Безопасность жизнедеятельности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Безопасность жизнедеятельности

Конспект лекций для студентов очно-заочной и заочной формы обучения

Составлен

Ст.преподавателем Михайловой Н.А.

Введение

Безопасность жизнедеятельности (БЖД) - это наука о сохранении здоровья человека и поддержании его работоспособности в течение всей жизни, которая идентифицирует опасные и вредные факторы среды обитания (обнаруживает количественно и качественно), разрабатывает методы и средства по ликвидации этих опасностей, либо по снижению их до приемлемых значений; прогнозирует, предотвращает и ликвидирует чрезвычайные ситуации и их последствия.

Основными разделами дисциплины БЖД являются:

1 Охрана труда;

2 Охрана окружающей среды;

3 Защита населения территории в чрезвычайных ситуациях.

Жизнь и деятельность человека происходит в среде обитания, в которой на человека действуют благоприятные, вредные и опасные факторы.

Вредным называется фактор, который при взаимодействии с организмом человека вызывает в нем временную утрату трудоспособности.

Опасным называется фактор, который при взаимодействии с организмом человека вызывает различные заболевания, стойкую утрату трудоспособности или гибель человека.

По природе происхождения факторы бывают:

- естественные;

- техногенные (источник - техническая система);

- антропогенные (источником является человек, его ошибки);

- социальные (источник - наркотики, курение, стресс ит.д.)

эргономика труд микроклимат опасный

1. Аксиомы, принципы, методы и средства БЖД

1.1 Аксиомы БЖД

1) Любая деятельность человека потенциально опасна. Любая деятельность человека, в том числе положительная несет скрытые негативные моменты.

2) Техногенные опасности возникают, если повседневные потоки вещества, энергии, информации превышают пороговые значения.

В Российской Федерации предельно допустимые уровни энергетических факторов, предельно допустимых концентраций веществ устанавливают исходя из концепций пороговости действия вещества, т.е. для сохранения функциональной и структурной целесообразности человека, существует предел вещества, энергии, информации, до значений которых не происходит ни каких необратимых изменений в организме человека или другом объекте. (рисунок 1)

3) Источниками техногенной опасности являются элементы техносферы, нарушение правил эксплуатации технических систем, наличие отходов производства.

4) Техногенные опасности действуют в пространстве и во времени. Как правило, опасные факторы действуют кратковременно и в ограниченном объеме, соответственно вредные факторы действуют хронически и на значительной территории.

5) Техногенные опасности действуют на человека, окружающую среду и элементы техносферы одновременно. При этом соблюдается принцип: всё действует на всё.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1

6) Техногенные опасности ухудшают здоровье людей, приводят к деградации природной среды и материальным ущербам.

.7) Основными методами по защите от техногенных опасностей являются:

- совершенствование источников опасности;

- защита расстоянием;

- применение специальных защитных мер (защитное заземление, освещение, отопление и т.д.)

8) Компетентность людей в мире опасности является обязательным условием обеспечения безопасности жизнедеятельности.

Уровень современных знаний об источниках опасности, уровнях позволяет разрабатывать методы и средства защиты от них.

1.2 Принципы БЖД

Различают четыре группы принципов, которые по признаку реализации делятся на ориентирующие, технические, управленческие и организационные.

Ориентирующие принципы являются методической базой БЖД и дают направление для поиска безопасных решений. К ним относятся принципы гуманизации деятельности, активного оператора (предполагает при распределении функций между человеком и машиной оставлять за человеком функции управления машиной, т.е. принятия решений), принцип замены оператора.

Технические принципы направлены на снижение или ликвидацию опасных факторов и основаны на использовании физических законов: принципы герметизации, прочности, слабого звена и т.д.

Управленческие принципы БЖД определяют взаимосвязь между отдельными этапами процесса обеспечения БЖД. К ним относятся принципы плановости, стимулирования, ответственности, обратной связи, адекватности и т.д.

