Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра охраны труда и окружающей среды

 

 

 

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ  САНИТАРИЯ  

Конспект лекций

для студентов специальности

5В073100 - «Безопасность жизнедеятельности и защиты окружающей среды»

 

 

Алматы  2012 

СОСТАВИТЕЛИ: М.К. Дюсебаев, Ж.С. Абдимуратов. Производственная  санитария.  Конспект лекций для студентов специальности 5В073100 - «Безопасность жизнедеятельности и защиты окружающей среды».  - Алматы: АУЭС, 2012 -  36 с.

 

Конспект лекций предназначен для ознакомления студентов с материалами по дисциплине  «Производственная санитария». Рассмотрены вредные факторы производственной среды, характер их воздействия на организм человека и предельно допустимые уровня этого воздействия. Описаны методы и средства защиты человека.

Ил. 2, табл.  9,  библиогр. - 6 назв.

 

Рецензент: канд.тех.наук, проф. Пак М.И.

 

Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества «Алматинский  университет  энергетики и связи» на 2011 г.

 

© НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2012 г.

 

1 лекция.  Введение. Основные понятия и определения

 

         В настоящее  время  на  большинстве  предприятий  широко используются   высокотоксичные, легковоспламеняющие вещества, различного рода технологические процессы, зачастую сопровождаются значительными уровнями шума, вибраций, ультра и инфразвука, ненормальными параметрами микроклимата, большинство операций производится в условиях высокого зрительного напряжения, запыленности и загазованности. В связи с этим увеличивается потенциальная опасность возникновения травмоопасных ситуаций, степень риска возникновения профессионального заболевания, существенного воздействия условий труда на состояние здоровья производственного персонала.

         Поэтому при изучении данной дисциплины необходимо опираться на концептуальные предпосылки, важнейшими из которых являются следующие:

1) все проблема возникают в системе «человек-машина-среда», следовательно, для их понимания следует изучить все звенья этой системы, имея в виду, что каждое может являться источником вредностей;

         2) последовательность решений проблем производственной санитарии состоит из реализации трех групп задач:

- анализ, прогнозирование и моделирование источников возникновения вредных производственных факторов;

- разработка методов и средств защиты;

- ликвидация последствий проявления вредных факторов;

3) для  обеспечения высокого уровня благоприятных условий  труда на производстве нужно использовать все методы и средства.

Производственная санитария - это система организационных, гигиенических и санитарно - технических мероприятий, а также средств, предотвращающих воздействие на персонал вредных производственных факторов. Используя средства производственной санитарии, на рабочих местах предприятий создают оптимальные условия труда, способствующие высокой производительности и исключающие влияние вредных производ-ственных факторов на организм человека.

         Производственная санитария включает в себя:

- оздоровление воздушной среды, и нормализацию параметров микроклимата в рабочей зоне;

- защиту работающих от шума, вибрации, электромагнитных излучений и др.;

- обеспечение требуемых нормативов естественного и искусственного освещения;

- поддержание в соответствии с санитарными требованиям территории  предприятия, основных производственных и  вспомогательных помещений.

Цель дисциплины - теоретическая и практическая подготовка студентов по вопросам производственной санитарии, она включает в себя  биологические, химические, физические и психофизиологические факторы. Ниже приведены термины, необходимые для понимания и правильного усвоения материалов настоящего конспекта.

Вредный фактор - фактор среды и трудового процесса, воздействия которого на человека (интенсивность, длительность и др.) может вызвать заболевание, временное или стойкое снижение работоспособности, повысить частоту соматических и инфекционных заболеваний, привести к нарушению здоровья потомство.

Деятельность - активная форма преобразования духовного и материального мира человека. Подразделяются на два основных вида: физическую и умственную, которые в настоящее время по значимости являются приблизительно равноценными. Гармонично развитая  личность оптимальным образом должна сочетать эти  виды деятельности, развивая в себе как физические возможности, так и умственные способности. Влияние деятельности включает в себя цель, средство, результат и сам процесс деятельности. Любой создаваемый человеком вид деятельности должен быть полезен для его существования, но вместе с тем может быть источником негативных воздействий или вреда, приводит к травматизму, заболеваниям, а порой заканчивается и полной потерей трудоспособности или смертью. Человеческая практика дает основание утверждать, что любая деятельность потенциально опасна.      

        Опасная зона - пространство, в котором возможно воздействие на персонал опасных и (или) вредных производственных факторов.

Опасный фактор - негативный фактор, воздействие которого на человека приводит к травме или  летальному исходу.

Производственная среда - пространство, в котором  осуществляется трудовая деятельность человека. Элементами производственной среды являются:

 - предметы труда;

- средства труда (инструмент, технологическая оснастка, машины и т.п.);

- продукты труда (полуфабрикаты, готовые изделия);

- энергия (электрическая, пневматическая, химическая, тепловая и д.р.);

- природно-климатические факторы (микроклиматическая условия труда: температура, влажность и скорость движения воздуха);

- растения, животные;

- персонал.

Производственные помещения - 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, контроля и управлении производством. Внутри производственных помещений находятся рабочая зона и рабочие места.

Рабочая зона - пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на котором находится места постоянного или временного пребывания  работающих.

Рабочее место - часть рабочей зоны; оно представляет собой место постоянного или временного пребывания работающих в процессе трудовой деятельности.

 

1.1  Производственные вредности и их классификация

 

Одним из основных факторов, влияющих на здоровье и работоспособность человека, является состояние воздушной среды рабочих мест производственных помещений.

Атмосферный незагрязненный воздух содержит 78,08 % азота, 20,95 % кислорода, 0,03 %  диоксидов углерода, 0,93 %  инертных  газов (аргон, неон, криптон, ксенон и др.).

При выполнении различных технологических процессов, работе оборудования и обслуживающего персонала в воздух выделяются вредные вещества: пыль, газы и пары, а также избыточное, количество тепла и влаги. Пары и газы, смешиваясь с воздухом, образуют газовые смеси, а твердые и жидкие частицы - аэровзвеси, называемые аэрозолями, тогда как осевшая пыль аэрогель.

Вредные вещества проникают в организм, главным образом, через дыхательные пути, а также через кожу и с пищей, вызывая отравление. Степень опасности при этом зависит от вида вещества, его концентрации, дисперсности, продолжительности воздействия на человека и других свойств.

По характеру воздействия на организм человека вредные химические вещества в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76   разделяются на:

- общетоксичные - вызывающие отравление всего организма (оксид углерода, цианиды, свинец, ртуть, мышьяк и их соединения, органические растворители); 

- раздражающие - вызывающие воспалительные реакции органов дыхания, кожи, глаз (кислоты, щелочи, аммиак, соединения, содержащие хлор, фтор, серу; азот);

- сенсибилирующие - вызывающие повышенную чувствительность организма (ртуть, платина и их соединения);

- канцерогенные - вызывающие появление злокачественных опухолей (никотин, бенз(а)пирен, асбест, бензол, кадмий и его соединения, радон, сажа);

- мутагенные - вызывающие изменение наследственной информации (свинец, марганец, и его соединения, радиоактивные вещества, формальдегид, никотин);

- влияющие на репродуктивную функцию человека, т.е. вызывающие бесплодие (ртуть, свинец, марганец и их соединения, бензол, сурьма, никотин).

По степени воздействия на организм вредные вещества разделяются на четыре класса опасности (ГОСТ 12.1.005-88):

- чрезвычайно опасно (ПДК < 0,1 мг/м3 ) - 1 класс;

- высокоопасные (ПДК= (0,1-1,0 мг/м3 )) – 2  класс;

- умеренно опасные (ПДК= (1,1- 10 мг/ м3 )) - 3 класс;

- малоопасные (ПДК > 10мг/ м3 )  - 4  класс.

Предельно-допустимые концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны – такая концентрация, которая  при ежедневной работе (но не более 4 часов в неделю) во время всего рабочего стажа не может вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

При одновременном содержании в воздухе нескольких вредных веществ однонаправленного действия (близких по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека) должно выдерживаться  соотношение [3]: 

 

 ,                                  (1.1)

 

где  С1, С2, Сn  - фактические концентрации вредных веществ в воздухе;  ПДК1, ПДК2, ПДКn  - предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

Международная экспертная группа при ООН поставила диоксид серы  (SiO2) первым в списке наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. Затем следуют взвешенные частицы (пыль), оксид и диоксид углерода, оксиды азота.

