи, создающие электромагнитное поле, противоположное экранируемому. В результате такого противодействия ЭМП источника излучения локализуется. Материалом для экранирования могут быть металлические листы толщиной не менее 0,5 мм или сетки с ячейками не более 44 мм из металла, обладающего высокой электропроводностью и магнитной проницаемостью (медь, алюминий, латунь, малоуглеродистая сталь). Уменьшение энергии излучения у источников достигается выполнением специальных мероприятий. К ним относятся, например, полное экранирование шкафа передатчиков с устранением щелей и других неплотностей в металлической обивке и соблюдением электрического контакта по всему периметру экрана, экранирование смотровых жалюзей и окон передатчиков с помощью металлической сетки или специального стекла с металлизированным слоем и т.п. В зависимости от типа установок и характера применяемого технологического процесса конструктивное оформление защитных экранов может быть различным. При экранировании степень ослабления напряженности электромагнитного поля определяется эффективностью экранирования, она оценивается в децибелах, которая показывает, во сколько раз уменьшилась напряженность поля на данном участке: Э = 20lg (Е0/Еэ), дБ; Э = 20 lg (Н0/Нэ), дБ. (2.26) где Е0, Н0 - напряженность поля до экранировании; Еэ, Нэ - напряженность поля при экранировании. Степень экранирования (в относительных единицах) определяется из соотношений: Эст = Е0 / Еэ, Эст = Н0 / Нэ. (2.27) Общее экранирование высокочастотной установки достигается созданием экранированной камеры, где размещается установка. Управление установкой осуществляется дистанционною обслуживающий персонал не должен находится в экранированном помещении. Наибольший эффект достигается при общем экранировании всех элементов высокочастотной установки. Обследование находящихся в эксплуатации радиопередатчиков различных типов показывает, что некачественная экранировка любого участка экрана почти в равной мере ухудшает общую эффективность экранировки передатчика. В зависимости от мощности источника и диапазона волн применяются различные типы экранов: сплошные металлические; сетчатые металлические; мягкие металлические с хлопчатобумажной или другой тканью; поглощающие. Все экраны, кроме поглощающих, обеспечивают отражение СВЧ энергии. При выборе толщины сплошного экрана обычно исходят из конструктивных соображений, поскольку глубина проникновения электромагнитной энергии высоких и сверххвысоких частот мала. Экраны выплоняются в виде замкнутых поверхностей из металлических листов толщиной 0,5-1 мм, окружающих экранируемый объект. При толщине экрана в 0,01 мм поле СВЧ ослабляется на 50 дБ (в 100000 раз). Для облегчения веса экрана можно пользоваться даже тонкой фольгой. Сетчатый экран обладает худшими экранирующими свойствами по сравнению со сплошными экранами. Сетчатые экраны находят широкое применене, когда нужно ослабить поток мощности СВЧ на 20-30 дБ (в 100 - 1000 раз). Например, металлическая сетка из проволоки диметром 0,08 мм, имеющая 560 ячеек на 1 см2 в диапазоне волн от 1 до 10 см, дает ослабление мощности СВЧ от 25 до 45 дБ. Таблица 2.5. Ослабление мощности СВЧ при помощи ткани арт.4381 Длина волны, см 0,8 3,2 10 50 Ослабление мощности , дБ 20 28 38 40 Эластичные экраны предназначены для изготовления экранных штор, драпировок, чехлов и специальной одежды (комбинезонов, халатов, капюшонов), защищающих обслуживающий персонал от излучений СВЧ энергии. Материалом для эластичных экранов служит хлопчатобумажная ткань, в структуре которой такие металлические нити образуют сетку с размерами ячейки 0,5  0,5 мм, диаметр проволоки 0,08 - 0,53 мм. Защитные свойства ткани арт.4381 сохраняются при температуре от -40 до +100С и при относительной влажности до 98% (табл. 2.5). Прозрачные экраны изготавливаются из специального оптически прозрачного стекла, покрытого двуокисью олова - SnO2. Плоские стекла выпускаются размером 650  500 мм. Стекло создает ослабление мощности СВЧ порядка 30 дб в диапазоне волн 0,8 ... 150 см. в некоторых случаях полное экранирование источника излучения вызывает нарушение рабочего процесса в генераторе за счет отражений от внутренней поверхности экрана. Для уменьшения этих помех применяют поглощающие экраны. Наибольший эффект достигается в том случае, когда электромагнитные волны падают на поглощающую поверхность экрана перпендикулярно. Наносимые на экран поглощающие покрытия должны полностью поглощать электромагнитную энергию. 2.4.5.