Безопасность жизнедеятельности

Крайне тяжелые контузии и травмы (избыточное давление более 100 кПа). Разрывы внутренних органов, переломы костей, внутренне кровоизлияние, сотрясение мозга. Разрывы наблюдаются в органах, содержащих большое количество крови (печень, селезёнка, почки), наполненных газом (лёгкие, кишечник), а так же мочевой и желчный пузыри. Приводят к летальному исходу.

Тяжелые контузии и травмы (60 - 100 кПа). Характеризуются сильной контузией, переломами костей, потерей сознания, кровотечением из носа, ушей, возможны повреждения внутренних органов и внутреннее кровотечение.

Поражения средней тяжести (40 - 60 кПа). Вывихи конечностей, повреждение органов слуха, кровотечение из носа и ушей.

Лёгкие поражения (20 - 40 кПа). Скоро проходящий звон в ушах, головокружение, головная боль. Возможны вывихи, ушибы.

Избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа и менее считается безопасным для людей и животных.

Механическое воздействие ударной волны

Общую оценку разрушений, вызванных ударной волной, принято давать по степени тяжести этих разрушений.

Как правило, рассматривают три степени тяжести:

· слабое;

· среднее;

· сильное.

Слабое разрушение. Объект не выходит из строя, его можно эксплуатировать немедленно или после незначительного текущего ремонта (окна, двери, легкие перегородки).

Среднее разрушение. Разрушение второстепенных элементов объекта. Восстановление - силами предприятия путём проведения среднего или капитального ремонта (окна, двери, крыша, трещины в стенах, обрушение стен верхних этажей).

Сильное разрушение - разрушение несущих конструкций и перекрытий верхних этажей, образование трещин в стенах и деформация нижних этажей. Использование помещений невозможно, а ремонт - нецелесообразен.

Полное разрушение. Разрушаются все основные элементы здания, включая и несущие конструкции. Могут только сохраняться подвальные помещения под завалами.

Объём разрушений в городе зависит от характера строений, их этажности и плотности застройки. Чем более плотная застройка, тем менее давление ударной волны на здания.

Энергетическое, промышленное и коммунальное оборудование может иметь следующие степени разрушения:

· слабые разрушения - деформация трубопроводов, их повреждение на стыках;

· средние разрушения;

· сильные разрушения - разрывы кабелей массовых трубопроводов, разрушение опор ЛЭП (разрушения, не устраняемые при ремонте)

Наиболее стойкими являются подземные энергетические сети. Они разрушаются только при наземных взрывах в случае нахождения вблизи эпицентра. Степень и характер разрушения зависит от материала, диаметра труб, глубины прокладки. Энергетические сети в зданиях выходят из строя при разрушении элементов застройки.

Выводы по теме

Техносфера, созданная человеком, привела к появлению целого ряда негативных факторов, нарушающих его нормальную жизнедеятельность.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое опасность?

2. Как классифицируются опасные и вредные производственные факторы по своему воздействию на организм человека?

3. Что такое риск, приемлемый риск?

4. Что такое пожар? Какие виды пожаров Вы знаете?

5. Что такое взрыв? Назовите опасные факторы взрыва.

Тема 1.6. Загрязнение биосферы объектами экономики

Цели изучения темы

· ознакомиться с основными источниками загрязнения и с последствиями загрязнения атмосферы, гидросферы, литосферы.

Требования к знаниям и умениям

Студент должен иметь представление о негативных последствиях загрязнения окружающей среды.

Студент должен знать виды, источники и уровни загрязнения окружающей среды объектами экономики.

Студент должен уметь сопоставлять уровни негативных факторов с критериями безопасности.

Ключевой термин

Ключевой термин: биосфера.

Биосфера - активная оболочка Земли, находящаяся во взаимодействии с неживой средой (химической и физической) нашей планеты, с которой они составляют единое целое.

Второстепенные термины

· атмосфера,

· гидросфера,

· литосфера,

· химическое загрязнение.

Структурная схема терминов

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с природой. Но с начала 19 века - с тех пор, когда начало появляться высокоиндустриальное общество - это вмешательство расширилось, стало многообразно и сейчас грозит глобальной опасностью человечеству. Происходит катастрофический расход сырья, из оборота изымаются пахотные земли, все большему антропогенному воздействию подвергается биосфера, что ухудшает общую экологическую ситуацию.

Наиболее масштабным является химическое загрязнение веществами, не свойственными биосфере. Среди них - газообразные и аэрозольные выбросы предприятий, приводящие к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере и к усилению парникового эффекта, загрязнение мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее 1/5 всей поверхности, что приводит к нарушению газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой, химическое загрязнение почвы пестицидами, увеличение ее кислотности, ведущее к распаду экосистемы.

Химическое загрязнение природных вод

Всякий водоем связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние подземные и поверхностные водные стоки, природные явления, промышленное и коммунальное строительство, транспорт. Последствие этого - внесение в водную среду не свойственных ей веществ, ухудшающих качество воды.

Основными источниками загрязнения природных вод являются:

1. Промышленность, сбрасывающая в водоемы более 100 млн. куб. км сточных вод, из которых около 10 млн. куб. км - неочищенных или недостаточно очищенных. Сточные воды химических предприятий содержат много фенола, придающего воде резкий неприятный запах и нарушающего биологические процессы в водоемах. Кроме этого, несмотря на применяемые методы очистки промышленных сточных вод, они содержат большое количество тяжелых металлов (ртуть, свинец, кадмий, медь, цинк, мышьяк), сбрасываемых в водоемы предприятиями оборонного комплекса, бумажной промышленности, шахтами, металлургическими заводами и др.

Наиболее опасным и распространенным загрязнителем воды является нефть. Пленка нефти изменяет состав спектра и интенсивность проникновения света в воду. Пленка толщинной 30 - 40 мкм полностью поглощает инфракрасное излучение, что нарушает биохимические процессы в воде. Малейшее содержание нефти в воде (0,2 - 0,4 мт/л) придает ей специфический, ничем не устранимый запах.