Человек за свою жизнь делает в среднем 600 млн. вздохов, потребляя при этом 600 тыс.м3 воздуха. За сутки через легких человека проходит 17 м3  воздуха общим весом 22 кг. Без воздуха человек может существовать более 5 мин.

 

 

2 лекция.  Основы физиологии труда. Классификация форм труда

 

Деятельность человека носит самый разнообразный характер. Однако  ее можно разграничить на три основные группы по характеру выполняемых человеком функций (см. рисунок 2.1).

При этом субъектам деятельности является человек, а объектом- окружающая среда.    

                   

Подпись: Деятельность человека

 


Умственный труд

 

Механизированные формы физического труда

 

Физический труд

 

 

 
                                                                                          

                                                                                        

                                                                                                    

 

 

 


Рисунок 2.1 - Основные формы деятельности человека

 

В зависимости от основных характеристик и физиологических требований, предъявляемых к организму, принято различать следующие формы труда:

           1) Физический труд, который характеризуется нагрузкой на опорно- двигательный  аппарат и функциональные системы организма человека (сердечно-сосудистую, нервно-мышечную, дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность. Физический труд, развивая мышечную систему и стимулируя обменные процессы, имеет также ряд отрицательных  последствий. Это, прежде всего, социальная неэффективность, связанная с низкой его производительностью, необходимостью высокого напряжения физических сил и потребностью в длительном - до 50 % рабочего времени-отдыхе. В современной трудовой деятельности человека объем чистой физического труда  незначителен.

2) Механизированные формы физического труда. Особенностью их являются изменения характера мышечных нагрузок и усложнение программы действий. В условиях механизированного производства наблюдается уменьшение объема мышечной деятельности, в работу вовлекаются мелкие мышцы конечностей, обеспечиваются большую скорость и точность движений, необходимы для управления механизмами. Однообразие простых и большей частью локальных действий, однообразие и малый объем воспринимаемой в процессе  труда информации приводят к малоточности труда, да и быстрому наступлению утомления.

        К механизированным формам труда человека относятся его работа, связанная с полуавтоматическим и автоматическим производством, с конвейером, а также с дистанционным управлением. В последнем случае человек  включен в систему управления как необходимое оперативное  звено, нагрузка на которое уменьшается с возрастанием степени автоматизации процесса управления. Различают формы управления производственным процессом, требующие частных активных действий человека, или, наоборот, когда участие его сводится к контролю показаний приборов.

         3) Умственный труд - труд, при котором человек занят управлением производственным процессом, интеллектуальной  и творческой деятельностью. В его основе лежат восприятие, переработка информации и принятие решений. Во всех случаях умственной деятельности основным является участие центральной нервной системы.

Интеллектуальная деятельность - человек выполняет функции руководителя и управляет коллективом людей. Характеризуется чрезмерные ростом объема  информации, возрастанием дефицита времени для ее переработки, повышения личной ответственности за принятие решений, периодическим возникновением конфликтных ситуаций.

         Творческий труд  требует значительного объема памяти, напряжения внимания, нервно-эмоционального напряжения. Труд студентов - память, внимание, восприятие, наличие стрессовых ситуаций.

         При интенсивной интеллектуальной деятельности потребность мозга в энергии повышается, составляя 15-20 % от общего объема в организме. При этом потребление кислорода 100 г коры головного мозга оказывается в 5 раз больше, чем расходует скелетная мышца такой же массы при максимальной нагрузке.

         Суточный расход энергии при умственном труде составляет от 10,5 до 12,5 МДж.  Например, при чтении вслух расход энергии повышается на 48 %, при выступлении с публичной лекций – 94 %, а у операторов вычислительных машин – 60 – 100 %.

         При выполнении человеком умственной работы за счет нервно-эмоционального напряжения происходит сдвиги в вегетативных функциях человека: повышение кровяного давления, изменение ЭГК, увеличение легочной вентиляции и повышение температуры тела.            

Физиологические особенности и категории физического труда.  Физическая работа может быть динамической и статической. Количество динамической  работы измеряются произведением массы груза, перемещаемого в пространстве, на расстояние по вертикали или горизонтали.

         Статическая работа - поддерживание человеком усилий без перемещения тела, рук или ног в пространстве. Величина статической нагрузки выражается в килограммах в секунду.

         Статическая работа более утомительна, чем динамическая. Это объясняется тем, что напряжение мышц длится непрерывно, в то время как при динамической  работе благодаря чередованию процессов сокращения и расслабления мышц имеются паузы, во время которых нервные центры не посылают импульсов к мышцам, т.е. «отдыхают». Кроме того, при статическом напряжении мышц сосуды в них сдавлены, и нормальное кровообрашение  затруднено, что приводит к застою крови и накоплению недоокисленных продуктов в них и в организме в целом.

           Количественной характеристикой физического труда является тяжесть труда, отражающая преимущественную нагрузку на аппарат движения и функциональные системы (сердечно-сосудистую, дыхательную и др.), обеспечивающие деятельность человека.

Тяжесть работы определяется энергетическими затратами и подразделяется на категории: легкие, средней тяжести и тяжелые. 

 

3 лекция. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий

      

В настоящее время широко используются «Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий» (СН 245-71), в которых указаны требования к выбору площадки для строительства предприятия, к производственным и вспомогательным помещениям, а также к другим сооружениям, к отоплению, вентиляции, водоснабжению, канализации и освещению. Указаны предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны, метеорологические условия, допустимые уровни шумов и вибрации, нормы допустимых ионизирующих и электромагнитных излучений и других вредных факторов.

         Согласно СН 245-71 генеральный план предприятия наносят  все здания и сооружения, а также железные и автомобильные дороги. Масштаб генерального плана 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 (ГОСТ 21.108-78).

         Проектирование генерального плана начинается с определения положения всех сооружения и устройств, расположения подъездных путей и включает вопросы обеспечения безопасности движения людских потоков, соблюдение противопожарных разрывов и возможности объезда транспорта вокруг зданий на случай пожара.

         Площадь промышленного предприятия определяется по формуле

 

η   ,                                                       (3.1)

   

где  N – число работающих на данном предприятии;

          a – площадь застройки, приходящаяся на одного работающего (15-20 м2/чел);

          в – площадь, занятая транспортными путями, м2;

          η – коэффициент занятости площадки (η = 0,35 - 0,5).

         Производственные здания и сооружения обычно располагают на территории предприятия по ходу производственного процесса. При этом их группируют с учетом общности санитарных  и противопожарных требований, а также потребления электроэнергии, движение транспортных и людских потоков. Все здания, сооружения и склады располагают по зонам в соответствии с производственными признаками. Так, например, зона горячих цехов объединяет чугунолитейные, сталелитейные, литейные цветных металлов, кузнечные, кузнечнопрессовые и термические цехи. Они находятся ближе к железнодорожной линии.

         В зоне обрабатывающих цехов сосредоточивают цехи холодной обработки металла, механосборочные, склады готовой продукции  (вблизи заготовительных цехов у главного входа) как цехи с большим числом рабочих и т.д.

         При разработке генерального плана предприятия следует предусматривать противопожарные и санитарные разрывы. При этом величина санитарного разрыва между зданиями, освещаемыми через оконные проемы, принимается не менее наибольшей высоты до карниза противостоящих зданий. Между отдельными корпусами разрыв не менее – 15 м, а при отсутствии вредных выделений в пространство – не менее 12 м.

         Обязательным элементом любого промышленного предприятия является санитарная защитная зона – территория между границами промплощадки, складов открытого и закрытого хранения материалов и реагентов, предприятий сельского хозяйства, с учетом перспективы их расширения и селитебной застройки.

         Она предназначена для:

         - обеспечения требуемых гигиенических норм содержания в приземном слое атмосферы загрязняющих веществ, уменьшения отрицательного влияния предприятий, транспортных коммуникаций, линий электропередач на окружающее население, факторов физического воздействия – шума, повышенного уровня вибрации, инфразвук, электромагнитных волн и статического электричества;

- создания архитектурно-эстетического барьера между промышлен-ностью и жилой частью при соответствующем ее благоустройстве;

- организации дополнительных озеленительных площадей с целью усиления ассимиляции и фильтрации загрязнителей атмосферного воздуха, а также повышения активности процесса диффузии воздушных масс и локального благоприятного влияния на климат.