Организационные принципы БЖД предъявляют требования к организации работ по охране труда с точки зрения научной организации труда.

К ним относятся принципы защиты временем, подбора кадров, принцип рациональной организации труда на рабочем месте, нормирования и т.д.

1.3 Методы БЖД

Различают три основных метода БЖД:

Метод А направлен на пространственное (или временное) разделение гомосферы и ноксосферы (рисунок 2).

Гомосфера - пространство, в котором действует человек.

Ноксосфера - пространство, в котором действуют постоянно или возникают периодически опасные и вредные факторы среды обитания.

Метод А достигается или обеспечивается путем применения механизации, автоматизации производственных процессов, применение дистанционного управления, применением роботов-манипуляторов.

Метод Б направлен на снижение или ликвидацию опасности путем приведения характеристик ноксосферы в соответствии с характеристиками человека путем применения средств коллективной защиты.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2

Метод В направлен на адаптацию человека к соответствующей среде путем применения средств индивидуальной защиты, тренировок, обучения, инструктирования и психологической подготовки.

На практике, как правило, реализуются все методы в комплексе.

1.4 Средства БЖД

Средства БЖД делятся на средства коллективной и индивидуальной защиты.

Средства коллективной защиты классифицируются по видам факторов, которые они защищают (средства защиты от шума, вибрации, электрического тока и т.д.).

По принципу действия средства коллективной защиты делятся на: оградительные, предохранительные, блокирующие, сигнализирующие и специальные средства защиты.

1) Оградительные средства защиты препятствуют к появлению человека в опасной зоне (съемные, стационарные и переносные).

2) Предохранительные средства защиты препятствуют возникновению опасной ситуации в том случае, если уровень воздействия фактора превышает предельно-допустимые значения. Например, предохранительные клапаны в системах под давлением, система аварийной вентиляции. В качестве предохранительных средств защиты широкое распространение получили слабые звенья. Слабые звенья способны выйти из строя при минимальных отклонениях параметров (плавкие предохранители в электрических цепях, штифты, шпонки, болты в механических системах).

3) Блокирующие средства защиты либо препятствуют человеку в опасной зоне в то время, когда там действует фактор, либо препятствует появлению опасного фактора в зоне, в которой действует человек. Блокирующие средства бывают механическими, электромеханическими, пневматическими, гидравлическими, радиационными, фотоэлектрическими.

4) Сигнализирующие средства защиты предоставляют информацию о ходе металогического процесса, об уровне и виде опасных факторов. По способу передачи информацию различают на звуковые, световые и одоризационные (по запаху).

Средства индивидуальной защиты классифицируют по органам и их группам, которые они защищают. Пример: средства защиты органов дыхания, рук и т.д. А также классифицируют по исполнению (халаты, очки, маски, каски, шлемы, перчатки и т.д.).

2. Основы физиологии, психологии и эргономики труда

2.1 Физиология труда. Работоспособность человека. Классификация форм труда

Физиология труда изучает закономерности изменений функций организма, т.е. отдельных органов и функциональных систем в процессе трудовой деятельности. На основе этих данных разрабатываются рациональные режимы труда и отдыха, рациональные рабочие движения и т.д.

Классификация форм труда.

В настоящее время различают пять основных форм труда:

1) Формы труда со значительной двигательной активностью и высокими энергозатратами от 4000 до 6000 кКалл в сутки.

При таких формах труда возникают значительные нагрузки на опорно-двигательный аппарат, на сердечно-сосудистую, дыхательную систему, но высокая двигательная активность способствует активизации обменных процессов в организме (жаровой, мелидный, углеводный и т.д.).

2) формы труда с ограничением двигательной активности и незначительными энергозатратами от 1800 до 2400 кКалл в сутки.

Эта форма труда связана с таким состоянием как гипокинезия (уменьшенный кислородный обмен). Уменьшение двигательной активности уменьшает поступление кислорода к тканям организма. Такие формы труда связаны с нагрузкой на процессы памяти, внимания, мышления человека, на эмоциональную сферу деятельности человека. Из-за нарушения обмена веществ в организме профессионально обусловленными заболеваниями являются инфаркты, инсульты и т.д.