Ультрафиолетовое излучение Ультрафиолетовое излучение (УФ) представляет собой невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее в электромагнитном спектре промежуточное значение между светом и рентгеновским излучением. УФ - лучи обладают способностью выдавать фотоэлектрический эффект, проявлять фотохимическую активность (развитие фотохимических реакций), вызывать люминесценцию и обладают значительной биологической активностью. Биологическое действие УФ - лучей солнечного света проявляется прежде всего в их положительном влиянии на организм человека. Известно, что при длительном недостатке солнечного света возникают нарушения физиологического равновесия организма, развивается своеобразный симптомокомплекс, именуемый «световое голодание». Наиболее часто следствием недостатка солнечного света являются авитаминоз D, ослабление защитных иммунобиологических реакций организма, обострение хронических заболеваний, функциональные расстройства нервной системы. УФ - облучение субэритемными и малыми эритемными дозами оказывает благоприятное стимулирующее действие на организм. Происходит повышение тонуса гипофизарно-надпочечниковой и симпатоадреналовой систем, активности ферментов и уровня неспецифического иммунитета, увеличивается секреция ряда гормонов. Наблюдается нормализация артериального давления, снижается уровень холестерина сыворотки и проницаемость капилляров, повышается фагоцитарная активность лейкоцитов; нормализуются все виды обмена. Установлено, что под действием УФ - излучения повышается сопротивляемость организма, снижается заболеваемость, в частности простудными заболеваниями, возрастает устойчивость к охлаждению, снижается утомляемость, увеличивается работоспособность. Для профилактики «ультрафиолетового дефицита» используют как солнечное излучение - инсоляция помещения, воздушные ванны, солярии, так и УФ - облучение искусственными источниками. УФ - излучение от производственных источников (электрические дуги, ртутно-кварцевые горелки, автогенное пламя) может стать причиной острых и хронических поражений. Наиболее подвержен действию УФ - излучения зрительный анализатор. Острые поражения глаз, так называемые электроофтальмии (фотоофтальмии), представляют собой острый конъюнктивит или кератоконъюнктивит. Проявляется заболевание ощущением постоянного постороннего тела или песка в глазах, светобоязнью, слезотечением, блефароспазом. Нередко обнаруживается эритема кожи лица и век. Заболевание длится до 2-3 суток. Профилактические мероприятия по предупреждению электроофтальмий сводятся к применению светозащитных очков или щитков при электросварочных и других работах. С хроническими поражениями связывают хронический конъюнктивит, блефарит, катаракту хрусталика. Кожные поражения протекают в виде острых дерматитов с эритемой, иногда отеком, вплоть до образования пузырей. Наряду с местной реакцией могут отмечаться общетоксические явления с повышением температуры, ознобом, головными болями, диспепсическими явлениями. Классическим примером поражения кожи, вызванного УФ - излучением, служит солнечный ожог. Хронические изменения кожных покровов, вызванные УФ - излучением, выражаются в «старении», развитии кератоза, атрофии эпидермиса, возможно развитие злокачественных новообразований. Для защиты кожи от УФ - излучения используют защитную одежду, противосолнечные экраны, специальные покровные кремы. Важное гигиеническое значение имеет способность УФ - излучения производственных источников изменять газовый состав атмосферного воздуха вследствие его ионизации. При этом в воздухе образуется озон и оксиды азота. Эти газы , как известно, обладают высокой токсичностью и могут представлять большую опасность, особенно при выполнении сварочных работ, сопровождающихся УФ - излучением, в ограниченных, плохо проветриваемых помещениях или в замкнутых пространствах. С целью профилактики отравлений окислами азота и озоном соответствующие помещения должны быть оборудованы местной и общеобменной вентиляцией, а при сварочных работах в замкнутых объемах необходимо подавать воздух непосредственно под щиток или шлем. Интенсивность УФ- излучения на промышленных предприятиях установлена «Санитарными нормами ультрафиолетового излучения в производственных помещениях» № 4557-88. Защитные меры включают средства отражения УФ - излучений, защитные экраны и средства индивидуальной защиты кожи и глаз. Для защиты от повышенной инсоляции применяют различные типы защитных экранов. При этом они могут быть физическими и химическими, физические представляют собой разнообразные преграды, загораживающие или рассеивающие свет. Защитным действием обладают различные кремы, содержащие поглощающие ингредиенты, например, бензофенон. Защитная одежда из поплина или других тканей должна иметь длинные рукава и капюшон. Глаза защищают специальными очками. 