2. Тепловое загрязнение природных вод - результат сброса в водоемы гидростанциями нагретых вод. Это приводит к повышению температуры воды в водоемах на 6 - 8^оC. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 км². Повышение температуры воды препятствует водообмену поверхностных и донных слоев; растворимость кислорода в воде уменьшается, а потребление его возрастает; увеличивается объем фитопланктона и количество водорослей.

3. Коммунальное хозяйство сбрасывает в водоемы фекальные воды, содержащие в своем составе опасные для здоровья яйца гельминтов, болезнетворные микробы и вирусы, вредные химические соединения (предприятия общепита, торговли), неочищенные ливневые стоки.

4. Сельское хозяйство. Вырубка лесов и распашка полей близко к водоемам, отходы животноводческих ферм приводят к попаданию в воду частиц почвы, пестицидов, вредных микроорганизмов. Биогенные вещества приводят к цветению воды и нарушению процессов самоочищения в водоемах.

5. Сброс отходов в море с целью захоронения. Многие страны, имеющие выход к морю, производят захоронение отходов в море. Объем захоронений составляет около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в океан. Сюда сбрасывают отходы промышленного и строительного мусора; грунт, вынутый при дноуглубительных работах; взрывчатые и химические вещества; радиоактивные отходы.

Морская среда имеет способность перерабатывать большое количество органических и неорганических веществ без особого ущерба для воды. Но эта способность не беспредельна, поэтому захоронения отходов - вынужденная мера, вызванная несовершенством технологий.

Сброс отходов на дно приводит к длительной повышенной мутности воды, что является причиной гибели от удушья некоторых малоподвижных организмов.

Чтобы обеспечить безопасное водопользование, организовать охрану водных объектов от загрязнений и осолонений, сохранить водоемы как элемент биосферы, проводят регламентирования качества воды.

В водном законодательстве РФ в основе гигиенических критериев качества воды, предусмотрено следующее требование: вода, используемая для питья и в других целях, должна соответствовать физиологическим потребностям человека (запах, привкус, окраска) и солевому составу, быть безвредной и безопасной при ее использовании.

Таким образом, соблюдение гигиенические норм крайне важно при проектировании новых и реконструкции старых промышленных предприятий.

Загрязнение атмосферы

Существует три основных (искусственных) источника загрязнения атмосферы:

1. Промышленность

Сжигание твердых отходов, выхлопные газы автомобилей, выбросы предприятий приводят к образованию более 1000 млн. тонн в год оксида углерода. Это ведет к повышению температуры на планете и усилению парникового эффекта.

Источниками выбросов в атмосферу сероводорода, сероуглерода являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, нефтеперерабатывающие заводы.

Из факелов химических предприятий, предприятий цветной и черной металлургии, ТЭЦ происходит выброс в атмосферу сернистого ангидрита. Он является причиной кислотных дождей, подкисления почвы, ухудшения состояния верхних дыхательных путей человека.

Высокотоксичные фтористые соединения выбрасываются в атмосферу предприятиями, производящими сталь, алюминий, стекло, фосфорные удобрения.

2. Аэрозольное загрязнение

Основными источниками являются угольные ТЭЦ, цементные и металлургические заводы. При определенных погодных условиях, когда отсутствует движение воздушных масс, образуется фотохимический смог. Он крайне опасен для дыхательных путей, кровеносной системы человека. Часто является причиной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

3. Радиоактивные загрязнения

В начале 60 годов XX века искусственный радиоактивный фон достиг угрожающих размеров. Поэтому в 1963 году был подписан Московский договор о запрете испытания ядерного оружия в воздухе, космосе, под водой.

Экономический ущерб от загрязнения атмосферы оценить невозможно. В США подсчитали, что он составляет около 300 млрд. долларов в год без учета подорванного здоровья населения и увеличения смертности.

Загрязнение почвы

Почва - среда, где взаимодействует большая часть элементов биосферы: вода и воздух, климат, растительные и животные организмы.

Деятельность человека привела к случаям прогибания земной коры под крупными водохранилищами, городами, в районах добычи угля (Польша, Германия, США, Англия, Донецкий угольный бассейн). Отрицательно воздействует на почву горное производство, особенно при открытом способе разработки полезных ископаемых. При этом из сельскохозяйственного оборота выводятся земли, атмосфера загрязняется вредными выбросами, происходит провисание земной коры. Разработка новых земель в засушливых и полузасушливых районах приводит к выдуванию и эрозии почвы. За 100 лет выведено из оборота более 2 млрд. га земли. Бесконтрольное внесение в почву неорганических удобрений и пестицидов приводит к разрушению микрофлоры почвы, постепенному её засолонению и бесплодию.

Опасным фактором является загрязнение территории ракетным топливом.

На полигонах "Капустин Яр", "Плисецк", "Байконур" обнаружены недопустимые концентрации ракетного топлива на растительности, в грунте, в воде. Исследования показали, что уменьшение концентрации вредных веществ до допустимого уровня происходит более чем за 20 лет.

Итак, хорошее состояние почвы полезно и само по себе и, кроме того, предотвращает деградацию соседних экосистем. Таким образом, деятельность человека причиняет ущерб окружающей среде, независимо от его добрых намерений, и задача состоит в том, чтобы сделать последствия этой деятельности наименее пагубными.

Выводы по теме

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надежные данные о современном состоянии среды, знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработаем новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе человеком.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите основные источники загрязнения природных вод.

2. Назовите основные источники загрязнения атмосферы и почвы.

3. Каковы последствия загрязнения биосферы объектами экономики?

4. Какие предприятия в вашем городе загрязняют окружающую среду?

Задание 2.

Пыль - мельчайшие минеральные или растительные частички - отбросы ремесленных и промышленных предприятий. Она содержит кремний, окись железа, барий, мышьяк и растительную пыльцу. Исследователи установили, что в крупном городе, в кубическом сантиметре воздуха находится более 100 тысяч пылинок, тогда как в том же объеме воздуха над Тихим океаном - всего 500. А помимо этого, горожане дышат форменным бульоном из микробов. Вблизи леса, на кубический сантиметр воздуха приходится всего 1...4 микроба, а в центре города - 500 в 8 часов и 30 тысяч в 18 часов (на примере Парижа). Что же касается больших столичных магазинов, то там, в кубическом сантиметре воздуха содержится 50 тысяч микробов, а накануне праздников - 4 миллиона.

