Глава 2 (часть1). Вредные и опасные факторы. Средства уменьшения их влияния

Организм человека постоянно находится в состоянии теплообмена с окружающей средой. Вследствие белкового, углеводного и жирового обмена в организме вырабатывается тепло (теплопродукция) Qт., количество которого зависит от рода деятельности и интенсивности выполняемой работы. Это тепло для спокойного состояния человека составляет 80 - 100 вт.

Тепло, передающееся конвекцией Qк (вт) определяется:

где α - коэффициент теплоотдачи, который зависит от скорости движения воздуха, вт/(м2*град.); F - площадь поверхности тела, м2;
tт, tв - температура тела и воздуха.

Конвективная отдача тепла зависит от скорости
движения и температуры воздуха.

Отдача тепла излучением Qизл. (вт) происходит, если температура тела больше температуры стен.

Абсолютная влажность воздуха (А, г/кг) - это количество водяного пара, содержащегося в 1кг воздуха при данной температуре и давлении.

Максимальная влажность (F, г/кг) - это количество водяного пара, которое может содержаться в 1кг воздухе при тех же условиях.

Относительная влажность φ определяется:

В организме человека имеется психофизиологическая система терморегуляции, позволяющая ему адаптироваться к изменениям климатических факторов и поддерживать нормальную постоянную температуру тела. Терморегуляция осуществляется двумя процессами: выработкой тепла и теплоотдачей, течение которых регулируется ЦНС. При нарушении этого уравнения возможно ухудшение самочувствия, переохлаждение или перегрев организма.

Qт = Qк + Qизл + Qисп

Нарушается кровоснабжение, что вызывает такие простудные заболевания, как невриты, радикулиты, заболевания верхних дыхательных путей.

В результате гипотермии наблюдается отклонение от нормального поведения, а затем апатия, усталость, ложное ощущение благополучия, замедленные движения, угнетение психики, а в тяжёлых случаях - потеря сознания и летальный исход.

При гипертермии возникает головная боль, учащённый пульс, снижение артериального давления, поверхностное дыхание, тошнота. При тяжёлом поражении возможна потеря сознания. Эти симтомы характерны для теплового и для солнечного удара. Повышенная влажность воздуха более 75% ускоряет развитие гипертермии и гипотермии.

Температура воздуха 20 - 23 0С.

Относительная влажность 40 - 60 %.

Скорость движения воздуха для лёгкой работы 0,2 - 0,4 м/с.

Для производственных помещений факторы микроклимата (tв, Vв, φ) нормируют как оптимальные и допустимые в зависимости от периода года (тёплый, холодный) и от категории работы по степени тяжести (лёгкая, средней тяжести и тяжёлая). Для судовых помещений в тёплый период года (система вентиляции) нормируют скорость движения воздуха и перепад внутренней и наружной температуры.

В тёплый период года использованием вентиляции и систем кондиционирования воздуха (СКВ).

Системы отопления делят на:
паровые;
водяные;
воздушные;
электрические;
топливные. Цель отопления - компенсировать потери теплоты.

Вентиляция по способу пере- мещения воздуха делится на:
естественную;
искусственную;
смешанную. Назначение вентиляции - это поглощение избыточной теп- лоты или нагревание воздуха.

где Fогр. , Fост. - площадь ограждений и остекления, м2; Когр. , Кост. - коэффициенты теплопередачи, вт/(м2*град.); tвн. , tнар. - температура внутреннего и наружного воздуха, 0С.

Организованная естественная
вентиляция - аэрация.

Естественная вентиляция
дефлекторами

где С- удельная теплоёмкость воздуха, вт/кг*град.; ρ - плотность воздуха, кг/м3.

Избыточная теплота определяется теплом, излучаемым от людей Qлюд., оборудования Qобор., освещения Qосв., солнечной радиации Qрад., и теплом, выходящим через ограждения Qогр.

В режиме отопления воздух нагревается и увлажняется (5,2)

1. Обще токсичные (ртуть, соединения фосфора).

2. Раздражающие (кислоты, щёлочи, аммиак, хлор, сера).

3. Аллергенные (соединения никеля, алкалоиды).

4. Нервно-паралитические (аммиак, сероводород).

5. Удушающие (окись углерода, ацетилен, инертные газы).

6. Наркотические (бензол, дихлорэтан, ацетон, сероуглерод).

7. Канцерогенные (ароматические углеводороды, асбест).

8. Мутагенные (соединения свинца, ртути, формальдегид).

9. Влияющие на репродуктивную функцию (свинец, ртуть).

Тошнота, рвота, одышка, учащённый пульс

Учащённое дыхание, уменьшение поступления кислорода в лёгкие

Уменьшение рабочей поверхности лёгких,
профессиональные заболевания - пневмокониозы

Фиброгенные пыли - металлические, пластмассовые, кремниевые, древесные и др.

Раздражение дыхательных путей, поражение дыхательного центра, летальный исход наступает от отёка лёгких.

Эритроциты крови захватывают окись углерода и уже не переносят в достаточной степени кислород. Головная боль, тошнота, слабость, потеря сознания, летальный исход.