3) Механизированные формы труда характеризуется энергозатратами от 3000 - 4000 килокалорий в сутки, нагрузками на отдельные группы мышц (рук и плечевого пояса), а также высокими требованиями к точности и координации движений. При этом из-за однообразия действия и движений снижается умственная активность человека к окончанию рабочей смены.

4) Формы труда, связанные с групповыми и конвейерными технологиями, которые характеризуются однообразными действиями движения, развитием состояния монотонии. Чем меньше время на операцию, чем она проще, тем монотоннее труд.

5) Автоматизированное производство, которое характеризуется отсутствием содержательного труда и развитием состояния психического пресыщения (работа в режимах ожидания ил наблюдения).

2.2 Работоспособность человека. Фазы работоспособности

Основной целью трудовой деятельности является формирование функциональной системы организма, т.е. отдельных органов и систем, управляемых центральной нервной системой для исполнения конкретной работы за определенный период времени с заданным результатом.

Работоспособность - это способность функциональной системы организма выполнить определенную работу за определенный период времени с требуемым результатом.

Динамика работоспособности имеет следующий характер:

I Первая фаза работоспособности - это врабатывание - приспосабливание функциональной системы организма к требованиям и условиям работы (рисунок 3). Этот период длится 20 -30 мин.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3

II Фаза высокой устойчивой работоспособности, которая характеризуется даже снижением деятельности некоторых функциональных систем, в процессе выполнения работы.

III По мере истощения резервов организма наступает третья фаза - фаза утомления. В фазе утомления снижается работоспособность, увеличивается количество ошибок, возникает чувство усталости.

После обеденного перерыва, продолжительность которого может быть от 45 мин до двух часов, динамика работоспособности носит тот же характер, но реализуется на более низком уровне.

Под рациональными режимами труда и отдыха понимают временную регламентацию продолжительности рабочей смены, внутрисменных и межсменных перерывов. Рациональные режимы труда и отдыха устанавливают исходя из динамики работоспособности. Дополнительные регламентируемые перерывы продолжительностью от 5 до 15 - 20 минут устанавливают для работ с вредными условиями труда для поддержания наивысшей работоспособности в течение всего рабочего дня.

2.3 Психология труда

Психология труда изучает изменение психологических возможностей человека в трудовом процессе и изучает такие психические свойства как восприятие, внимание, долговременную и кратковременную память, болевые свойства, эмоции человека, особенности темперамента.

Динамика психической работоспособности носит тот же характер, что и физиологической. Кроме того, психология труда изучает особые психические состояния - монотонию, стресс и психическое пресыщение.

Состояние монотонии возникает при однообразных действиях и движениях, при недостаточной рабочей нагрузке, отсутствии внешних раздражителей. В состоянии монотонии резко снижается производительность труда через 30 - 40 минут от начала работы, возникает чувство усталости, сонливости и т.д. Для профилактики такого состояния рекомендуют чередование рабочих операций, оптимизацию рабочей нагрузки (она должна быть 40 - 60% от максимальных возможностей человека), также внешних раздражителей в виде: динамический микроклимат, музыка.

Стресс - это неспецифическая функциональная реакция организма на внешнее повреждение. Нервно-психический стресс вызывается следующими причинами:

1) Дефицит времени на принятие и реализацию решения;

2) Ответственность за принятое решение;

3) Сложность решаемых задач;

4) Индивидуальные свойства человека (эмоциональная неустойчивость, тревожность, чрезвычайное чувство ответственности);

5) психологический климат в коллективе.

В первоначальные моменты развития нервно-психического стресса при нагрузке свыше 80% от максимальной возможности человека возможно улучшение некоторых функций. Например, величина мышечных усилий может увеличиться. Но сразу же ухудшаются интеллектуальные функции, затем по мере развития стресса возникает чувство растерянности, невозможности сосредоточиться, увеличиваются ошибки, появляются неадекватные реакции, возможен срыв деятельности.