1. Отчего зависит такой разброс данных?

2. Что может сделать человек, чтобы предотвратить пагубное влияние атмосферы?

Тема 1.7. Особенности взаимодействия человека с окружающей средой

Цели изучения темы

· ознакомиться с механизмом взаимодействия человека и окружающей среды.

Требования к знаниям и умениям

Студент должен знать:

· каким образом организм человека приспосабливается к изменяющимся условиям внешней среды;

· допустимые воздействия опасных и вредных факторов на человека (ПДК и ПДУ).

Ключевой термин

Ключевой термин: анализаторы.

Для поддержания системы "Человек - Среда обитания" в безопасном состоянии необходимо согласовывать действия человека с элементами окружающей среды. Человек осуществляет непосредственную связь с окружающей средой при помощи органов чувств.

Органы чувств - это сложные сенсорные системы (анализаторы), включающие воспринимающие элементы (рецепторы), проводящие нервные пути и соответствующие отделы в головном мозге, где сигнал преобразуется в ощущение.

Анализаторы являются специальными структурами организма, служащими для ввода внешней информации в мозг для последующей ее переработки.

Второстепенные термины

· рецепторы;

· ПДУ.

Структурная схема терминов

В процессе трудовой деятельности организм человека приспосабливается к изменениям окружающей среды благодаря регулирующей функции центральной нервной системы (ЦНС). Человек связан со средой с помощью анализаторов, которые состоят из рецепторов, проводящих нервных путей и мозгового конца в коре головного мозга. Мозговой конец состоит из ядра и рассеянных по коре головного мозга элементов, обеспечивающих нервные связи между отдельными анализаторами. Например, когда человек ест, то он чувствует вкус, запах пищи и ощущает её температуру.

Основная характеристика анализаторов - чувствительность.

Нижний абсолютный порог чувствительности - минимальная величина раздражителя, на который начинает реагировать анализатор.

Если раздражитель вызывает боль или нарушение деятельности анализатора - это будет верхний абсолютный порог чувствительности. Интервал от минимума до максимума определяет диапазон чувствительности (для звука от 20 Гц до 20 кГц).

У человека рецепторы настроены на следующие раздражители:

· электромагнитные колебания светового диапазона - фоторецепторы в сетчатке глаза;

· механические колебания воздуха - фонорецепторы уха;

· изменение гидростатического и осмотического давления крови - баро- и осморецепторы;

· изменение положения тела относительно вектора гравитации - рецепторы вестибулярного аппарата.

Кроме того, есть хеморецепторы (реагируют на воздействие химических веществ), терморецепторы (воспринимают температурные изменения как внутри организма, так и в окружающей среде), тактильные рецепторы и болевые.

В ответ на изменение условий окружающей среды, чтобы внешние раздражители не вызывали повреждений и гибели организма, в нём формируются компенсаторные реакции, которые могут быть: поведенческими (изменение места пребывания, отдёргивание руки от горячего или холодного) или внутренними (изменение механизма терморегуляции в ответ на изменение параметров микроклимата).

Человек обладает рядом важных специализированных периферических образований - органов чувств, обеспечивающих восприятие воздействующих на организм внешних раздражителей. К ним относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания.

Нельзя путать понятия "органы чувств" и "рецептор". Например, глаз - это орган зрения, а сетчатка - фоторецептор, один из компонентов органа зрения. Органы чувств сами по себе не могут обеспечить ощущение. Для возникновения субъективного ощущения необходимо, чтобы возбуждение, возникшее в рецепторах, поступило в соответствующий отдел коры больших полушарий.

Зрительный анализатор включает в себя глаз, зрительный нерв, зрительный центр в затылочной части коры головного мозга. Примерно от 70 до 90% информации о внешнем мире человек получает через зрение. Орган зрения - глаз - обладает высокой чувствительностью. Изменение размера зрачка от 1,5 до 8 мм позволяет глазу менять чувствительность в сотни тысяч раз. Глаз чувствителен к видимому диапазону спектра электромагнитных волн от 0,38 до 0,77 мкм. В этих границах различные диапазоны волн вызывают различные ощущения (цвета) при воздействии на сетчатку:

0,38 - 0,455 мкм - фиолетовый цвет;

0,455 - 0,47 мкм - синий цвет;

0,47 - 0,5 мкм - голубой цвет;

0,5 - 0,55 мкм - зеленый цвет;

0,55 - 0,59 мкм - жёлтый цвет;

0,59 - 0,61 мкм - оранжевый цвет;

0,61 - 0,77 мкм - красный цвет.

Приспособление глаза к различию данного объекта в данных условиях осуществляется путём трёх процессов без участия воли человека.

Аккомодация - изменение кривизны хрусталика так, чтобы изображение предмета оказалось в плоскости сетчатки (наведение на фокус).

Конвергенция - поворот осей зрения обоих глаз так, чтобы они пересеклись на объекте различия.

Адаптация - приспособление глаза к данному уровню яркости. В период адаптации глаз работает с пониженной работоспособностью, поэтому необходимо избегать частой и глубокой переадаптации.

При обеспечении безопасности необходимо учитывать время, требуемое для адаптации глаза. Приспособление зрительного анализатора к большей освещённости называется световой адаптацией. Она требует от 1-2 до 8-10 минут. Приспособление глаза к плохой освещённости (расширение зрачка и повышение чувствительности) называется темповой адаптацией и требует от 40 до 80 минут.

В период адаптации глаз деятельность человека связана с определённой опасностью. Чтобы исключить необходимость адаптации или уменьшить её влияние, в производственных условиях не разрешается использовать только одно местное освещение. Необходимо применять меры для защиты человека от слепящего действия источников света и различных блестящих поверхностей, устраивать тамбуры при переходе из тёмного помещения (например, в фотолабораториях) в нормально освещённое и др.