         Для объектов, их отдельных зданий и сооружений с технологическими процессами, являющихся источниками формирования производственных вредностей в зависимости от мощности, условий эксплуатации, концентрации объектов на ограниченной территории, характера и количества выделяемых в окружающую среду токсических и пахучих веществ, создаваемого шума, вибрации и других вредных физических факторов, а также с учетом предусматриваемых мер по уменьшению неблагоприятногоо влияния их на окружающую среду и здоровья человека при обеспечении соблюдения требований гигиенических нормативов в соответствии с санитарной классификацией предприятий, производств и объектов, устанавливаются следующие минимальные размеры санитарно - защитных зон:

- предприятия первого класса –1000 м;

- предприятия  второго класса –500 м;

- предприятия третьего класса –300 м;

- предприятия четвертого класса –100 м;

- предприятия пятого класса –50 м.

         Санитарно-защитная зона или какая-либо ее часть могут рассматриваться как резервная территория  предприятия и использоваться для расширения промышленной площадки, а также для перспективного развития селитебной застройки.

         В границах санитарно-защитной зоны предприятий 1-го, 2-го и 3-го классов, а также зонах повышенной протяженности допускается размещать:

- предприятия, их отдельные здания и сооружения с производствами меньшего класса вредности, чем основное производство, при условии выделения аналогичных по составу, но меньших по количеству выбросов, а также при обязательном соблюдении требования превышения при суммарном учете действующих гигиенических нормативов;

- пожарные депо, бани, прачечные, гаражи, площадки индивидуальной стоянки автомобилей и мотоциклов, здания управления, конструкторские бюро, учебные заведения, поликлиники, магазины, научно-исследовательские лабаратории, связанные с обслуживанием данного предприятия;

- нежилые помещения для дежурного аварийного персонала и охраны предприятий, стоянки для общественного и индивидуального транспорта, местные и транзитные коммуникации, ЛЭП, подстанции, нефте- и газопроводы, артезианские скважины для технического водоснабжения, водоохлаждающие сооружения для подготовки технической воды, канализационные насосные станции, сооружения оборотного водоснабжения, питомники растений для озеленения промплощадки, предприятий и санитарно - защитной зоны.

         Примечание:

         Санитарно-защитная зона для предприятий 4-го и 5-го классов должна быть максимально озеленена (не менее 60 % площади); для предприятий 2-го  и 3-го классов – не менее 50 %; для предприятий 1-го класса и зон большей протяженности – не менее 40 % ее территории. 

  

4 лекция.  Основные параметры микроклимата на рабочем месте

 

Воздушная среда в производственных помещениях характеризуется наряду с уровнем содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны  также параметрами микроклимата, к которым относятся:

- температура воздуха t, оС;                                                                                             - относительная влажность воздуха  φ, %;                                                                                      - скорость движения воздуха  v, м/с;                                                                                                    - интенсивность теплового излучения  I, Вт/м2.

         В соответствии ГОСТ 12.1.005 - 88 температура, относительная влажность и скорость движения воздуха нормируются для теплого и холодного периода года в соответствии с категориями по физической тяжести работ.

 

Легкие работы подразделяются следующем: 

- категория I а – работы, сидя с незначительными физическими напряжениями, с энергозатратами до 139 Вт (до 120 ккал/ч);

- категория I б - работы сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторыми физическим напряжением, с энергозатратами 140-174 Вт (121-150 ккал/ч).

Работы средней тяжести подразделяются следующем:

         - категория II а – работы, стоя или сидя  и требующие определенного физического напряжения, а также связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких  (до 1 кг) изделий или предметов, с энергозатратами 175-232 Вт (151-200 ккал/ч);

         - категория II б – работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей да 10 кг и сопровождающимися  умеренным физическим напряжением, с энергозатратами 233-290 Вт (201-250 ккал/ч).

Тяжелые физические работы подразделяются следующем:

- категория III – работы,  связанные  с постоянным перемещением и переноской  значительных (свыше 10 кг) тяжести и требующие больших физических усилий,  с энергозатратами более 290 Вт (более 250 ккал/ч).

Расчетные значения температуры  воздуха для  отопления и вентиляции некоторых помещений в холодный период года приведены (ГОСТ 12.1.005-88, СанПиН 2.2.4.548 - 96) в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1 - Расчетные значения температуры  воздуха

Помещения

Температура, оС

Цеха, участки при категории работ

 

легкой

22

средней тяжести

18

тяжелой

16

Гардеробы спецодежды

23

Вестибюли

16

Душевые

25

Туалеты

16

Умывальные

16

Административные

18

 

Оптимальными метеоусловиями являются такие, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают нормальное функционирование  и тепловое состояние организма без напряжения механизма терморегуляции.  При этом обеспечивается тепловой комфорт.


Допустимые параметры микроклимата в административных, санитарно - бытовых и иных  вспомогательных помещениях приведены в таблице 4.2.

 

Таблица 4.2 - Допустимые параметры микроклимата

 

Период года

 

 

Температура, оС

 

Относительная влажность,

%

Скорость движения воздуха, м/с, не более

 

Теплый

Не более чем на 3 оС выше температуры наружного воздуха, но не выше 28 оС

 

65

 

0,5

Холодный

18-22

65

0,2

 

Допустимые называются такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызывать  переходящие и быстро  нормализующиеся изменения функционального и  теплового состояния организма и напряженную работу механизма терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей.

         Оптимальными условиями микроклимата распространяются на всю рабочую зону, а допустимые условия устанавливаются дифференцированно на отдельных рабочих местах.

         Терморегуляция – совокупность  физиологических и химических процессов  в организме человека, направленных на поддержание постоянства температуры тела (36-37 оС). Это обеспечивает нормальное  функциониро-вание организма, способствует протеканию  биохимических процессов в организме человека.

         Терморегуляция, таким образом, обеспечивает равновесие между количеством тепла, непрерывно образующемся в организме и излишками тепла, непрерывно отдаваемым  в окружающую среду, т.е. сохраняет тепловой баланс организма.

 

                                                 .                                           (4.1)

 

Терморегуляция исключает переохлаждение или перегрев организма человека (Q). Поэтому поддержание постоянства температуры  тело будет предельно  теплопродукцией  организма (М), которая определяется процессами обмен веществ в клетках  и мышечной дрожью, теплоотдачей или теплоприходом (R) за счет инфракрасного излучения, которое излучает или получает поверхность тела, теплоотдачей или теплоприходом за счет конвекции (C), т.е. нагрев или охлаждение тела омываемым поверхность тела воздухом, а также теплоотдачей, обусловленной испарением влаги с поверхности кожи, слизистых оболочек верхних дыхательных путей, легких.

         В нормальных условиях при слабом движении воздуха человек в состоянии покоя теряет  в результате радиации около 45 % всей вырабатываемой организмом тепловой энергии, конвекцией до 30 % и испарением до 25 %.  При этом свыше 80 % тепла отдается через кожу, примерно 13 % - через органы дыхания, около 7 % тепла расходуются на согревания принимаемой пищи,  воды и вдыхаемого воздуха.

         При покое организма  и температуре воздуха 15 oС потоотделение незначительно  и составляет примерно 30мл за 1 г. При высокой температуре (30 oС и выше), особенно при выполнении тяжелой физической работы, потоотделение  может усиливаться в десятки раз. Так, в горячих цехах при усиленной мышечной работе количество выделяемого пота 1–1,5 л/г, на испарение которого затрачиваеться около 2500-3800 кДж (600-900 ккал).

         Различаются острые и хронические формы нарушения терморегуляции. Острые формы нарушения терморегуляции:

- тепловая гипертермия – теплоотдача при влажности воздуха 70-80 % – легкое повышение температуры тела, обильное потооделение, жажда, небольшое учащение дыхания и пульса. При более значительном нагреве возникает также отдышка, головная боль и головокружение, затрудняется речь и др.;

- судорожная болезнь – преобладание нарушения водно-солевого обмена– протекает в виде различных судорог, особенно икроножных мышц, и сопровождается большой потерей пота, сильным сгущением крови. Вязкость крови увеличивается, скорость ее движения уменьшается, и поэтому клетки не получают необходимого количества кислорода;

- тепловой удар – дальнейшее протекание судорожной болезни – протекает с потерей сознания, повышением температурой тела до 40-41 оС, слабым учащением пульса. Признаком тяжелого поражения при тепловом ударе является полное прекращение потоотделения.

Тепловой удар и судорожная болезнь могут заканчиваться смертельным  исходом.

         Хронические формы нарушения терморегуляции приводят  к изменениям в состоянии нервной, сердечнососудистой, пищеварительной системе человека, формируя производственно обусловленные заболевания.