2.4.6. Лазерное излучение Лазер, или оптический квантовый генератор (ОКГ), - техническое устройство, испускающее в виде направленного пучка электромагнитное излучение в диапазоне волн от 0,2 до 1000 мкм. Находит широкое применение в различных отраслях народного хозяйства: в медицине (для коагуляции, достижения противовоспалительного и стимулирующего эффекта), в промышленности (для резки, сварки, прошивки отверстий, термообработки изделий, раскроя материалов), в контрольно-измерительной технике, для связи в земных и космических условиях и др. Состоит из рабочего тела (активная среда), лампы накачки и зеркального резонатора. Сильная световая вспышка лампы накачки превращает электроны активной среды из спокойного в возбужденное состояние. Эти электроны, действуя друг на друга, создают лавинный поток световых фотонов. Отражаясь от резонансных экранов, фотоны пробивают полупрозрачный экран и выходят узким монохроматическим когерентным (строго направленным) световым пучком высокой энергии. Рабочее тело, или активная среда, может быть твердым (кристаллы искусственного рубина с добавкой хрома, некоторые соли вольфрамовой или молибденовой кислот, стекла с примесью редкоземельных и других элементов), жидким (пиридин, бензол, толуол, бром нафталин, нитробензол и др.), газообразным ( смесь галлия и неона, галлия и паров кадмия, аргон, криптон, углекислый газ и др.). Атомы рабочего тела переводятся в возбужденное состояние не только световым излучением, но и потоком электронов, радиоактивных частиц и химической реакцией. Лазеры могут быть классифицированы следующим образом: • по степени опасности (от малоопасных - 1-й класс, до высокоопасных - 4-й класс); • по мощности излучения (сверхмощные, мощные, средней и малой мощности); • по конструкции (стационарные, передвижные, открытые, закрытые); • по режиму работы (импульсные, непрерывные, импульсные с модулированной добротностью); • по длине волны (рентгеновские, ультрафиолетовые, видимый свет, инфракрасные, субмиллиметровые); • по активному элементу (жидкостные, полупроводниковые, твердотельные, газодинамические). Эксплуатации различных типов лазеров могут неблагоприятные факторы производственной среды (см. табл. 2.6): 1) наличие высокого напряжения зарядных устройств, питающих батареи конденсаторов. После разряда импульсных конденсаторов на лампы-вспышки они могут сохранять электрический заряд высокого потенциала; 2) слепящий свет лампы накачки высокой энергии и яркости; 3) вредные химические примеси в воздухе рабочих помещений, образующиеся при разрядке импульсных ламп накачки (озон, оксиды азота) и в результате испарении материала мишени (оксид углерода, свинец, ртуть и т.д.); 4) интенсивный шум, возникающий в момент работы некоторых лазеров, может достигать 70 - 80 дБ при среднечастотном спектре и 95 - 120 дБ при частоте 1000 - 1250 Гц. Высокие уровни громкости шума возникают в момент настроек лазеров, имеющих механические затворы для управления длительностью импульса излучения; 5) ультрафиолетовое излучений импульсных ламп и газоразрядных трубок; 6) воздействие электромагнитного поля ВЧ или УВЧ. Таблица 2.6. Сопутствующие опасные и вредные производственные факторы. Опасные и вредные класс лазеров производственные факторы I II III IV электрическое напряжение - (+) + + + световое излучение импульсных ламп или газового разряда - - - (+) - шум, вибрация - - - (+) + аэрозоль - - - + газы - - - - электромагнитное излучение (СВ, СВЧ) - - - - (+) ионизирующее излучение - - - - (+) Примечание. Сведения, приведенные в таблице, являются ориентировочными. Действие на организм Биологическое действие на организм излучений лазеров находится в зависимости от ряда факторов: мощности излучения, длины волны, характера импульса, частоты следования импульсов, продолжительности облучения, величины облучаемой поверхности и др. Можно выделить термическое и нетермическое, местное и общее действие излучения. Термический эффект для лазеров непрерывного действия имеет много общего с обычным нагревом. Под влиянием лазеров, работающих в импульсном режиме в облучаемых тканях, происходит быстрый нагрев и мгновенное вскипание жидких сред, что в конечном счете приводит к механическому повреждению тканей. Отличительной чертой лазерного ожога является резкая ограниченность пораженной