Зрение характеризуется остротой, то есть минимальным углом, под которым две точки ещё видны как раздельные). Острота зрения зависит от освещённости, контрастности и других факторов. В основе расчёта графической точности лежит физиологическая острота зрения.

Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120-160 градусов, по вертикали: вверх - 55-60 градусов, вниз - 65-72 градуса. Зона оптимальной видимости (учитывается при организации рабочего места) ограничена полем: вверх - 25 градусов, вниз - 35 градусов, вправо и влево - по 32 градуса.

Ошибка оценки расстояния до 30 метров в среднем составляет 12%.

Ощущение, вызванное световым сигналом, сохраняется в глазу за счёт инерции зрения до 0,3 секунды. Инерция зрения порождает стробоскопический эффект - ощущение непрерывности движения при частоте смены изображения примерно 10 раз в секунду (кинематография), зрительное восприятие вращения колес автомобиля в обратном направлении и другие оптические иллюзии.

Стробоскопический эффект может быть опасным. Например, вследствие своей безынерционности, опасную ситуацию могут создать газоразрядные лампы освещения. Колебания электрического напряжения создают колебания светового потока. Кажущаяся остановка вращающегося предмета наблюдается при равенстве частот вращения объекта и колебаний света. Когда частота вспышек света больше числа оборотов вращающегося предмета, создаётся иллюзия вращения в противоположную от реальности сторону.

Светочувствительные клетки (анализаторы) глаза по форме напоминают маленькие палочки и колбочки. В сетчатке человека имеется около 130 миллионов палочек и 6-7 миллионов колбочек. Благодаря палочкам человек видит ночью, но зрение бесцветное (ахроматическое), почему и возникло выражение: "Ночью все кошки серые". И наоборот - днём главная роль принадлежит колбочкам, соответственно, днём зрение цветное (хроматическое).

С позиции безопасности должны учитываться все отклонения от нормы в восприятии цвета. К этим отклонениям относятся: цветовая слепота, дальтонизм и гемералопия ("куриная слепота"). Человек, страдающий цветовой слепотой, воспринимает все цвета как серые. Дальтонизм - частный случай цветовой слепоты. Дальтоники обычно не различают красный и зелёный цвета, а иногда жёлтый и фиолетовый. Им эти цвета кажутся серыми.

Статистически примерно 5% мужчин и 0,5% женщин являются дальтониками. Люди, страдающие дальтонизмом, не могут работать там, где в целях безопасности используются сигнальные цвета (например, водителями). Человек, страдающий гемералопией, теряет способность видеть при ослабленном (сумеречном, ночном) освещении.

Цвета оказывают на человека различное психофизиологическое воздействие, что необходимо учитывать при обеспечении безопасности и в технической эстетике.

Слух - способность организма принимать и различать звуковые колебания слуховым анализатором в диапазоне от 16 до 20000 Гц.

Воспринимающая часть слухового анализатора - ухо, которое делится на три отдела: наружное, среднее и внутреннее. Звуковые волны, проникая в наружный слуховой проход, приводят в колебания барабанную перепонку и через цепь слуховых косточек передаются в полость улитки внутреннего уха. Колебания жидкости в канале приводит в движение волокна основной перепонки в резонанс звукам, поступающим в ухо. Колебания волокон улитки приводят в движение расположенные в них клетки кортиева органа, возникает нервный импульс, который передаётся в соответствующие отделы коры головного мозга. Порог болевых ощущений 130 - 140 дБ.

Ухо по своему строению делится на три части: наружное, среднее и внутреннее, и выполняет две функции: восприятие звуков и сохранение равновесия тела.

Ушная раковина способствует улавливанию и определению направления звуков. Барабанная перепонка имеет толщину около 0,1 миллиметра. Под влиянием звукового давления перепонка колеблется. За перепонкой находится среднее ухо и далее внутреннее ухо, заполненное особой жидкостью, с двумя органами - органом слуха и вестибулярным аппаратом.

Орган слуха имеет около 23 тысяч клеток - анализаторов, в которых звуковые волны превращаются в нервные импульсы, идущие в мозг. Человеческое ухо воспринимает звуки частотой от 16-20 герц (Гц) до 20-22 кГц. Интенсивность звуков принято измерять в таких относительных единицах, как белы и децибелы (дБ).

Пороги восприятия звука человеком схематично показаны на рисунках 1.4 и 1.5.

Область инфразвука	Воспринимаемый диапазон	Область ультразвука
	Оптимальный диапазон
16 Гц	(0,7-6 кГц)	20кГц

Рис. 1.4. Восприятие звука по частоте

Подпороговые звуки	0 дБ	140 дБ	Травмирующие звуки
	Порог ощущения	Болевой порог

Рис. 1.5. Восприятие звука по интенсивности (громкости)

Более подробно характеристики звука изучаются при выполнении лабораторной работы "Производственный шум и вибрация".

Важная особенность слуха - бинауральный эффект - возможность определения направления звука. Звук доходит до ушной раковины, обращённой к источнику звука, быстрее, чем до другой, более удалённой. У людей, глухих на одно ухо, бинауральный эффект отсутствует. Бинауральный эффект мало помогает при поступлении звука сверху.

Вестибулярный аппарат - орган, обеспечивающий сохранение равновесия. Для ряда профессий состояние вестибулярного аппарата имеет особенно важное значение (моряки, лётчики, некоторые виды геодезических работ и т.д.).

Вредное влияние вибраций на человека заключается в их локальном раздражающем и повреждающем воздействии на ткани и содержащиеся в них рецепторы. Поскольку эти рецепторы связаны с центральной нервной системой, их рефлекторное действие оказывает влияние на различные системы организма.

При низких частотах механических колебаний (до 10 Гц), вибрации охватывают весь организм независимо от расположения их источника. Систематическое воздействие низкочастотных вибраций обычно поражает мышцы человека.

При воздействии высокочастотных вибраций зона их распространения ограничивается местом контакта, что вызывает изменения в стенках кровеносных сосудов и приводит к нарушению сосудистой системы.

Воздействие общей вибрации с частотой от 4-5 до 8-12 Гц связано с явлением резонанса (увеличением амплитуды колебаний отдельных органов тела человека), поэтому воздействие этих частот имеет наиболее негативные последствия.