         Длительное охлаждение часто приводит к расстройству деятельности капилляров и мелких артерий (ознобление пальцев рук, ног и кончиков ушей). При этом  происходит и  переохлаждение всего организма.

         Широко распространены вызываемые охлаждением заболевания периферийной нервной системы, особенно пояснично-крестцовый  радикулит, невралгия лицевого, тройничного, седалищного и других нервов, обострение суставного и мышечного ревматизма, плеврит, бронхит, асептическое и инфекционное воспаление слизистых оболочек дыхательных путей и другие.

         Влажный воздух лучше проводит тепло, а подвижность его увеличивает теплоотдачу конвекцией – это приводит к большому обморожению (даже смерти) при условии низкой температуры, высокой влажности  и подвижности воздуха.

         Выделяют три стадии охлаждения организма человека, которые характеризуются следующими показателями:

         1) I –II стадии охлаждения. I –II стадии охлаждения формируются при температуре тела от 37 – 35,5 оС,  при этом происходит:

- спазм сосудов кожи;

- урежение пульса;

- снижения температуры тела;

- повышения артериального давления;

- увеличение легочной вентиляции;

- увеличение теплопродукции.

         Таким образом, в пределах до 35 оС организм пытается бороться собственными силами против охлаждающего микроклимата.

         2) III – стадия охлаждения. III – стадия охлаждения наступает при температуре тела человека ниже 35 оС, на этой стадии происходит:

- падение температуры тела;

- снижение деятельности  центральной нервной системы;

- снижение артериального давления;

- уменьшение легочной вентиляции;

- уменьшение теплопродукции.

        Заболевания, вызываемые охлаждением: обморожение, отеки локтей и ступней, острые респираторные заболевания и грипп.

Создание благоприятного микроклимата рабочей зоны является гарантом поддержания терморегуляции организма, повышения работоспособности человека на производстве.

 

 

5 лекция.  Защита  от вредных веществ в воздухе рабочей зоны

 

5.1 Производственная  пыль и ее  воздействие  на  организм

 

Производственная  пыль – одна из наиболее  распространенных  производственных вредностей,  может вызвать пневмокониозы, занимающие  первое  место  среди профессиональных заболеваний.

Производственная пыль представляет  собой  мелкораздробленные твердые частицы, находящиеся в  воздухе  рабочей зоны во взвешенном состоянии, т.е. в виде аэрозоля.  

При оценке влияния пыли на организм определенное значение имеет форма частиц, их твердость, острота, волокнистость. Форма пылинок влияет на их поведение в воздухе, ускоряя (округлая форма) или замедляя (волокнистая, пластинчатая) оседание. Имеет значение также удельная поверхность пыли (см2/г), поскольку их химическая активность в отношении организма зависит от общей площади по­верхности.

Токсическое действие пыли большей степени зависит от химической природы пыли и ее концентрации в воздухе рабочей зоны. Растворимые пыли, задерживаясь в дыхательном тракте, всасываются, попадают в кровь и последующее их влияние на организм зависит от химического состава пыли. При этом химический состав пыли за­висит от вида и состава обрабатываемого материала, способа и техно­логии его обработки.

Под влиянием пыли могут развиваться как специфические, так и неспецифические заболевания. Специфические заболевания прояв­ляются в виде пневмокониозов – фиброза (воспаления) легочной ткани. Пневмокониозы классифицируют следующим образом:

- сили­коз – характерная форма пневмокониоза, возникающая под дейст­вием пыли свободного диоксида кремния;

- силикатоз – пневмокониоз, возникающий при вдыхании солей кремниевой кислоты (наибо­лее часто встречающиеся виды силикатоза – асбестоз, цементоз, талькоз);

- металлокониоз (металлическая пыль, например бериллиоз);

- карбокониоз (антраноз – угольная пыль);

- пневмокониоз от смешан­ной пыли, от органической пыли.

Наиболее опасным заболеванием является силикоз. При силико­зе тяжелые изменения наблюдаются в органах дыхания (носоглоточной, трахеобронхиальной и особенно в легочной) с одновременными  значительными нарушениями в нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной, лимфатической системах человека.                                                                                             

Неспецифическими заболеваниями, вызванными воздействием производственной пыли, следует назвать пневмонию, туберкулез и рак легких, пылевые бронхиты, бронхиальную астму (древесная пыль), поражения слизистой носа и носоглотки (пыль цемента, хрома и др.), конъюнктивиты и воспаления роговицы глаз, поражения кожи – бородавки, угри, экземы, дерматиты и др. Некоторые виды пыли (асбест, хром) представляют канцерогенную опасность. Систе­матическая работа в условиях воздействия пыли вызывает повышен­ную заболеваемость работающих. Действие пыли могут усиливать тя­желый физический труд, охлаждение тела человека, некоторые токсические газы,  что приводит к более быстрому возникновению и усилению тяжести пневмокониоза.

Запыленность воздуха рабочей зоны производственных помещений согласно ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ должна превышать установленных ПДК – предельно допустимых концентраций:

-     кремнесодержащая пыль при содержании пыли в воздухе более 70 % – 1 мг/м3;

-     при 10-70% – 2 мг/м3;

-     при 2-10% – 4 мг/м3.

Следует отметить, ПДК токсичной пыли свинца и его неорганических соединений равно 0,01 мг/м3

 

 

5.2 Средства индивидуальной защиты от воздействия вредных веществ

 

Согласно ГОСТ 12.4011-89 к средствам индивидуальной защиты относятся:

-                   средства защиты головы (каски), глаз (очки), лица (щитки), органов дыхания (респираторы, противогазы), рук (рукавицы), ног (спецобувь), тела (комбинезоны, спецодежда, изолирующие костюмы), кожи (мази, пасты, моющие средства).

         Основные мероприятия по защите от воздействия вредных веществ заключаются:

1) в замене элементов оборудования:

         - вредных веществ в производстве безвредными или менее вредными;

         - сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми;

         - электрические нагревания открытым пламенем;

         - твердого и жидкого топлива газообразным и другие.

         2) применении герметизации и максимального уплотнения стыков и соединений в технологическом оборудовании и трубопроводах;

3)                комплексной механизации, автоматизации и дистанционного управления непрерывными технологическими процессами.

В соответствии с требованиями стандарта на все материалы и вещества, используемые в производстве, в нормативно-технической документации должны быть указаны:

         - токсикологическая характеристика с указанием класса токсичности и опасности;

         - характеристики технологических процессов и операций, при которых используются эти вредные вещества;

         - способа хранения и утилизации;

         - сведения о пожаро- и взрывоопасных свойствах;

         - меры и средства защиты;

         - специальные требования к личной гигиене работающих при контакте с вредными или токсичным веществам.

Все известные способы и методы контроля воздуха делятся на лабораторные, экспрессные и автоматические.

Методы контроля воздушной среды на запыленность подразделяются на две группы:

1) с выделением дисперсной фазы из аэрозоля и без выделения. К первой группе относятся весовой (гравиметрический) и счетный (кониметрический) методы;

2) фотоэлектрический, электрометрический,  радиационный и оптический методы.

В промышленности наибольшее распространение получил весовой метод.

 

         6 лекция.  Производственное освещение

 

6.1    Светотехнические понятия

 

Лучистый поток  Ф -  мощность лучистой энергии электромаг­нитного поля в оптическом диапазоне волн. Единицей измерения яв­ляется ватт (Вт).

Световой поток F - мощность световой энергии, оцениваемой по зрительному восприятию, т.е. величина F является не только фи­зической, но и физиологической. Измеряется в люменах (лм).

Видность В - отношение светового потока к лучистому. Максимальная видность Вmax (при длине волны 554 Нм) составляет 683 лм/Вт.  Видность излучения характеризует чувствительность глаза к различным составляющим светового спектра.

Сила света  I пространственная объективная плотность светового потока в пределах телесного угла.  Измеряется в канделах (кд).

 

                                                                                                                              (6.1)

где   ω - величина телесного угла (стерадиан)

Освещенность Е – плотность светового потока на освещаемой поверхности. За единицу освещенности принят люкс (лк).

                                                               .                                                                (6.2)

 

Яркость поверхности  L (кд/м2):

                                                               ,                                                        (6.3)

где   - площадь проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярно лучу света.

Яркость освещаемой поверхности является фоном, на котором рассматривается объект различения. Яркость поверхности зависит от отражающей  способности, которая определяется коэффициентом отражения ().