области от смежной с нею интактной. Нетермическое действие в основном обусловлено процессами, возникающими в результате избирательного поглощения тканями электромагнитной энергии, а также электрическим и фотохимическим эффектами. В характере действия лазерного излучения на организм человека можно выделить два эффекта: первичный и вторичный. Первичные эффекты возникают в виде органических изменений в облучаемых тканях (глаз, кожа). Попадая в глаз, энергия лазера абсорбируется пигментным эпителием и в течение очень короткого времени повышает в нем температуру до высоких уровней, вызывая термокоагуляцию прилегающих тканей - хориоретинальный ожог. Термические нарушения сопровождаются повреждениями сетчатой оболочки глаза. Особенно опасны повреждения центральной ямки области сетчатки как более важной в функциональном отношении. Повреждение этой области могут привести к глубоким и стойким нарушениям центрального зрения. Излучение может поглощаться и другими элементами глаза, в частности сосудистой оболочкой, но в меньшей степени. Лазерное излучение может вызвать повреждение кожи. степень воздействия определяется как параметрами излучения лазера, так и пигментацией кожи, состоянием кровообращения. Пигментированная кожа поглощает значительно больше лазерных лучей, чем светлая кожа. Однако отсутствие пигментации способствует более глубокому проникновению лучей лазера в кожу и под кожу, вследствие чего поражения могут носить более выраженный характер. Повреждения кожи напоминают термический ожог, который имеет четкие границы, окруженные небольшой зоной покраснения. Кроме первичных эффектов в характере действия лазеров выделяют так называемые вторичные эффекты - неспецифические изменения, возникающие в организме как реакция на облучение. При этом возможны функциональные расстройства центральной нервной и сердечно-сосудистой системы, неврозы астенического типа, патология вегетативно-сосудистой системы в виде вегетативно-сосудистых дисфункций и астеновегетативных синдромов. Сердечно-сосудистые расстройства могут проявляться сосудистой дистонией по гипотоническому или гипертоническому типу, нарушением мозгового кровообращения. В картине периферической крови выявляется незначительное снижение гемоглобина, увеличение количества эритроцитов, ретикулоцитов, уменьшение количества тромбоцитов. Возможны изменения липоидного, углеводного и белкового обменов и др. Нормирование лазерного излучения Все вопросы санитарного надзора регламентированы в Санитарных нормах и правилах устройства и эксплуатации лазеров (1982г.). за предельно допустимые уровни лазерного излучения (ДУ) принимают энергетические экспозиции облучаемых тканей. ПДУ охватывают диапазон спектра от 0,2 до 20 мкм и регламентируются применительно к действию радиации на роговицу, сетчатку глаза и кожу. Под ПДУ понимают такие уровни, которые исключают возникновение первичных биологических эффектов для всего спектрального состава и вторичных эффектов для видимой области спектра. Величина ПДУ зависит от длины волны  (мкм), длительности импульса (с), частоты повторения импульсов (Гц) и длительности воздействия (с). кроме того, в диапазоне 0,4 - 1,4 мкм ПДУ дополнительно зависит от углового размера источника излучения или от диаметра пятна на сетчатке (см), диаметра зрачка глаза (см), а в диапазоне 0,4 - 0,75 мкм уровень ПДУ зависит также от фоновой освещенности роговицы. Санитарные нормы и правила предусматривают ПДУ как при моноимпульсном и непрерывном лазерном излучении, так и при импульсно-периодическом лазерном излучении. В каждом из этих видов излучений предусмотрено ПДУ в зависимости от спектра и объекта облучения. ПДУ при импульсном и непрерывном лазерном излучении. 1.ПДУ лазерного излучения ультрафиолетовой области спектра. Для данного лазерного излучения длиной волны от 0,2 до 0,4 мкм нормируется энергетическая экспозиция Нуф на роговице глаза и коже за общее время облучения в течение рабочего дня. 2. ПДУ лазерного излучения видимой области спектра для глаз. ПДУ лазерного излучения с длиной волны 0,4 - 0,75 мкм, не вызывающего первичных Нп и вторичных Нв биологических эффектов, регламентируется для роговицы глаза и определяется по формулам. Для первичных эффектов Нп = Н1 К1, где Н1 - энергетическая экспозиция на роговице глаза в зависимости от длительности воздействия (ч) и углового размера источника излучения (И) при максимальном диаметре зрачка глаз, определяется по специально разработанной таблице (Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров, 1882); К1 - поправочный коэффициент на длину волны лазерного излучения и диаметр зрачка глаза. Для вторичных эффектов Нв = 10 -1 Н2 Фр, где Н2 - энергетическая экспозиция на роговице глаза в зависимости от длины волны излучения и диаметра зрачка глаза (табл. СН); Фр - фоновая освещенность роговицы глаза. Диаметр зрачка в зависимости от фоновой освещенности роговицы Фр определяется по табл СН. При определении ПДУ по формулам в качестве ПДУ выбирают наименьшее значение. 