Вибрации воздействуют на сенсорную систему. Общие вибрации ухудшают остроту и сужают поле зрения, снижают светочувствительность глаз и нарушают вестибулярную функцию. Воздействие локальных вибраций снижает вибрационную, тактильную, температурную, болевую и проприопептивную чувствительность.

Интенсивная вибрация при продолжительном воздействии приводит к серьёзным изменениям деятельности всех систем организма и, при определённых условиях, может вызвать тяжёлое заболевание - виброболезнь.

Вибрация ощущается в диапазоне частот от 1 до 10 000 Гц. Наиболее высокая чувствительность к частотам от 200 до 250 Гц. При увеличении или уменьшении частоты вибрации чувствительность снижается. Пороги вибрационной чувствительности неодинаковы для различных участков тела.

Обоняние - способность воспринимать запахи. Рецепторы расположены в слизистой оболочке верхнего и среднего носовых ходов.

Человек обладает разной степенью обоняния к различным пахучим веществам. Приятные запахи улучшают самочувствие человека, а неприятные - действуют угнетающе, вызывают отрицательные реакции вплоть до тошноты, рвоты, обморока (сероводород, бензин), способны изменять температуру кожи, вызывать отвращение к пище, приводить к подавленности и раздражительности. Если на анализаторы попадает вещество, опасное для жизни или угрожающее здоровью человека (эфир, нашатырный спирт, хлороформ и т.д.), рефлекторно замедляется или кратковременно задерживается дыхание. Запах может служить сигналом, предупреждающим об опасности. Всем известно, как опасны газы. Для распознавания опасных газов, не имеющих запаха, к ним добавляют специальные сильно пахнущие вещества - одоранты. Широко распространённых приборов для измерения силы запаха пока нет. Однако наш нос мгновенно чувствует даже самые малые доли пахучих веществ.

У человека около 60 миллионов обонятельных клеток. Они располагаются в слизистой оболочке носовых раковин на площади примерно в 5 см². Клетки покрыты огромным количеством волосков длиной 30-40 ангстрем (3-4 нанометра). Площадь их соприкосновения с пахучими веществами - 5-7 м². От обонятельных клеток отходят нервные волокна, посылающие сигналы о запахах в мозг.

Вкус - ощущение, возникающее при воздействии определённых химических веществ, растворимых в воде, на вкусовые рецепторы, расположенные на различных участках языка.

Вкус складывается из четырёх простых вкусовых ощущений: кислое, солёное, сладкое и горькое. Все остальные вариации вкуса - это комбинации из основных ощущений. Различные участки языка имеют разную чувствительность к вкусовым веществам: кончик языка чувствителен к сладкому, края языка - к кислому, кончик и край языка - к солёному, корень языка - к горькому. Механизм восприятия вкусовых ощущений связан с химическими реакциями. Предполагают, что каждый рецептор содержит высокочувствительные белковые вещества, распадающиеся при воздействии определённых вкусовых веществ.

Осязание - сложное ощущение, возникающее при раздражении рецепторов кожи, наружных частей слизистых оболочек и мышечно-суставного аппарата.

Кожный анализатор воспринимает внешние механические, температурные, химические и другие раздражители кожи.

Функциональное нарушение 30-50% кожного покрова, при отсутствии специальной медицинской помощи, приводит к гибели человека.

На коже имеется примерно 500 тысяч точек - тактильных анализаторов, воспринимающих ощущения, возникающие при воздействии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление). Кроме этого, на коже имеются неравномерно распределённые анализаторы, воспринимающие боль, тепло и холод.

Наиболее высокая чувствительность на дистальных частях тела (наиболее удалённых от оси тела).

Тактильный анализатор обладает высокой способностью к пространственной локализации. Характерная его особенность - быстрое развитие адаптации (привыкания), т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от силы раздражителя, для различных участков тела оно колеблется от 2 до 20 секунд. Благодаря адаптации мы не чувствуем прикосновение одежды к телу.

Одна из основных функций кожи - защитная. Растяжения, ушибы, давления обезвреживаются упругой жировой подстилкой и эластичностью кожи. Роговой слой предохраняет глубокие слои кожи от высыхания и весьма устойчив к различным химическим веществам. Пигмент меланин предохраняет кожу от воздействия ультрафиолетовых лучей. Неповреждённый слой кожи непроницаем для инфекций, а кожное сало и пот создают гибельную кислую среду для микробов.

Важная защитная функция кожи - участие в терморегуляции, т.к. 80% всей теплоотдачи организма осуществляется кожей. Температурная чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, достигаемой терморегуляцией. Температура кожи ниже внутренней температуры тела (примерно З6,6°С) и различна для отдельных участков (на лбу 34-35, на лице 20-25, на животе 34, на стопах ног 25-27°С).

В коже человека находятся два вида анализаторов температуры: одни реагируют только на холод, другие - только на тепло. Всего на коже около 30 тысяч тепловых точек и примерно 250 тысяч точек холода.

Порог восприятия тепла и холода различен, например, тепловые точки различают разницу температуры в 0,2, а точки холода в 0,4°С. Время, необходимое для ощущения температуры, примерно 1 секунда. Температурные анализаторы, защищая организм от перегрева и переохлаждения, помогают сохранять постоянную температуру тела.

При высокой температуре окружающей среды кожные сосуды расширяются и теплоотдача конвекцией усиливается. При низкой температуре сосуды суживаются, кожа бледнеет, теплоотдача уменьшается. Отдача тепла через кожу идёт также и потоотделением.

Секреторная функция осуществляется через сальные и потовые железы. С кожным салом и потом выделяются йод, бром, токсические вещества.

Обменная функция кожи - участие в регуляции общего обмена веществ в организме (водного, минерального).

Рецепторная функция кожи - восприятие извне и передача сигналов в ЦНС.

Виды кожной чувствительности: тактильная, болевая, температурная.

Боль - сигнал тревоги для организма, призыв к борьбе с опасностью. Боль воспринимают любые анализаторы, если превышен верхний порог чувствительности, но есть и специальные рецепторы в слое кожи - болевые. На одном квадратном сантиметре кожи имеется до 100 болевых точек - оголённых окончаний нервов.