                                                                                                                (6.4)

где     Fотр   - отраженный световой поток;

           Fпад  - световой поток, па­дающий на поверхность.

Под объектом различения понимается минимальный элемент рассматриваемого предмета, который необходимо выделить для зри­тельной работы.

Фон считается светлым при коэффициенте отражения  поверх­ности более 0,4, средним – при его величине в пределах 0,4 - 0,2 и темным, если .

 

Контраст объекта с фоном определяется из соотношения ярко­стей рассматриваемого объекта и фона:

                                          .                                                        (6.5)

При   К < 0,2   контраст  считается  малым,   при  его  значениях  в  пре­делах  0,2 < К< 0,5  - средним,  а при  К  > 0,5  - большим.

Коэффициент пульсации освещенности Кп – критерий оценки изменения освещенности поверхности вследствие периодического изменения во времени светового потока источника света.

                                              % ,                                        (6.6)

где  Еmax , Еmin , Еср  - максимальное,  минимальное и среднее значение освещенности за период ее колебания.

Необходимость в показателе Кn вызвана широким применением газоразрядных ламп. При питании их переменным током наблюдает­ся пульсация во времени величины светового потока таких источни­ков с частотой, вдвое большей частоты питающей сети.

 

6.2           Источники производственного освещения

 

Важнейшим источником естественного света является Солнце. Световая постоянная Солнца - 137000 лк. На поверхности Земли солнечная постоянная (суточная продолжительность, спектральный состав и интенсивность) несколь­ко меньше, что связано как с астрономическими факторами (враще­нием Земли вокруг оси и склонением Солнца), так и оптическими свойствами атмосферы, через которую проходит солнечное излуче­ние. При идеальных условиях прозрачности атмосферы освещенность при безоблачной погоде на солнце колеблется от 700 (перед восходом) до 90 000 лк (при высоте стояния 60 °). На естественное освещение производственных помещений оказывают влияние эксплуатационные условия, характер застекления светопроемов, загрязнения стекол и другие.

Для искусственного освещения производственных помещений используются лампы накаливания и газоразрядные лампы, различающиеся принципом генерирования света.

Виды производственного освещения. Производственное освеще­ние бывает трех видов: естественное - за счет солнечного излучения (прямого и диффузно-рассеянного света небесного купола); искусст­венное – за счет источников искусственного света; совмещенное.

Естественное освещение имеет положительные и отрицательные стороны. Более благоприятный спектральный состав (наличие ульт­рафиолетовых лучей), высокая диффузность (рассеянность) света способствуют улучшению зрительных условий работы. В то же время при естественном освещении освещенность во времени и простран­стве непостоянна, зависит от погодных условий, возможно тенеобразование, ослепление при ярком солнечном свете.

Искусственное освещение помогает избежать многие недостатки, характерные для естественного освещения, и обеспечить оптималь­ный световой режим. Однако условия гигиены труда требуют макси­мального использования естественного освещения, так как солнеч­ный свет оказывает оздоровляющее действие на организм. Искусст­венное освещение не устраивают только там, где это противопоказа­но технологическими условиями производства, где хранятся светочувствительные химикаты, материалы и изделия.

При отсутствии достаточного освещения в светлое время суток используют и искусственный свет. Такое освещение называется совмещенным. Оно предусмотрено существующими нормами.

По конструктивному выполнению естественное освещение подразделяется на боковое, осуществляемое через оконные проемы; верх­нее, когда свет проникает в помещение через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях; комбинированное, когда к верхнему ос­вещению добавляется боковое. Наиболее эффективно комбинирован­ное естественное освещение, обеспечивающее более равномерное рас­пределение внутри производственного помещения.

Искусственное освещение по конструктивному выполнению мо­жет быть трех видов: общее, комбинированное, местное, концентри­рующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

Общее искусственное освещение подразделяется на рабочее, ава­рийное, охранное, дежурное, локализованное (например, вдоль сбо­рочного конвейера), освещение безопасности и эвакуационное осве­щение.

Рабочее освещение обеспечивает нормируемые осветительные условия в помещениях и местах производства работ вне здании. Его устраивают во всех помещениях, предназначенных для работы, про­хода людей и движения транспортных средств.

Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное освещение. Освещение безопасности следует предусматривать в тех случаях, когда отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механиз­мов может вызвать взрыв, пожар, отравление людей, длительное на­рушение технологического процесса, нарушение электроводотеплоснабжения, не обеспечивается безопасность людей. Освещение без­опасности должно обеспечить минимум 5 % нормируемой для обще­го освещения, но не менее 1 лк для территории предприятий.

Эвакуационное освещение необходимо предусматривать:

- в местах, опасных для прохода людей;

- в проходах и на лестницах при числе эвакуируемых более 50 че­ловек;

            - по основным проходам производственных помещений, в которых работает более 50 человек;

            - если возникает опасность травматизма из-за продолжения работы производственного оборудования;

            - при одновременном нахождении в помещении более 100 человек;

            - при отсутствии в помещении естественного света.

 

            6.3  Расчет  и  нормирование  освещенности  рабочих  мест

 

6.3.1                Расчет естественного освещения.

Требуется рассчитать необходимое освещение механического цеха завода длиной   А = 72 м,  шириной  В = 18 м,  высотой  Н = 7,2 м. Остекление светового фонаря – одинарное по стальным переплетам. Внутренняя отделка стен – светлая.

Определим приближенное значение необходимой (при верхнем освещении) площади световых проемов, обеспечивающей нормированные значения коэффициента естественной освещенности (КЕО), в процентах от площади пола

 

                                                                                                           (6.7)

 

где      -  площадь фонарей;

          -  площадь пола помещения;

         ен  -  нормированное значение КЕО  для конкретного светового пояса;

          -  световая характеристика фонаря;

          -  общий коэффициент светопропускания светового проема;

            -  коэффициент, учитывающий повышение КЕО при отраженном свете.

Помещение механического цеха относится по зрительным условиям работы к III разряду. Нормируемое значение КЕО определяется из выражения

 

   ,                                 (6.8)

                                                                        

где       е - нормированное значение КЕО (см. в таблице 6.1);

          т -  коэффициент светового климата;

          с -  коэффициент солнечности.

 

Значения коэффициентов т и с для различных районов Казахстана приведены в таблице 6.2.

Подставляя в формулу (6.8) значения составляющих,  находим  ен = 5 %.

                                  

                          Sn = АВ = 72∙18 = 1296 м2.

 

Здесь  = 2,35  при числе пролетов 3.

Общий коэффициент светопропускания светового проема равняется

 

                                                                                                  (6.9)

 

где      = 0,9 (стекло одинарное, листовое);

             = 0,75 (переплеты стальные, открывающиеся);

             = 0,65 (загрязнение фонарей незначительное);

              = 0,9 (несущие конструкции - стальные);

               = 1 (отсутствуют солнцезащитные устройства).

Тогда  , а величина   составляет 1,15.

Вычислим необходимые размеры фонарей, используя формулу (6.7)

 

                  .                           

 

Таблица 6.1 - Значения КЕО для различных условий и видов работ

Разряды

работы

Виды работы по степени точности

Размеры пред­метов, которые необходимо различать при работе, мм

Нормы КЕО, %

при верхн­ем и комбинир.

освещении

при

боковом

освеще­нии

I

Особо точные

0,1 и менее

10

3,5

II

Высокой точности

от 0,1 до 0,3

7

2,0

III

Точные

от 0,3 до 1,0

5

1,5

IV

Малой точности

от 1,0 до 10

3

1.0

V

Грубые

более 10

2

0,5

VI

 

Работы, требующие общего наблюдения

-

1

0,25

 

   

Таблица 6.2 - Значения коэффициентов  m и c (СН и ПII- 4 - 79)

Пояс светового

климата

с, при световых проемах

т

в

наружных

стенах

зданий

в прямо­угольных

и трапеце-видных фонарях

в

фонарях типа шед.

при

зенит­ных

фонарях

 IV севернее 50°

северной широты

(Актобе, Костанай,

   Павлодар,  Астана, Уральск,)

 

 

0,9

 

 

0,8

 

 

0,9

 

 

1,0

 

 

0,9

IV 50° северной

широты и южнее (Алматы и Караганда)

 

0,9

 

0,75

 

0,85

 

0,95

 

0,85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.3.2  Расчет искусственного освещения.