Неблагоприятные изменения в составе крови

Факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний - ртуть, свинец, кадмий, кобальт, никель, цинк, олово, сурьма, медь.

Тяжёлые металлы

Соединение с гемоглобином, образование метагемоглобина, кислородное голодание

Нитраты

Отравление, обезвоживание, потеря сознания, паралич дыхания и двигательного центра.

Пестициды - соединения мышьяка, хлора, фосфора

Устанавливаются нормативные показатели:

1. Относительно безопасные уровни воздействия (ОБУВ).

2. Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это такая
концентрация, при которой за рабочий стаж не должно
возникнуть профессиональных заболеваний.

3. Средние смертельные дозы при попадании в желудок
(ССДЖ), при нанесении на кожу (ССДК), концентрации в
воздухе (ССКВ).

По наиболее высокому значению из этих показателей вредные вещества делят на четыре класса: чрезвычайно опасные (1), высоко опасные (2), умеренно опасные (3) и малоопасные (4).

2. Герметизацией вредных процессов.

3. Устройством укрытий, окрасочных камер.

4. Вентиляции для разбавления вредных веществ.

5. Местной вытяжной вентиляции закрытого и открытого типа для удаления вредных веществ.

6. Методов нейтрализации для очистки воздуха от продуктов сгорания топлива.

7. Фильтров и пылеуловителей.

8. Респираторов и противогазов.

где G - количество выделяющихся вредных веществ, мг/ч; qПДК - предельно допустимая концентрация, мг/м3.

В помещениях с постоянным пребыванием людей минимально необходимое количество воздуха определяется из расчёта разбавления углекислого газа до предельной концентрации. Для выполнения этого требования необходимо подать в помещение 33 м3/ч на одного человека.

1. Закрытого типа (вытяжные шкафы, окрасочные камеры, кожухи, укрывающие пылящее оборудование).

2. Открытого типа (вытяжные зонты, вытяжные панели).

Количество воздуха, которое надо удалить через устройство закрытого типа, определяется по формуле:

где F - суммарная площадь сечения рабочих проёмов, м2; V - скорость движения воздуха, которая принимается в пре- делах 0,15-1,5 м/с в зависимости от класса опасности вещества.

1 - корпус; 2 - удаление очищенного воздуха;

3 - удаление скопившейся пыли.

- частотой колебаний f (Гц), то есть числом колебаний в секунду;

- звуковым давлением p (Па) - это разность между мгновенным давление в волне и атмосферным;

- интенсивностью или силой звука I (вт/м2) равной потоку звуко- вой энергии, проходящей в единицу времени через 1м2 площади.

Интенсивность пропорциональна квадрату звукового давления.

По частоте колебаний звуки классифицируются:

Инфразвук

Слышимый звук

Ультразвук

20Гц

20000Гц

2.5.1.Звук и шум; основные характеристики

где звук воздействует на чувствительные нервные окончания,

Механические колебания преобразуются в органе слуха в

электрические потенциалы.

Основными параметрами звуковых волн являются

которые субъективно в

слуховых ощущениях воспринимаются как громкость и высота

тона. По частоте область слуховых ощущений лежит от 20 до

20000 Гц.

Зона слышимости звука ограничена двумя кривыми :

порогом

слышимости

(1) и

порогом болевого ощущения

(2).

Колебания барабанной перепонки передаются во внутреннее ухо,

Восприятие звуковых колебаний

реагирующие, каждое на колебания определённой частоты.

интенсивность и частота колебаний,

где I, p - действующие значения интенсивности и звукового давления; I0 =10-12 вт/м2, p0 =2*10-5 Па - интенсивность и звуковое давление на пороге слышимости.

Уровень звука L оценивают в относительных логарифмических единицах - ДЕЦИБЕЛАХ (дБ).

Шум - сложное колебание, комплекс звуков разных частот; его оценивают спектром, то есть зависимостью УЗД от частоты.

Наиболее часто шум измеряют в октавных полосах частот. Полоса характеризуется средней частотой, а соотношение этих частот 1/2.

Гц

45 90 180 355 710 1400 2800 5600 11200

Граничные частоты октавных полос

Восприятие частоты, также как и силы звука, относительно поэтому средние частоты октавных полос откладываются на графиках в логарифмическом масштабе (через одинаковые промежутки).

Средние частоты октавных полос

Кроме спектральной характеристики шум оценивают одним числом - уровнем звука в дБА. Это общий уровень шума, откорректированный в соответствии с кривой слышимости.

100 дБ + 40 дБ =

70 дБ + 70 дБ + 70 дБ =

93 дБ

100 дБ

81 дБ

75 дБ

Уровни шума являются логарифмическими величинами и их нельзя непосредственно складывать. Для этого применяют правило суммирования уровней:

Lб - больший из суммируемых уровней δL - добавка к большему уровню, опре- деляемая по таблице в зависимос- ти от разности уровней.

Если один из суммируемых уровней меньше другого на 10 дБ, то он не учитывается.

Lсум. = 10lg(2*I / I0) = 10lg(I / I0)+10lg2 = L+3 дБ.