3. ПДУ лазерного излучения ближней инфракрасной области спектра глаз. ПДУ лазерного излучения с длиной волны 0,75 - 1,4 мкм рассчитывают по формуле для первичных эффектов (Нп = Н1 К1). 4. ПДУ лазерного излучения (Н) с длиной волны 1,4 - 4,2 мкм на роговице глаза и коже определяют по таблице СН. ПДУ при импульсно-периодическом лазерном излучении. 1. ПДУ лазерного излучения ультрафиолетовой области спектра. Для лазерного излучения с длиной волны от 0,2 до 0,4 мкм нормируют энергетическую экспозицию (Нуф.имп) от каждого импульса на роговице и коже. 2. ПДУ лазерного излучения видимой области спектра с длиной волны 0,4 - 0,75 мкм регламентируется действием на роговицу глаз. 3. ПДУ лазерного излучения инфракрасной области спектра с длиной волны 0,4 - 20,0 мкм регламентируется действием на кожу. При одновременном воздействии лазерного излучения с различными параметрами на один и тот же участок тела человека биологический эффект суммируется. При наличии дозиметров, позволяющих определить энергетические экспозиции непосредственно на сетчатке глаз в диапазоне 0.4 - 1,4 мкм, ПДУ для первичных эффектов в зависимости от длительности воздействия и диаметра пятна засветки на сетчатке глаза определяют по табл. СН. Меры и средства защиты Предупреждение поражений лазерным излучением включает систему мер инженерно-технического, планировочного, организационного, санитарно-гигиенического характера. При использовании лазеров II - III классов для исключения облучения персонала необходимо либо ограждение лазерной зоны, либо экранирование пучка излучения. Лазеры IV класса опасности размещают в отдельных изолированных помещениях и обеспечивают дистанционным управлением их работой. К индивидуальным средствам защиты, обеспечивающим безопасные условия труда при работе с лазерами, относятся специальные огни, щитки, маски, снижающие облучение глаз до ПДУ. Работающим с лазерами необходимы предварительные м и периодические (1 раз в год) медицинские осмотры терапевта, невропатолога, окулиста. 2.5. Ионизирующее излучение Работа с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений представляет потенциальную угрозу для жизни людей, которые участвуют в их использовании. 2.5.1.Виды ионизирующих излучений, физическая природа и особенности распространения К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные (альфа-, бета-, нейтронные) и электромагнитные (гамма-, рентгеновское) излучения, способные при взаимодействии с веществом создавать заряженные атомы и молекулы - ионы. Альфа - излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых веществом при радиоактивном распаде ядер или при ядерных реакциях. Их энергия не превышает нескольких МэВ. Чем больше энергия частиц, тем больше полная ионизация, вызванная ею в веществе. Пробег альфа - частиц, испускаемых радиоактивным веществом, достигает 8-9 см в воздухе, а в живой ткани - нескольких десятков микрон. Обладая сравнительно большой массой, альфа -частицы быстро теряют свою энергию при взаимодействии с веществом, что обуславливает их низкую проникающую способность и высокую удельную ионизацию, составляющую в воздухе на 1 см пути несколько десятков тысяч пар ионов. Бета - излучение - поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. Энергия бета- частиц не превышает нескольких МэВ. Максимальный пробег в воздухе составляет 1800 см, а живых тканях 2,5 см. ионизирующая способность бета - частиц ниже (нескольких десятков пар на 1 см пробега), а проникающая способность выше, чем альфа - частиц. Нейтроны - поток которых образует нейтронное излучение преобразуют свою энергию в упругих неупругих взаимодействиях с ядрами атомов. При неупругих взаимодействиях возникает вторичное излучение, которое может состоять как из заряженных частиц, так и из гама - квантов (гамма-излучение). При упругих взаимодействиях возможна обычная ионизация вещества. Проникающая способность нейтронов существенно зависит от их энергии и состава вещества атомов, с которыми они взаимодействуют. Гамма - излучение - электромагнитное (фотонное) излучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Гамма