При расчете необходимо выбрать: тип источников света, систему и способ освещения, нормируемую величину освещенности (см. таблицу 6.3), тип светильников. В результате расчета выбираются мощности ламп и количество светильников.

Светотехнический расчет освещения можно проводить методом коэффициента использования светового потока, методом удельной мощности, точечным и комбинированным методами. Также применяются специальные виды расчета (графический, метод светящихся линий и др.). Обычно используются два метода: метод коэффициента использования светового потока и точечный метод. Первый метод применим при условии, если выдержаны рекомендуемые соотношения расстояния между светильниками к высоте их подвеса (отклонение не должно превышать 15 – 20 %).

В основе этого метода лежит выражение                          

                                                                                      (6.10)

где    Е - освещенность, лк;

F – световой поток одной лампы, лм;

                    – коэффициент использования осветительной установки, %;

          N – число светильников общего освещения;

 – число ламп в светильнике (для люминесцентных ламп);

 k – коэффициент запаса;

S площадь помещения, м2;

 z – поправочный коэффициент (отношение минимальной освещенности к средней горизонтальной).

Световой поток, создаваемый одной лампой, определяется по известным данным о типе и мощности используемой лампы и о напряжении осветительной сети.

В порядок расчета входит определение индекса помещения (геометрических размеров помещения) и коэффициента отражения потолка и стен, в зависимости от которых по соответствующим таблицам находится для конкретного вида ламп коэффициент использования светового потока.

Для расчета локализованного и комбинированного освещения, а также наклонных и вертикальных плоскостей и для проверки расчета равномерного общего освещения, когда можно пренебречь отраженным световым потоком, применяют точечный метод. При этом освещенность рабочих поверхностей находят по формуле

                                                                                         (6.11)

 

где  - сила света в направлении от источника на данную точку рабочей поверхности, кд;

r -  расстояние от светильника до расчетной точки, м;

             -  угол между нормалью рабочей поверхности и направлением светового потока от источника.

 

Таблица 6.3 - Нормы наименьшей освещенности (лк) при различных типах электроламп

Разряд

Виды работ

Размеры

Люминесцентные

Лампы

работы

по степени

предметов,

лампы

накаливания

 

точности

которые необходимо различать при работе, мм

комби-

нирован-

ное

общее

комби­-

нирован-­

ное

общее

I

Особо точные

0,1 и менее

750-300

750-300

1500-400

300-150

II

Высокой

точности

от 0,1 до 0,3

2000-500

750-150

1000-300

300-75

III

Точные

от 0,3 до 1

1000-400

300-150

500-200

150-50

IV

Малой точности

от 1 до 10

150-100

150-100

150-100

50-30

V

Грубые

более 10

100

100

100

100

VI

Работы, требую-щие общего наб-людения за ходом технологическо­го процесса

-

75

 

 

75

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В практике вводят в формулу коэффициент запаса  k и r заменяют на выражение  Hp/cos, тогда

                                        (6.12)

где  Нр -  высота светильников над рабочей поверхностью, м.

Данные о распределении силы света  приводятся в светотехнических справочниках.

В случае необходимости расчета освещенности в точке, создаваемой несколькими светильниками, определяют освещенность от каждого из них, а затем полученные значения суммируют.

 

 

7 лекция.  Снижение шума, ультразвука и инфразвука

 

7.1  Физико-гигиеническая характеристика. Влияние на организм

 

Шум один из вредных факторов производственной среды. Шум - такой же медленный убийца, как и химическое отравление.

Первые дошедшие до нас жалобы на шум можно найти у римского сатирика Ювенала (60-127 гг.).

Шум является одной из самых острых проблем современной цивилизации. Его констатировали более 600 человек из 50 стран на прошедшем в Санкт-Петербурге ХI Международном конгрессе по звуку и вибрации (2005 г.). По мнению многих специалистов, около 30 % болезней (сердечные, мышечные, психические расстройства) вызваны различными видами шумов от транспортных средств и различных механизмов.

Слух - чудесный дар, которым природа наделила человека. Слух является неотъемлемой частью восприятия окружающего мира.

Снижение слуха (тугоухость) ведет к тяжелым социальным и психологическим последствиям. Человек теряет профессию, круг общения, замыкается в себе, изменяется его характер.

В настоящее время, по статистике, в России более 13 млн. лиц с нарушениями слуха, в том числе более 1 млн. детей и подростков. Процент нормально слышащих людей уменьшается с возрастом. В возрастной группе 60-75 лет среди женщин нормальный слух встречается лишь в 20,4 % случаев, а у мужчин – 17,4 % случаев. По данным ВОЗ в мире насчитывается более 250 млн. человек с нарушениями слуха (4,2 %).

Шум - сочетание  звуков  различной частоты  ( f,  Гц) и интенсивности (J, Вт/м2). Кроме того, звук характеризуется давлением (Р, Па). С точки зрения физики звук представляет собой механические колебания упругой среды (твердой жидкой и газообразной). В воздухе звук распространяется со скоростью 344 м/с.

В зависимости от физической природы шумы могут быть:

- механические (вибрация поверхностей машин и механизмов, а также при периодических ударных процессах: клепка, штамповка, обрубка и др.);

- аэродинамические (вентиляторы, компрессоры, ДВС, выпуск пара и воздуха в атмосферу);

         - электромагнитные (возникают при работе электромашин, аппаратов за счет магнитного поля, обусловленного электрическим током);

         - гидродинамические (при стационарных и нестационарных процессах в жидкостях).

По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные.

По частоте шумы подразделяются на низкочастотные (до 400 Гц), среднечастотные (400-1000 Гц) и высокочастотные (более 1000 Гц).

Человек воспринимает в виде звука колебания упругой среды с частотой от 16 до 20000 Гц.

Наименьшая интенсивность (J0) и наименьшее звуковое давление (Р0), воспринимаемые человеком при данной частоте, называется порогом слышимости. Так, при ,   и .

Если    и , то возникают болевые ощущения -болевой порог.

Эти пороги отличаются друг от друга более чем в миллион раз. Поэтому для оценки шума удобно измерять не абсолютные значения интенсивности и звукового давления, а относительные, т.е. логарифм их отношения к пороговым значениям, которые называют уровнем интенсивности звука и уровнем звукового давления (предложил Александр Белл - американский изобретатель телефона).

Уровень интенсивности звука определяют по формуле

 

                                      , дБ                                             (7.1)

 

и соответственно уровень звукового давления

                                          

                                           , дБ  ,                                           (7.2)

 

где   J  и  P  - интенсивность и звуковое давление в данной точке.

Если имеется  n – источников шума с одинаковым L, то общий уровень интенсивности звука равен

 

                                                                                                 (7.3)

 

Для определения частотной характеристики шума звуковой диапазон по частоте разбивают на октавные полосы частот, где верхняя граничная частота   fв  равна удвоенной нижней частоте  fн , т.е.

 

                                                          .                                               (7.4)

 

Октавная полоса характеризуется среднегеометрической частотой

         

                                                  .                                           (7.5)

 

ГОСТ 12.1.003-83 устанавливает предельно-допустимые условия постоянного шума на рабочих местах, при которых шум, действуя на работающего в течение восьмичасового рабочего дня, не приносит вреда здоровью. Нормирование ведется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

Для измерения на рабочих местах уровней шума в октавных полосах частот и общего уровня шума применяют различные типы шумоизмерительной аппаратуры. Наибольшее распространение получили шумомеры, состоящие из микрофона, воспринимающего звуковую энергию и преобразующего ее в электрические сигналы, усилителя, корректирующих фильтров, детектора и стрелочного индикатора со шкалой, измеряемой в децибелах.

Критерии оценки состояния слуховой функции для лиц, работающих в условиях шума (ГОСТ 12.4.062-78), и допустимые уровни шума на рабочих местах (ГОСТ 12.1.003-83) приведены в таблицах 7.1 и 7.2.