Состояние стресса можно избежать при оптимизации рабочей нагрузки, рациональной организации труда, обеспечении хорошего социального психологического климата.

Состояние психического пресыщения возникает в автоматизированном и полуавтоматизированном производстве и проявляется в жалобах на состояние здоровья, о отсутствии перспектив на рабочем месте, возникает тенденция к перемене места работы. Развитие такого состояния связано со снижением содержательности труда, отсутствии труда. Для предотвращения развития такого состояния применяют принцип активного оператора, который заключается в правильном распределении функций между человеком и машиной с учетом возможного дополнения резервирования, сохранения за человеком активной функции в принятии решений, повышении мотивации к труду. Различают следующие виды мотивации: выгода, нивелирование, безопасность, удобство.

2.4 Эргономика

Эргономика - это наука, которая изучает взаимодействие человека и машинной части системы «человек - машина - среда обитания» с учетом психологических антропометрических, социальных и других возможностей человека. Одним из основных показателей эргономичности технических систем является обитаемость, управляемость, усвояемость, обслуживаемость.

Так, например, обитаемость - мера соответствия характеристик производственной среды биологическим, психологическим особенностям человека, она учитывает санитарно-гигиенические условия на рабочем месте (освещенность, шум, вибрации и психологические факторы). Например, соответствие средств отображения информации, органов управления возможностям анализаторов человека и опорно-двигательного аппарата человека.

Управляемость обеспечивает возможность ведущей роли человека в управлении системой: «человек - машина - среда обитания», т.е. исключает такие сигналы и команды, которые дезорганизуют работу системы. Управляемость задает требования к содержанию напряженности деятельности, ее ритму по отношению к точности и быстродействию оператора.

Усвояемость - это возможность быстрого овладения оператором умением и навыками управления и обслуживания системой.

Обслуживаемость - пространственная доступность регулируемых, ремонтируемых или заменяемых элементов, обеспечивающая рациональность действий при ремонте, монтаже системы.

Социально-психологическими показателями в эргономике являются соответствие конструкции объекта, организации рабочего места, характеру и степени группового взаимодействия.

Психологические показатели - это соответствие техники возможностям восприятия памяти, мышления и навыков человека.

Психофизиологические показатели - это соответствие техники характеристикам анализаторов человека (соответствие зрительному полю человека).

Антропометрические показатели - соответствие техники размерам и форме тела человека.

3. Микроклимат производственных помещений

3.1 Понятие теплового баланса

Тепловой баланс имеет место при , где - тепловыделения человека; - тепловыделения окружающей среды. При тепловом балансе температура внутренних органов остается постоянной.

Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией в результате омывания тела воздухом, теплопроводностью , излучением на окружающие поверхности и в процессе тепломассообмена , при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами , и при дыхании:

.

Параметры -- температура окружающих предметов и интенсивность физической нагрузки организма -- характеризуют конкретную производственную обстановку и отличаются большим многообразием. Остальные параметры -- температура, скорость, относительная! влажность и атмосферное давление окружающего воздуха -- получили название параметров микроклимата.

Длительное воздействие высокой температуры особенно в сочетании с повышенной влажностью может привести к значительному накоплению теплоты в организме и развитию перегревания организма выше допустимого уровня -- гипертермии -- состоянию, при котором температура тела поднимается до 38...39°С. При гипертермии и, как следствие, тепловом ударе наблюдаются головная боль, головокружение, общая слабость, искажение цветового восприятия, сухость во рту, тошнота, рвота, обильное потовыделение. Пульс и дыхание учащены, в крови увеличивается содержание азота и молочной кислоты. При этом наблюдается бледность, синюшность, зрачки расширены, временами возникают судороги, потеря сознания.