излучение обладает большой проникающей способностью и малым ионизирующим действием. Энергия его находится в пределах 0,01 - 3 МэВ. Рентгеновское излучение возникает в среде, окружающей источник бета - излучения ( в рентгеновских трубках, в ускорителях электронов) и представляет собой совокупность тормозного и характеристического излучения, энергия фотонов которых составляет не более 1 МэВ. Тормозное излучение - фотонное излучение с непрерывным спектром, испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц. Характеристическое излучение - это фотонное излучение с дискретным спектром, испускаемое при изменении энергетического состояния атомов. Как и гамма - излучение, рентгеновское излучение обладает малой ионизирующей способностью и большой глубиной проникновения. 2.5.2. Единицы активности и дозы ионизирующих излучений Активность А радиоактивного вещества - число спонтанных превращений dN в этом веществе за малый промежуток времени dt, деленное на этот промежуток: A = dN / dt, (2.8). единицей измерения активности является Беккерель (Бк). 1 Бк равен одному ядерному превращению в секунду. Кроме этого, активность может измеряться в Кюри (и) - специальная единица активности. 1Ки = 3,7 10 10 Бк. Для количественной оценки ионизирующего действия рентгеновского и гамма - излучения в сухом атмосферном воздухе используется понятие экспозиционной дозы. Экспозиционная доза представляет собой отношение полного заряда ионов одного знака, возникающих в малом объеме воздуха, к массе воздуха в этом объеме. За единицу этой дозы принимают кулон на килограмм (Кл / кг). применяется также внесистемная единица - рентген (Р). количество энергии излучения, поглощенное единицей массы облучаемого тела (тканями организма), называется поглощенной дозой и измеряется в системе СИ в Греях (Гр). эта доза не учитывает, какой вид излучения воздействовал на организм человека. Если принять во внимание этот факт, то дозу следует умножить на коэффициент, отражающий способность излучения данного вида повреждать ткани организма. Пересчитанную таким образом дозу называют эквивалентной дозой; ее измеряют в системе СИ в единицах, называемых зивертами (Зв). Доза эффективная - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органе на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани. Эта доза также измеряется в зивертах. Специальная единица эквивалентной дозы - бэр. Бэр - поглощенная доза любого вида излучения, которая вызывает равный биологический эффект с дозой в 1 рад рентгеновского излучения. Рад - специальная единица поглощенной дозы зависит от свойств излучения и поглощающей среды. Поглощенная, эквивалентная, эффективная и экспозиционная дозы, отнесенные к единице времени, носят название мощности соответствующих доз. Условная связь системных единиц: 100 д = 100 Бэр= 100 Р= 13 В= 1 Гр 2.5.3 Биологическое действие ионизирующих излучений Биологическое действие излучения зависит от числа образованных пар ионов или от связанной с ним величины - поглощенной энергии. Ионизация живой ткани приводит к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры различных соединений. Изменение химического состава значительного числа молекул приводит к гибели клеток. Под влиянием излучений в живой ткани происходит расщепление воды на атомарный водород Н и гидроксильную группу ОН, которые, обладая высокой активностью, вступают в соединение с другими молекулами ткани и образуют новые химические соединения, не свойственные здоровой ткани. В результате происходящих изменений нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ нарушается. Под влиянием ионизирующих излучений в организме происходит торможение функций кроветворных органов, нарушение нормальной свертываемости крови и увеличение хрупкости кровеносных сосудов, расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта, истощение организма, снижение сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям, увеличение числа белых кровяных телец. (лейкоцитоз). Необходимо различать внешнее и внутреннее излучение. Естественный фон излучения состоит из космического излучения и излучения естественно - распределенных радиоактивных веществ. Естественный фон внешнего излучения на территории нашей страны создает мощность эквивалентной дозы 0,36-1,8 мЗв в год, что соответствует мощности экспозиционной дозы 40-200 мР/год (фон в Москве 0,012 - 0,02 мР/час в Чернобыле было 15 мР/час). Кроме естественного облучения , человек облучается ми другими источниками, например, при производстве рентгеновских