Боль может быть опасной, например, при болевом шоке, который осложняет деятельность организма по самовосстановлению.

Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности, рефлекс удаления от раздражителя. Под влиянием боли перестраивается работа всех систем организма.

Пример порога болевой чувствительности:

1. кожа живота - 20г/мм²;

2. кончики пальцев - 300 г/мм².

С помощью анализаторов человек получает информацию о внешнем мире, которая определяет работу функциональных систем организма и поведение человека. В мышцах человека есть специальные рецепторы. Их называют проприоцепторами (от латинского proprius - собственный). Они посылают сигналы в мозг, сообщая о том, в каком состоянии находятся мышцы. В ответ мозг направляет импульсы, координирующие работу мышц. Мышечное чувство, учитывая воздействие гравитации, "работает" постоянно. Благодаря ему человек принимает более удобную позу. В определённой степени от удобного положения тела человека зависит его работоспособность, а в некоторых случаях - и безопасность. Максимальные скорости передачи информации, принимаемой человеком с помощью различных органов чувств, приведены в таб. 1.6.1

Таблица 1.6.1. Характеристики органов чувств

Воспринимаемый сигнал	Содержание сигнала	Максимальная скорость передачи информации Бит\с
Зрительный	Длина линии. Цвет. Яркость	3,25; 3,1; 3,3
Слуховой	Громкость. Высота тона	2,3; 2,5
Вкусовой	Солёность	1,3
Обонятельный	Интенсивность	1,53
Тактильный (осязательный)	Интенсивность. Продолжительность. Расположение на теле	2,0; 2,3; 2,8

Реакция организма человека на воздействие внешней среды зависит от уровня воздействующего раздражителя. Если этот уровень мал, то человек просто воспринимает информацию извне. При высоких уровнях появляются нежелательные биологические эффекты. Поэтому устанавливают на производстве нормируемые безопасные значения факторов в виде предельно-допустимых концентраций (ПДК) или предельно-допустимых уровней энергетического воздействия (ПДУ).

ПДУ - это тот максимальный уровень фактора, который, воздействуя на человека (изолированно или в сочетании с другими факторами) в течение рабочей смены, ежедневно, на протяжении всего трудового стажа, не вызовет у него и его потомства биологических изменений, даже скрытых и временно компенсированных, а также психологических нарушений (снижение интеллектуальных и эмоциональных способностей, умственной работоспособности, надёжности).

Выводы по теме

Нормируемые безопасные значения факторов в виде ПДК и ПДУ необходимы для исключения необратимых биологических эффектов в организме человека.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое анализаторы и из чего они состоят?

2. Назовите органы чувств человека и дайте им краткую характеристику.

3. Что такое ПДУ?

Тема 1.8. Воздействие вредных и опасных производственных факторов на человека и среду обитания

катастрофа физиологический экомаркировка производственный

Цели изучения темы

· ознакомиться с механизмом взаимодействия человека и окружающей среды.

Требования к знаниям и умениям

Студент должен знать негативное воздействие на человека вредных веществ, шума, вибрации, электромагнитных волн, ионизирующего излучения.

Студент должен уметь использовать нормативные значения критериев безопасности (ПДК, ПДУ).

Ключевой термин

Ключевой термин: опасные и вредные производственные факторы.

Вредный производственный фактор (ВПФ) - это производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности.

Опасный производственный фактор (ОПФ) - это производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья (отравление, облучение, тепловой удар и т. д.).

Второстепенные термины

· вредные вещества;

· электромагнитные поля;

· ионизирующее излучение;

· шум;

· вибрация.

Структурная схема терминов

Вредные вещества

Вредными являются вещества, которые при контакте с организмом могут вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, как в процессе работы, так и в отдалённые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

В санитарно-гигиенической практике вредные вещества делят на промышленную пыль и токсические вещества.

По происхождению пыль различают: органическую, неорганическую и смешанную.

При вдыхании запылённого воздуха крупные частицы пыли задерживаются в верхних дыхательных путях, а средние и мелкие попадают глубоко в органы дыхания. И чем глубже дыхание (при выполнении тяжёлой физической работы), тем большее количество пыли задерживается в организме, вызывая заболевание бронхитом, пневмонией, пневмокониозом.

В борьбе с образованием пыли эффективны следующие методы:

· устранение ручных операций;

· автоматизация производственных процессов;

· дистанционное управление;

· герметизация оборудования;

· местная вытяжная вентиляция;

· средства индивидуальной защиты (СИЗ) - респираторы, очки, специальные мази, специальная противопылевая одежда.

Известно более 5 млн химических веществ, из которых 60 тыс находят широкое применение в промышленности и в быту. Ряд химических элементов обладает высокой токсичностью, устойчивостью, способностю к накоплению.

По физиологическому воздействию на организм все химические вещества делят на 4 группы:

1. Раздражающие (действуют на дыхательные пути и слизистую оболочку глаз).

2. Удушающие (нарушают процесс усвоения кислорода тканями).

3. Соматические яды (вызывают нарушение деятельности всего организма).

4. Вещества, оказывающие наркотическое воздействие.

При работе с химическими веществами могут возникнуть острые и хронические отравления.

Острые профессиональные отравления возникают после однократного воздействия вредных веществ на работающего, когда их концентрация в десятки и сотни раз превышает предельно-допустимую.

Хронические отравления возникают при систематическом, длительном воздействии вредного вещества малыми дозами.

Содержание вредных веществ в воздухе регламентирует ГОСТ12.1.005-88.

ПДК - это такая максимальная концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, которая при дневной работе (кроме выходных) в течение 8 часов (не более 41 часа в неделю) в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья как в процессе работы, так и в отдалённые сроки жизни настоящего и будущих поколений.