Производственные процессы, выполняемые при пониженной температуре, большой подвижности и влажности воздуха, могут быть причиной охлаждения и даже переохлаждения организма -- гипотермии. В начальный период воздействия умеренного холода наблюдается уменьшение частоты дыхания, увеличение объема вдоха. При продолжительном действии холода дыхание становится неритмичным, , частота и объем вдоха увеличиваются, изменяется углеводный обмен. Увеличение обменных процессов при понижении температуры на 1°С составляет около 10 %, а при интенсивном охлаждении может возрасти в 3 раза по сравнению с уровнем основного обмена. Появление мышечной дрожи, при которой внешняя работа не совершается, а вся энергия превращается в теплоту, может в течение некоторого времени задерживать снижение температуры внутренних органов. Результатом действия низких температур являются холодовые травмы.

Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность. Например, понижение температуры и повышение скорости воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. При повышении температуры воздуха возникают обратные явления.

Переносимость человеком температуры, как и его теплоощущение, в значительной мере зависит от влажности и скорости окружающего воздуха. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела.

Инфракрасные лучи оказывают на организм человека в основном тепловое действие. Под влиянием теплового облучения в организме происходят биохимические сдвиги, уменьшается кислородная насыщенность крови, понижается венозное давление, замедляется кровоток. Тепловые излучения коротковолнового диапазона глубоко проникают в ткани и разогревают их, вызывая быструю утомляемость, понижение внимания, усиленное потовыделение, а при длительном облучении -- тепловой удар. Длинноволновые лучи глубоко в ткани не проникают и поглощаются в основном в эпидермисе кожи. Они могут вызвать ожог кожи и глаз. Наиболее частым и тяжелым поражением глаз вследствие воздействия инфракрасных лучей является катаракта глаза.

Атмосферное давление оказывает существенное влияние на процесс дыхания и самочувствие человека.

Изменение давления воздуха, вне этих пределов приводит к затруднению дыхания и увеличению нагрузки на сердечно-сосудистую систему. Так, на высоте 2...3 км (ро2 = 70 мм рт. ст) насыщение крови кислородом снижает до такой степени, что вызывает усиление деятельности сердца и легких. Но даже длительное пребывание человека в этой зоне не сказывается существенно на его здоровье, и она называется зоной достаточной компенсации. С высоты 4 км диффузия кислорода из легких в кровь снижается до такой степени, что, несмотря на большое содержание кислорода, может наступить кислородное голодание -- гипоксия. Основные признаки гипоксии -- головная боль, головокружение, замедленная реакция, нарушение нормальной работы органов слуха и зрения, нарушение обмена веществ.

Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5°С.

Терморегуляция биохимическим путем заключается в изменении интенсивности происходящих в организме окислительных процессов. Например, мышечная дрожь, возникающая при сильном охлаждении организма, повышает выделение теплоты до 125...200 Дж/с.

Терморегуляция путем изменения интенсивности кровообращения заключается в способности организма регулировать подачу крови (которая является в данном случае теплоносителем) от внутренних органов к поверхности тела путем сужения или расширения кровеносных сосудов. При высоких температурах окружающей среды кровеносные сосуды кожи расширяются и к ней от внутренних органов притекает большое количество крови и, следовательно, больше теплоты отдается окружающей среде. При низких температурах происходит обратное явление: сужение кровеносных сосудов кожи, уменьшение притока крови к кожному покрову и, следовательно, меньше теплоты отдается во внешнюю среду.

Терморегуляция путем изменения интенсивности потовыделения заключается в изменении процесса теплоотдачи за счет испарения.

Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами. Так, при понижении температуры воздуха увеличению теплоотдачи за счет увеличения разности температур препятствуют такие процессы, как уменьшение влажности кожи и, следовательно, уменьшение теплоотдачи путем испарения, снижение температуры кожных покровов за счет уменьшения интенсивности транспортирования крови от внутренних органов и вместе с этим уменьшение разности температур.