снимков черепа 0,8 - 6Р; позвоночника 1,6 - 14,7 Р; легких (флюорография) 0,2 - 0,5 Р; грудной клетке при рентгеноскопии 4,7 - 19,5 Р; желудочно-кишечного тракта при рентгеноскопии 12 - 82 Р; зубов 3 - 5 Р. однократное облучение в дозе 25-50 бэр приводит к незначительным скоропроходящим изменениям в крови, при дозах облучения 80 - 120 бэр появляются печальные признаки лучевой болезни, но смертельный исход отсутствует. Острая лучевая болезнь развивается при однократном облучении 200-300 бэр, смертельный исход возможен в 50% случаев. Смертельный исход в 100% случаев наступает при дозах 550 - 700 бэр. Эти данные - когда лечение не проводится: существует ряд противолучевых препаратов, ослабляющих действие излучения. Заболевания могут быть острыми и хроническими. 2.5.3. Нормирование ионизирующих излучений В настоящее время предельно допустимые уровни ионизирующего облучения определяются «Нормами радиационной безопасности НРБ - 76/87» и «Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/87». В соответствии с НРБ -99 и установлены следующие категории облучаемых: категория А - персонал; категория Б - ограниченная часть населения; категория В - население области, края, республики, страны. Персонал - работающие с источниками ионизирующего излучения. Ограниченная часть населения – лица, непосредственно не работающие с ИИО, но по условиям проживания или размещения рабочих мест подвергающиеся воздействию радиоактивного излучения. Население - остальные. В порядке убывания радиочувствительности устанавливаются три группы критических органов: I. Все тело, гонады и красный костный мозг (гонады - от греческого слова «gone» - порождающие, половые железы). II. Мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза и другие органы, за исключением тех, которые относятся к группам I и III. III. Кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки и стопы. Устанавливаются предельно допустимые дозы (ПДД) за год. ПДД - наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которое при равномерном воздействии в течении 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Дозовые пределы, группа критических органов бэр за год I II III ППД для категории А ППД для категории Б 5 0,5 15 1,5 30 3 Эквивалентная доза Н (бэр), накопленная в критическом органе за время Е (лет) с начала профессиональной работы, не должна превышать значения: Н = ПДД  Т. В любом случае доза, накопленная к 30 годам, не должна превышать 12 ПДД. На территории Украины, Белоруссии и России площадью 28 тыс. км 2 с условием загрязнения более 5 Кюри / км2 по Цезию - 137 проживает около 1 млн. человек. Доза их облучения может значительно превышать ПДД - 35 бэр за жизнь (35 бэр за 70 лет жизни сейчас норма для районов Чернобыля). 2.5.5 Меры и средства защиты от ионизирующих излучений Защита от ионизирующих излучений состоит из комплекса организационных и технических мер, осуществляемых путем экранирования источников излучения или рабочих мест, удаления источника от рабочих мест, сокращение времени облучения. К организационным мерам относится: • выбор радионуклидов с меньшим периодом полураспада: • применение измерительных приборов большей точности: • инструктажи с указанием порядка и правил проведения работ, обеспечивающих безопасность; • применение специальных хранилищ для радиоактивных веществ; • медицинский контроль за состоянием здоровья работающих. Технические меры защиты заключаются в экранировании источников излучения или рабочих мест, при помощи которого можно снизить облучение на рабочем месте до заданного значения. Альфа - частицы имеют небольшую длину пробега, поэтому слой воздуха в несколько сантиметров, одежда, резиновые перчатки являются достаточной защитой. Для защиты от бета - излучений применяют материалы с небольшим атомным весом (плексиглас, алюминий). Для защиты от бета - излучений высоких энергий этими материалами облицовывают экраны из свинца, т.