           

 

Таблица 7.1 - Критерии оценки состояния слуховой функции для лиц, работающих в условиях шума (ГОСТ 12.4.062-78)

Степень потери слуха

Величины потери слуха, дБ

при речевых частотах (500, 1000, 2000 Гц)

при частоте

4000 Гц

0-я степень (признаки воздействия)

менее 10

(500 Гц - 5 дБ,

1000 Гц - 10 дБ,

2000 Гц – 10 дБ)

менее 40

 

1-я степень (легкое снижение слуха)

10-20

60-20

2-я степень (умеренное снижение слуха)

21-30

65-20

3-я степень (значительное снижение слуха)

31 и более

70-20

 

 

         Таблица 7.2 - Допустимые уровни шума на рабочих местах (ГОСТ 12.1.003-83)

Вид трудовой деятельности, рабочие места

Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

Уровни звука, дБА

31,5

63

125

250

500

1000

2000

  4000

8000

 

Творческая деятельность, (теоретические работы, обра-ботки  данных)

 

86

 

71

 

61

 

54

 

49

 

45

 

42

 

40

 

38

 

50

 

 Высококвали-фицированная работа (рабочие места в лабора-ториях)

 

93

 

79

 

70

 

63

 

58

 

55

 

52

 

50

 

49

 

60

 Рабочие места в помещениях с шумным обору-дованием

 

103

 

91

 

83

 

77

 

73

 

70

 

68

 

66

 

64

 

75

 Выполнение всех видов работ (кроме вышеперечис-ленных)

 

107

 

95

 

 

87

 

82

 

78

 

75

 

73

 

71

 

69

 

80

 

         7.2  Защита от шума, ультразвука и инфразвука

 

         Основные методы снижения шума:

         1) Совершенствование технологического оборудования и процессов. Для снижения механического шума необходимо:

         - замена штамповки прессованием, клепки сваркой, обрубки на обрезку и т.д.;

         - замена возвратно-поступательного движения на равномерные вращение;

         - замена металлических деталей на пластмассовые;

         - размещение зубчатых зацеплений в масляных ваннах и картерах;

         - использование прокладочных материалов в соединениях для ослабления колебаний от одной части узла или агрегата к другой.

Для уменьшения аэродинамических шума необходимо еще на стадии проектирования деталей, узлов, механизмов и агрегатов уменьшить скорость газов и улучшать аэродинамику соответствующих конструктивных параметров. Эффективное средство – установка глушителей.

2)  Борьба с шумом путем изменения направленности излучения.

3)     Снижение шума на пути его распространения.

4)     Использования методов звукоизоляции, поглощение шума и т.д.

Все эти меры защищают организм раздражающего действия шума, предупреж­дая возникновение различных функциональных нарушений и расстройств. Они должны лишь дополнять коллективные средства за­щиты, если последние не могут решить проблему борьбы с шумом.

Защита от ультразвука. Ультразвук - это колебания воздушной среды с частотой бо­лее 11,2 кГц. Источники ультразвука - оборудование, в котором генерируются ультразвуковые колебания для выполнения техно­логических процессов, технического контроля и измерений.

Ультразвуковой диапазон частот подразделяют на низкочастотные колебания (от 1,12 . 104 до 1,0 105  Гц),  распространяющихся воздушным и контактным путем, и высокочастотные колебания (от 1,0 . 105 до 1,0 . 109  Гц),  распространяющиеся только контакт­ным путем.

Допустимые уровни звукового давления на рабочих местах низкочастотных ультразвуковых колебаний, распространяющихся воздушным путем, не должны превышать следующих значений по ГОCT 12.1.001-89 ССБТ (см. в таблице 7.3).

Таблице 7.3 - Ультразвук. Общие требования безопасности

Среднегеометрические  частоты

третьоктавных  полос, кГц

Уровень звукового

давления, дБ

12,5

80

16,0

90

20,0

100

25,0

105

31,5…100,0

110

Допустимые уровни ультразвука в зонах контакта рук и других частей тела оператора с рабочими органами приборов и устано­вок не должны превышать 110 дБ.        

Длительный контакт человека с поверхностями, колеблющи­мися с ультразвуковой частотой, может вызвать местные заболе­вания тканей, головную боль, быструю утомляемость, раздраже­ние и бессонницу. Поэтому при разработке технологических процессов, изготов­лении и    эксплуатации ультразвукового оборудования необходимо принимать все меры для снижения уровня ультразвука на рабочем месте до значений, не пре­вышающих допустимые.

С этой целью необходимо использовать дистанционное управление и автоматическое отключение перио­дически работающего оборудования и приборов (например, при загрузке и выгрузке продукции и т.д.). Ультразвуковые установки должны иметь кожухи (экраны) из органического стекла (сталь­ных листов), облицованные противошумной мастикой.

В качестве СИЗ, работающих от вредного воздействия ультразвука, распрос­траняющегося в воздушной среде, применяют противошумы. Для защиты рук от возможного воздействия ультразвука в зоне контакте человека с твердой (жидкой) средой используют специальные перчатки и захваты-манипуляторы.

К работе с ультразвуковым оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование.

Защита от инфразвука. Инфразвук  - это колебания воздушной среды с частотой до 20 Гц. На промышленных предприятиях основными источниками инфразвука являются вентиляторы, компрессорные установки, все медленно вращающиеся машины и механизмы. В соответствии с СН 22-74-80 «Гигиенические нормы инфразвука на рабочем месте» нормы звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2,4,8 и 16 Гц не должны превышать 105 дБ.

При длительном воздействии инфразвука на человека, превышающего допустимый уровень, возникают головные боли, чувство вибрации внутренних органов (обычно на частотах 5-10 Гц), сни­жение работоспособности, чувство страха, нарушение функции вестибулярного аппарата.               

Основные мероприятия по борьбе с инфразвуком:

- устранение низкочастотных вибраций;

- повышение жесткости конструкций и повышение числа оборотов машин и механизмов.                                                     

 

 

         8 лекция . Электромагнитные поля

 

         В конце ХIХ века были открыты и изучены свойства электромагнитных полей (ЭМП), которые нашли широкое применение в электрических приборах, связи и телекоммуникации, при передаче электрической энергии на большие расстоянии, перемещении электротранспорта и др.

Впервые теорию ЭМП, установившую общую природу световых и электромагнитных волн, а также законы их распространения (создал) разработал английский физик  Д. Максвелл  в 60 - х  годах 19 (века) столетия.

В 1886-1888 гг. Г.Герц экспериментально подтвердил основные выводы теории Д. Максвелла, показав, что законы распространения, отражения и преломления электромагнитных волн аналогичны законам распространения света.

Единицы ЭМП: частота f (Гц), напряженность электрического Е (в/м) и магнитного Н (А/м) полей, плотность потока энергии I ( Вт/м2). Векторы Е и Н бегущей электромагнитной волны в зоне распространения всегда взаимно перпендикулярны (см. рисунок 8.1).

 

 

 

 

                Рисунок 8.1. – Структура волн электромагнитных полей

 

При распространении электромагнитных волн в проводящей среде напряженности связаны соотношением

 

                                          ,                                                     (8.1) 

где     μ  – магнитная проницаемость вещества экрана;

          γ – удельная проводимость этого вещества;

          k  – коэффициент затухания;

          R  – расстояние от входной плоскости экрана до рассматриваемой точки.

Следует отметить, в воздухе Е=377Н,   где 377 - волновое сопротивление воздуха.

Было доказано, что частица, излучающая электромагнитные волны, теряет часть своей массы и при некоторых условиях могут происходить превращения частиц в электромагнитное излучение и, наоборот, возможно наблюдать переход электромагнитного излучения в электрически заряженные частицы. Было открыто, что электроны, с одной стороны, ведут себя как элементарные частицы материи, а с другой стороны, они обладают и некоторыми свойствами ЭМП, например, способностью к дифракции, т.е. отгибанию препятствий. В свою очередь, некоторое электромагнитное излучение обладает корпускулярными (прерывными) свойствами, т.е. свойствами потока мельчайших частиц. Эти результаты физических исследований позволили прийти к выводу, что ЭМП представляет собой особую форму движущейся материи. При этом переменное электрическое поле создает переменное магнитное поле, а переменное магнитное поле создает переменное электрическое поле.

Естественное электрическое поле напоминает поле в сферическом конденсаторе: земля обладает довольно значительным отрицательным электрическим зарядом, а равной ему положительной находится в ионосфере на высоте порядка десятка километров. Этим объясняется, что на высотах 10-20 км электрическое поле практически равно нулю.

У поверхности земли величина напряженности электрического поля составляет , магнитного поля  .

Интервал возможной величины напряженности электрического поля земли в пределах 120-150 в/м, а также некоторое увеличение Е в грозовой и  предгрозовой периоды. Амплитуда   Н во время  магнитных бурь, продолжающихся от нескольких минут до нескольких суток, может возрастать в тысячи раз.

Естественное постоянное магнитное поле земли может быть оценено величиной магнитной индукции, которая составляет .                  