По степени воздействия на организм все химические вещества делят на 4 класса:

Класс 1 - чрезвычайно опасные вещества (ртуть, свинец, мышьяк, кадмий). ПДК менее 0,1 мг/м³;

Класс 2 - высоко опасные вещества (бензол, йод, марганец) ПДК от 0,1 до 1,0 мг/м³;

Класс 3 - умеренно опасные вещества (ацетон, метиловый спирт) ПДК от 1,1 до 10,0 мг/м³;

Класс 4 - малоопасные вещества (аммиак, скипидар, этиловый спирт) ПДК более 10 мг/м³.

Класс опасности вещества устанавливается в зависимости от ПДК в воздухе рабочей зоны.

Профилактика

Для уменьшения негативного воздействия вредных веществ на здоровье человека применяют следующие способы профилактики и защиты:

1. Исключение контакта вредного вещества с работающим человеком. Этого можно достичь путем механизации и автоматизации производственных процессов, герметизации оборудования и т.п.

2. Применение средств индивидуальной защиты (СИЗ), таких как комбинезоны, средства защиты органов дыхания, специальные мази для защиты кожных покровов и пр.

3. Соблюдение гигиенических норм в производственном помещении, своевременная вентиляция.

Вредные пары и газообразные выбросы из удаляемого воздуха извлекают следующими способами: поглощением твёрдыми пористыми материалами (абсорбция), химическим превращением вредных веществ в менее вредные, нейтрализацией в химических нейтрализаторах.

Для очистки воздуха, выбрасываемого в атмосферу, от пыли применяют пылеосадочные камеры, "циклоны", электрические фильтры.

Электромагнитные поля (ЭМП)



Виды воздействия электрического тока:

1. Термическое. результат воздействия - ожоги, нагрев ткани.

2. Электролитическое. Результат воздействия - разложение органики внутри человека (кровь).

3. биологическое. Результат воздействия - спазм (сокращение) мышц.

4. Электродинамическое (механическое), приводит к разрыву мышц. Наличие источника напряжения и замкнутой цепи приводит к удару током.

На человека в процессе жизнедеятельности действуют естественные магнитные поля (магнитное поле Земли, радиоизлучение солнца, атмосферное электричество), а также искусственные электромагнитные поля. Если естественное электромагнитное поле остаётся практически постоянным на протяжении тысячелетий, то уровень искусственных электромагнитных полей сильно вырос за последние десятилетия.

Источниками искусственных электромагнитных полей являются электромагнитные поля низкочастотного диапазона, которые используются в промышленном производстве (термическая обработка), высокочастотные поля (радиосвязь, медицина, ТВ, радиовещание), электромагнитные поля СВЧ-диапазона (радиолокация, навигация, медицина, сотовая связь), и т. д.

Применение электромагнитных полей в промышленности значительно улучшает условия труда, однако, при этом возникает ряд проблем по защите персонала от их воздействия. Электромагнитные поля всепроникающи, способны распространяться со скоростью света и не обнаруживаются органами чувств.

Факторы влияющие на исход поражения электрическим током:

1. Электрическое сопротивление тела человека. Человека поражает ток, который зависит от напряжения и сопротивления тела:

2. .

Части тела человека, повреждаемые при поражении человека электрическим током:

o кожа в месте входа тока;

o внутренние органы;

o кожа в месте выхода тока.

Сопротивление внутренних органов мало. Сопротивление кожи зависит от ее состояния (чистая и сухая или влажная (вспотевшая)).

Электрические параметры:

· сопротивления в электроде.

o Сила тока. Вызывает повышенное потовыделение и усиливает кровообращение в местах прохождения электрического тока.

o Напряжение. Чем выше напряжение, тем меньше сопротивление тела человека. Сопротивление человека может изменяться в 200 раз. При напряжении >50 В сопротивление человека равно 1000 Ом, при напряжении <50 В сопротивление человека равно 6000 Ом.

3. Величина и длительность воздействия тока на тело человека.

4. Виды тока:

o ощутимый ток (1 мА0 для переменного напряжения);

o неотпускающий ток 10-15 мА;

o смертельный ток 0,1 А.

5. Длительность тока определяется: сердце в расслабленном состоянии 1 сек. (где через 0,5 сек. наступает фибриляция сердца).

6. Пути протекания тока:

o правая рука - голова;

o левая рука - голова;

o правая рука - левая рука;

o правая нога - левая нога;

o правая нога - правая рука;

o правая нога - левая рука;

o левая нога - правая рука;

o левая нога - левая рука;

o голова - ноги.

Смертельный путь прохождения тока: голова - левая рука (левая нога).

7. Род и частота тока (напряжение до 500 В). Переменный ток опаснее постоянного. При повышении частоты тока до 50 Гц возрастает вероятность летального исхода, при дальнейшем увеличении частоты тока опасность снижается.

8. Индивидуальные характеристики человека:

· состояние здоровья;

· сердечно-сосудистые заболевания;

· кожные заболевания.

Источники электромагнитных полей промышленной частоты - это все электрические приборы, линии электропередач.

Переменное ЭМП является совокупностью двух взаимосвязанных полей: электрического (Е, В/м) и магнитного (Н, A/м).

Характеристики ЭМП: длина волны л, [м]; частота колебаний f, [Гц]; скорость распространения V_C, м/с.

л = VC/f.

Вредное воздействие ЭМП зависит от интенсивности поля, длины волны, времени воздействия и функционального состояния организма.

От длины волны зависит глубина проникновения поля в живой организм. Длинноволновые ЭМП проникают глубоко в организм, подвергая воздействию спинной и головной мозг. ЭМП СВЧ диапазона свою энергию расходуют, в основном, в поверхностном слое кожи, приводя к тепловому воздействию. От этого больше всего страдают органы, не защищённые жировым слоем, бедные кровеносными сосудами (глаза, мозг, почки, желчный и мочевой пузырь, семенники). Избыточная теплота отводится из организма благодаря терморегуляции. Однако, начиная с определённой величины, называемой тепловым порогом, организм не справляется с отводом образующейся теплоты и температура тела повышается. При этом значение теплового порога тем ниже, чем выше частота ЭМП. Например, для волн дециметрового диапазона тепловой порог 40 мВт/см², а для миллиметровых волн - 7 мВт/см².