к. при прохождении бета - частиц через вещество возникает тормозное излучение в виде рентгеновского излучения. Гамма - излучение и рентгеновское лучше всего поглощается материалами с большим атомным номером и высокой плотностью свинец, вольфрам). Защитные экраны могут быть стационарные, передвижные, настольные, разборные. Может быть использована в качестве технических мер защиты вытяжная вентиляция. В качестве средств индивидуальной защиты от альфа и бета - излучений применяют индивидуальные защитные костюмы, средство защиты органов дыхания - изолирующие противогазы. Тесты для проверки знаний 1. Излучение, взаимодействие которого с веществом приводит к образованию в этом веществе ионов разного знака, называется: a. электромагнитным b. рентгеновским c. ионизирующим d. всё перечисленное 2. К ионизирующим излучениям относятся: a. альфа-излучение, бета-излучение b. гамма-излучение, рентгеновское излучение c. нейтронное излучение d. все перечисленное 3. Это излучение представляет собой поток электронов или позитронов, возникающих при радиоактивном распаде. a. нейтронное излучение b. альфа-излучение c. бета-излучение d. гамма-излучение 4. Этот вид излучений по природе своей соответствует гамма-излучению, но с меньшей длиной электромагнитной волны a. нейтронное излучение b. рентгеновское излучение c. бета-излучение d. фотонное излучение 5. Нестабильные химические элементы, способные к самопроизвольному распаду и осуществляющие его, называются: a. изотопами b. радионуклидами c. изомерами d. квантами 6. Число распадов радиоактивных ядер, происходящих за единицу времени называется: a. активностью радионуклида b. поглощенной дозой c. экспозиционной дозой d. эквивалентной дозой 7. В чем измеряется активность радионуклида в системе СИ, назовите внесистемные единицы. a. беккерель b. рентген c. кюри d. грей 8. Мерой ионизирующего действия гамма или рентгеновского излучения является: a. поглощенная доза b. экспозиционная доза c. эквивалентная доза d. активность. 9. Назовите единицы экспозиционной зоны в системе СИ и внесистемные единицы: a. кюри b. беккерель c. рентген d. кулон на килограмм 10. Эта дозиметрическая единица служит для оценки биологического действия ионизирующих излучений, она равна произведению поглощенной дозы на коэффициент качества излучения: a. эквивалентная доза b. поглощенная доза c. экспозиционная доза d. нет правильного ответа 11. Назовите единицы эквивалентной дозы в системе СИ внесистемные единицы: a. грей b. зиверт c. рентген d. бэр 12. Для характеристики поглощенной энергии ионизирующего излучения единицей массы вещества используется понятие: a. экспозиционной дозы b. поглощенной дозы c. эквивалентной дозы d. ет правильного ответа 13. Для оценки поглощенной дозы служат следующие единицы в системе СИ и внесистемные единицы: a. зиверт b. грей c. рентген d. рад 14. Какое излучение наименее опасно при внешнем облучении? a. рентгеновское излучение b. альфа-излучение c. бета-излучение d. поток фотонов 15. Какие излучения наиболее опасны при внутреннем облучении? a. альфа-излучение b. бета-излучение c. гамма-излучение d. рентгеновское излучение 16. Какое излучение, обладая незначительной проникающей способностью, вызывает только кожные поражения при внешнем облучении? a. альфа-излучение b. бета-излучение c. гамма-излучение d. рентгеновское излучение 17. При каких дозах облучения в 100% случаев наступает смертельный исход? a. 270-300 бэр b. не менее 700 бэр c. 800-1000 бэр d. 1000 -2000 бэр 1. К какой категории относятся лица, которые не работают непосредственно с источниками излучения, но могут подвергаться воздействию радиоактивных веществ и других источников излучения: a. категории А b. категории Б c. категории В d. категории С 19. Какие из органов человека наиболее радиочувствительны? a. кожный покров, костная ткань b. мышцы, щитовидная железа, желудочно-кишечный тракт c. всё тело, гонады и красный костный мозг d. головной мозг 1. Назовите допустимые дозы внешнего и внутреннего облучения (по НРБ-99) для населения. a. не более 1,0 мЗв /год b. не более 0,5 мЗв /год c. не более 15 мЗв /год d. не более 5 мЗв/год 1. Для защиты от какого излучения применяют материалы с большой атомной массой и высокой плотностью при изготовлении защитного экрана? a. от бета-излучения b. от гамма-излучения c. от нейтронного излучения d. от рентгеновского излучения 22. Для защиты от какого излучения при устройстве защитного экрана применяют материалы, содержащие водород (вода, парафин), а также бериллий, графит и другие: a. от альфа-излучения b. от бета-излучения c. от гамма-излучения d. от нейтронного излучения 23. Основными мероприятиями по защите от действия ионизирующих излучений являются: a. уменьшение времени пребывания в зоне b. увеличение расстояния от источника c. экранирование источников d. применение СИЗ 1. Назовите источники радиации в повседневной жизни: a. естественный радиационный фон b. радиодиагностика c. стройматериалы d. почва 25. Что должно сделать население после объявления по радио о радиационной опасности? a. укрыться в жилых домах b. закрыть окна, двери, уплотнить их c. сделать запас питьевой воды d. подготовиться к эвакуации