где Ра - звуковая мощность источника шума, Вт; S - площадь измерительной поверхности, окружающей источник шума и проходящей через расчётную точку, м2.

Простейшей моделью источника шума является точечный источник, излучающий сферическую волну.

2.5.2. Распространение, воздействие и нормирование шума

S = 2πr2

Переходя от абсолютных величин к относительным логарифмическим, уровни интенсивности шума L (дБ) от источника с уровнем звуковой мощности Lp (дБ) в точке открытого пространства можно определить по формуле:

уровни звуковой мощности источника шума (дБ); L - уровни звукового давления, измеренные в точках на рас- стоянии 1м от поверхности источника шума (дБ); S1 - площадь измерительной поверхности при r = 1м, (м2).

r

Отражённый шум упрощённо считается диффузным, то есть имеющим одинаковую плотность звуковой энергии во всех точках помещения, а прямой шум спадает с расстоянием от источника.

Интенсивность суммарного шума

где Q - акустическая постоянная помещения (м2), которая характеризует его способность поглощать звуковую энергию; α - средний коэффициент звукопоглощения; Sп - полная площадь ограждений помещения, м2.

Уровни шума (дБ) в помещении с источником шума

Изменение уровней шума

Зона прямого шума

Зона отражённого шума

График изменения уровней шума

э

, то есть

уровнем постоянного шума, оказывающим по энергии

такое же воздействие, как и данный непостоянный.

где:

действии за время

ч.) при общей экспозиции шума

Пример

Найти эквивалентный уровень звука, если Т = 4ч,

L1

=

90дБА,

= 2

ч,

= 88

дБА,

= 2

По правилу сложения уровней при разности между ними

89,2дБА

L

i

- составляющий уровень шума (дБ) при его

t1

L2

t2

ч.

поэтому эквивалентный уровень звука равняется

2дБА добавка к большему уровню составляет 2,2

дБА

2. Снижается чувствительность органа слуха, что приводит к временному повышению порога слышимости. При длительном воздействии шума высокого уровня возникают необратимые потери слуха и развивается профессиональное заболевание - тугоухость.

Критерием риска потери слуха считается уровень 90 дБА, при ежедневном воздействии более 10 лет.

Нормируемые параметры: уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровень звука в дБА.

Источник шума

Эффективность экрана зависит от длины звуковой волны по отношению к размерам препятствия, то есть от частоты колебаний. В помещении из-за наличия отражённого шума эффект экрана меньше, чем в открытом пространстве.

1. Экранирование -

Звукоизоляция одностенной конструкции R (дБ) определяется законом «массы»

где f - частота колебаний, Гц; δ - поверхностная масса стенки, кг/м2; А, С - эмпирические коэффициенты.

В помещении с источником шума уровни шума определяются прямым и отражённым шумом.

Звукопоглощающий материал, установленный на стенах помещения, уменьшает составляющую отражённого шума.

а)

Кожух со звукопоглотителем

Изолированная кабина

б)

Конструктивные средства уменьшения шума

Простейший вид колебаний - гармонические.

T=1/f

Вибрацию оценивают частотой f (Гц) или периодом колебаний T и одним из трёх параметров:

Амплитудой вибросмещения ζа

- круговая частота

где V - действующее среднеквадратичное значение виброскорости, м/с; V0 - пороговая виброскорость, равная 5*10-8 м/с.

Среднеквадратичная виброскорость в 1,4 меньше амплитудного значения.

Вибрации машин и механизмов являются сложными колебаниями, которые могут быть представлены суммой гармонических колебаний. Вибрацию, как и шум, характеризуют спектром в октавных полосах частот, который можно представить графически.

1. Общая, которая действует на тело сидящего или стоящего человека и оценивается в октавных полосах f = 2, 4, 8, 16, 31,5; 63 Гц.

2. Локальная, которая передаётся через руки на частотах f = 8, 16, 31,5; 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.

Общую вибрацию по источнику возникновения делят на три категории:

1. Транспортная (подвижные машины на местности). 2. Транспортно-технологическая (краны, погрузчики). 3. Технологическая (рабочие места).

1. Болезненные ощущения вызываются резонансом внутренних органов, появляются боли в пояснице, а при локальной вибрации - спазм сосудов, онемение пальцев и кистей рук.

2. При длительном воздействии вибрации возможно развитие вибрационной болезни, тяжёлая стадия которой неизлечима. Вибрация отрицательно воздействует на ЦНС, возникают головные боли, головокружение, нарушение сердечной деятельности, расстройство вестибулярного аппарата.

Санитарные нормы устанавливают допустимые значения: уровня виброскорости (дБ), виброскорость (м/с) и виброускорение (м/с2). Учитывается время воздействия вибрации.

2. Организационно-технические мероприятия, которые включают уменьшение времени воздействия вибрации применением дистанционного управления, сокращение рабочего дня, устройство перерывов в работе.

3. Средства коллективной защиты: виброизолирующие крепления механизмов и рабочих мест, вибропоглощающие покрытия.

4. Средства индивидуальной защиты: виброзащитные рукавицы и обувь.