Постоянное воздействие ЭМП ведет к функциональным расстройствам нервной, эндокринной и сердечно-сосудистой систем, у человека понижается кровяное давление, замедляется пульс, тормозятся рефлексы, изменяется состав крови. Тепловое воздействие может привести к перегреву тела и отдельных органов, нарушению их функциональной деятельности. ЭМП СВЧ диапазона приводят к тепловой катаракте (помутнение хрусталика глаза). Субъективно проявление воздействия ЭМП выражается в повышенной утомляемости, головной боли, раздражительности, одышке, сонливости, ухудшении зрения, повышении температуры тела.

Допустимые уровни воздействия ЭМП приведены в ГОСТ12.1.006-84 "Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля".

ЭМП с частотой от 60 кГц до 300 МГц нормируются отдельно по электрической и по магнитной составляющей, так как на этих частотах на человека действуют независимо друг от друга электрическое и магнитное поле. Для полей СВЧ диапазона (300 МГц - 300 ГГц) нормируют предельно-допустимую плотность потока энергии, которая не должна превышать 10 Вт/м².

Если значения ЭМП на рабочих местах превышают допустимые, то необходимо предусмотреть соответствующие способы защиты человека.

Ионизирующее излучение

Ионизирующее излучение - излучение, взаимодействие которого со средой приводит к появлению в ней электрических зарядов различных знаков.

Виды ионизирующего излучения:

· альфа-излучение (ядра гелия);

· бета-излучение (электронное и позитронное);

· гамма-излучение (фотонное или электромагнитное).

Радиоактивный распад сопровождается излучением, присущим только данному изотопу: углерод 14 и стронций 90 - бета-активны, а йод 131 - бета- и гамма-активен.

Все радиоактивные вещества имеют свой период полураспада, который неизменен и присущ только данному изотопу: йод 131 - 8,04 суток; цезий 137 - 30 лет; стронций 90 - 90 лет; уран 238 - 4,5 млрд. лет.

Радиоактивное излучение характеризуется:

1. Проникающей способностью - расстоянием, на которое ионизирующее излучение проходит в тело.

Альфа-частицы имеют пробег в воздухе 2 - 9 см, в ткани живого организма они проникают на доли миллиметра; бета-частицы имеют пробег в воздухе 15 м, в тканях - 1 - 2 см; гамма-излучение распространяется со скоростью света и имеет большую проникающую способность, которую могут ослабить только бетонная или свинцовая стена.

2. Ионизирующей (повреждающей) способностью.

Очень опасны альфа-лучи при попадании внутрь организма с водой, воздухом, пищей.

Поглощённая доза - величина энергии ионизирующего излучения, поглощённая телом или веществом (Рад).

Биологический эквивалент Рентгена применяется для оценки повреждающего действия различных видов ионизирующего излучения при воздействии на биологический объект (бэр).

При равной поглощённой дозе альфа-частицы дают больший повреждающий эффект, чем другие виды ионизирующего излучения.

Экспозиционная доза применяется для оценки радиоактивной обстановки на местности, сложившейся из-за воздействия рентгеновского или гамма-излучения (Рентген - Р).

Уровень радиации

При прочих равных условиях доза ионизирующего излучения тем больше, чем больше время облучения, т.е. доза со временем накапливается. Доза, отнесённая ко времени воздействия, называется уровнем радиации и измеряется в рентгенах в час (Р/ч).

Внешнее излучение действует на весь организм человека.

Фоновое облучение организма человека складывается из естественного радиационного фона Земли (космическое излучение, излучение от находящихся в почве, стройматериалах, в воде и воздухе естественных радиоактивных элементов; излучение от радиоактивных природных элементов, которые с пищей и водой попадают внутрь организма, фиксируются в тканях и сохраняются в теле человека всю жизнь) и искусственных источников облучения (в медицине - рентген, флюорограмма, лазер; в промышленности - предприятия ядерно-топливного цикла; в быту - компьютеры, телевизоры, часы со светящимися циферблатами).

Средняя доза облучения от всех природных источников - 200 мР/год, от искусственных источников 150 - 300 мР/год. В целом фоновое облучение составляет 500 мР/год.

При полете в самолете на высоте 8 км дополнительное облучение составляет 1,35 мкР/год.

Цветной телевизор на расстоянии 2,5 метра от экрана излучает 0,0025 мкР/час, 5 см. от экрана - 100 мкР/час.

Средняя эквивалентная доза облучения при медицинских исследованиях 25 - 40 мкР/год.

Биологическое действие ионизирующего излучения

Под воздействием ионизирующего излучения в организме человека наблюдаются изменения:

1. Первичные (возникают в молекулах ткани и живых клетках);

2. Нарушение функций всего организма.

Наиболее чувствительными к облучению являются костный мозг, половая сфера, селезенка.

Различают следующие изменения на клеточном уровне:

1. Соматические или телесные эффекты, последствия которых сказываются на человеке, но не на потомстве.

2. Стохастические (вероятностные): лучевая болезнь, лейкозы, опухоли.

3. Не стохастические - поражения, вероятность которых растет по мере увеличения дозы облучения. Существует дозовый порог облучения.

4. Генетические изменения, последствия которых сказываются на последующих поколениях.

Под воздействием ионизирующего излучения у человека возникает лучевая болезнь, которая может быть двух видов: острая и хроническая.

Острая лучевая болезнь возникает при одноразовом облучении значительной дозой радиации. Проявляется заболевание уже в первые сутки, а степень поражения зависит от поглощённой дозы.

Однократная доза 100 Р вызывает незначительные изменения в формуле крови. При дозах более 100 Р развивается острая лучевая болезнь четырёх степеней.

1 степень (лёгкая). Однократно полученная доза 100 - 200 Р.

2 степень (средней тяжести). При дозах 200 - 300 Р.

3 степень (тяжёлая). Однократная доза 300 -500 Р.

4 степень (крайне тяжёлая). При однократной дозе свыше 500 Р.

Другая форма острого лучевого поражения - лучевые ожоги 4-х степеней от выпадения волос, пигментации и шелушения кожи (1 степень) до длительно не заживающих трофических язв (4 степень при дозах свыше 1200 Р).