Для расчета величины магнитной индукции В (тесла) и напряженности магнитного поля Н (А/м) следует иметь ввиду соотношение

 

                             или   ,                       (8.2)

 

где     μ  - магнитная проницаемость среды в воздухе  μ = 1;

          μо  - магнитная постоянная, равная  .

Скорость распространения электромагнитных волн в какой-либо среде можно определить по формуле

                                                          ,                                                  (8.3)

 

где  С – скорость света в вакууме, равная  ;

        ε – диэлектрическая проницаемость, для воздуха    

Для электромагнитной волны выражается зависимостью

                                            .                                                          (8.4)

         Длина    волны    для   промышленной     частоты   f = 50 Гц    составляет λ = 6000000 м, а для частот радиосвязи  f =300 МГц  соответственно  λ = 1 м.

 

В зависимости от частоты волны ЭМП подразделяют:

         - на низкочастотные (0- 10000 Гц);

         - диапазона радиосвязи (10кГц - 300 ГГц);

         - оптического диапазона (300 ГГц – 300 ПГц);

      - ионизирующие (300 ПГц – 30000 ЭГц).

Свойства электромагнитных волн распространяться в пространстве и отражаться от границы раздела сред  широко используют в таких областях, как радиосвязь, телевидение, радиолокация, дефектоскопия и других, поэтому телевизионные и радиолокационные станции, антенны радиосвязи являются  мощными источниками ЭМП диапазона радиочастот. Различают технологические и паразитные источники ЭМП. К паразитным относятся выносные согласующие трансформаторы, выносные батареи конденсаторов, фидерные линии, щели в обшивке установок.

В радиоаппаратуре всех диапазонов частот к технологическим источникам относятся антенны, петли связи, щели в обшивках генераторов, неплотности соединений трактов и другие.

Область распространения электромагнитных волн от источника излучения делят на три зоны.

         Зона индукции, радиус которого равен

 

                                               .                                                       (8.5)

 

В этой зоне электромагнитная волна не сформирована и поэтому на человека действует независимо друг от друга напряженность электрического и магнитного полей.

Зона интерференции (промежуточная) имеет радиус, определяем по формуле

                                                      .                                             (8.6)

В этой зоне одновременно воздействуют на человека напряжение электрического, магнитного поля, а также плотность потока энергии.

Дальняя зона характеризуется тем, что это зона сформировавшейся электромагнитной волны. В этой зоне на человека воздействует только энергетическая составляющая ЭМП - плотность потока энергии. Если источник ЭМП имеет сверхвысокие частоты (СВЧ), то практически он создает вокруг себя зону энергетического воздействия – дальнюю зону, имеющую радиус:

                                                       .                                                  (8.7)

Знание длин волн ЭМП, формируемых источником, дает возможность выбора приборов контроля электромагнитного излучения. Для  низкочастотных источников ЭМП (НЧ, ВЧ, УВЧ - диапазоны) необходимо использовать приборы, измеряющие электрическую и магнитную составляющие ЭМП, для СВЧ  диапазона - приборы, позволяющие измерять плотность потока энергии ЭМП.

 

8.1  Действие электромагнитных полей на организм человека. Методы защиты

 

 Биологическое действие ЭМП  радиочастот (РЧ) характеризуется тепловым действием и нетепловым эффектом. Под тепловым действием подразумевается интегральное повышение температуры тела или отдельных его частей при общем или локальном облучении. Нетепловой эффект связан с переходом электромагнитной энергии в объекте в нетепловую форму энергии (молекулярное резонансное истощение, фотохимическая реакция и др.). Чем меньше энергия электромагнитного излучения, тем выше тепловой эффект, который oн производит.

По своим биофизическим свойствам ткани организма неоднородны, поэтому может возникнуть неравномерный нагрев на границе раздела с высоким и низким содержанием воды, что определяет высокий и низкий коэффициент поглощения энергии. Это может привести к образованию стоячих волн и локальному перегреву ткани, особенно с плохой терморе­гуляцией (хрусталик, желчный пузырь, кишечник, семенники).

Влияние ЭМП на организм зависит от таких физических параметров, как длина волны, интенсивность излучения, режим облучения – непрерывный и прерывистый, а также от продолжительности воздействия на организм, комбинированного действия с другими производственными  факторами (повышенная температура воздуха, наличие рентгеновского излучения, шума и др.), которые способны изменять сопротивляемость организма на действие ЭМП. Наиболее биологически активен диапазон СВЧ, менее активен УВЧ и затем диапазон ВЧ (длинные и средние волны),  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.

Гигиеническое нормирование ЭМП РЧ осуществляется во всех диапазонах частот. Согласно ГОСТ 12.0.002–84 «Электрические поля промышленной частоты. Допустимые уровни напряженности и требования к проведению контроля на рабочих местах» облучение ЭМП регламентируется как по величине напряженности, так и по продолжительности действия.

Допустимые продолжительности пребывания работающих без средств защиты в электрическом поле и уровни его напряженности приведены в таблице 8.1.

В таблице  нормативы  по  номерам  2, 3, 4, 5 действительны при условии, что

а) остальное время рабочего дня человек находится в местах, где напряженность электрического поля меньше или равна 5 кВ/м;

б) исключена возможность воздействия на организм человека электриче­ских разрядов.

 

Таблица 8.1 - Допустимая длительность пребывания в электрическом поле

п/п

Напряженность

поля,  кВ/м

Допустимая продолжительность поля,

 кВ/ м пребывания человека в течение суток в электрическом поле, минут

1

5

Без ограничений

2

10

180

3

15

90

4

20

10

5

25

5

 

Методы защиты от электромагнитных полей. Основные виды средств комплексной защиты от воздействия электромагнитных полей – окружающие устройства. При этом экранирование может быть общим и индивидуальным.

Конструктивно стационарные, экранирующие устройства могут быть выполнены в виде козырьков, навесов или перегородок из металлических канатов, прутьев и сеток. Переносные экраны оформляются в виде съемных козырьков, палаток, щитов и др. краны изготовляют из листового металла толщиной не менее 0,5 мм.

Наряду со стационарными и переносными экранирующими устройствами для общего пользования применяют индивидуальные комплексы при напряженности поля не более 60 кв/м. В состав этих средств входят спецодежда и спецобувь. Предусматривается защита головы, рук и лица. Составные элементы комплексов снабжены контактными выводами, соединения которых позволяет обеспечить единую электрическую цепь и осуществить качественное заземление (чаще – через обувь).

Техническое состояние экранизирующих комплексов периодически проверяется, результаты которых регистрируются в специальном журнале.

 

Список литературы

 

1.   Справочная книга по охране труда в машиностроении. Г.В.Бектобеков, Н.Н.Борисова, В.И.Коротков и др.; Под общ.ред. О.Н.Рудака. -Л.: Машиностроение, Ленингр.отделение, 1989.-541 с.

2.   Безопасность жизнедеятельности. Производственная безопасность и охрана труда. /П.П.Кукин, В.Я.Лапин, Н.Л.Пономарев и др. - М.:Высш.шк., 2003.-439 с.

3.   Раздорожный А.А. Безопасность производственной деятельности. Учеб.пособ.- М.: ИНФРА-М, 2003.-208 с.

4.   Кузнецов К.Б., Мишарин А.С. Электробезопасность в электроустановках железнодорожного транспорта.     Под.ред. К.Б.Кузнецова. -М.: Маршрут, 2005.-456 с.

5.   Безопасность жизнедеятельности: учеб.пособие для студ.высш.учеб.заведений./В.Н.Павлов, В.А.Буканин, А.Е.Зенков и др. -М.: Издательский центр «Академия», 2008.-336 с.

6.   Человеческий фактор в обеспечении безопасности и охраны труда. Учеб.пособие /П.П.Кукин, Н.Л.Пономарев, В.М.Попов, Н.И.Сердюк.-М.: Высш.школа, 2008.-317 с. 

 

Содержание 

1 лекция.   Введение. Основные понятия и определения                              3

2 лекция.   Основы физиологии труда. Классификация форм труда               6

3 лекция.  Санитарные нормы проектирования промпредприятий                  9

4 лекция.  Основные параметры микроклимата на рабочем месте                  11

5 лекция.  Защита  от вредных веществ в воздухе рабочей зоны                     15

6 лекция.  Производственное освещение                                                            18

7 лекция.  Снижение шума, ультразвука и инфразвука                                     24

8 лекция.  Электромагнитные поля                                                                      29

Список литературы                                                                                                35