Нормы производственного микроклимата установлены системой стандартов безопасности труда ГОСТ 12.1.005--88 и санитарными нормами СН 2.2.4.548--96. Они едины для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями.

В этих документах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость воздуха в зависимости от:

-способности организма человека к акклиматизации в разное время года,

- характера одежды, интенсивности производимой работы,

- характера тепловыделений в рабочем помещении.

При учете интенсивности труда все виды работ исходя из общих энергозатрат организма делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые. К легким работам (категория I) с затратой энергии до 174 Вт относятся работы, выполняемые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжения (работа контролеров, в процессах точного приборостроения, конторские работы и др.). Легкие работы подразделяют на категорию 1а (затраты энергии до 139 Вт) и категорию 16 (затраты энергии 140... 174 Вт).

К работам средней тяжести (категория II) относят работы с затратой энергии 175...232 Вт (категория II а) и 233...290 Вт (категория II б). В категорию II а входят работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, но не требующие перемещения тяжестей, в

категорию II б -- работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей (в механосборочных цехах, текстильном производстве, при обработке древесины и др.).

К тяжелым работам (категория III) с затратой энергии более 290 Вт относят работы, связанные с систематическим физическим напряжением, в частности с постоянным передвижением, с переноской значительных (более 10 кг) тяжестей (в механосборочных цехах, текстильном производстве, при обработке древесины и др.).

По интенсивности тепловыделений производственные помещения делят на группы в зависимости от удельных избытков явной теплоты. Явной называют теплоту, воздействующую на изменение температуры воздуха помещения, а избытком явной теплоты - разность между суммарными поступлениями явной теплоты и суммарными теплопотерями помещений.

В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005--88 могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Оптимальные микроклиматические условия -- это такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высоткой работоспособности. Допустимые микроклиматические условия -- это такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать напряжение реакций терморегуляции и которые не выходят за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не наблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие, и понижение работоспособности. Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры -- обычными системами вентиляции и отопления.

Задачей вентиляции является обеспечение чистоты воздуха и заданных метеорологических условий в производственных помещениях. Вентиляция достигается удалением загрязненного или нагретого воздуха из помещения и подачей в него свежего воздуха, По способу перемещения воздуха вентиляция бывает с естественным побуждением (естественной) и с механическим (механической). Возможно также сочетание естественной и механической вентиляции (смешанная вентиляция).

В зависимости от того, для чего служит система вентиляции,-- для подачи (притока) или удаления (вытяжки) воздуха из помещения или (и) для того и другого одновременно, она называется приточной, вытяжной или приточно-вытяжной.

Кондиционирование воздуха -- это создание и автоматическое поддержание в помещениях независимо от наружных условий постоянных или изменяющихся по определенной программе температуры, влажности, чистоты и скорости движения воздуха, наиболее благоприятных для людей или требуемых для нормального протекания технологического процесса. Поэтому на промышленных предприятиях кондиционирование воздуха применяется либо для обеспечения комфортных (оптимальных) санитарно-гигиенических условий, создание которых обычной вентиляцией невозможно, либо как составная часть технологического процесса. В последнем случае кондиционирование применяют: для поддержания определенных температурно-влажностных условий, позволяющих производить обработку материалов и изделий с минимальными допусками (точное машиностроение, приборостроение, оптическая промышленность, изготовление и калибровка измерительного инструмента);

для обеспечения особой чистоты воздуха и исключения выделения влаги из воздуха, а также попадания пота С рук рабочих на точно обработанные поверхности изделий (изготовление точных приборов, электровакуумная и полупроводниковая промышленность и т. п.);

для поддержания заданного содержания влаги в материалах и изделиях.

Системы кондиционирования могут работать круглый год или только в летнее время, выполняя в последнем случае охладительно-осушительные функции.

Кондиционер -- это вентиляционная установка, которая с помощью приборов автоматического регулирования поддерживает в помещении заданные параметры воздушной среды. Кондиционеры бывают двух видов: установки полного кондиционирования воздуха, обеспечивающие постоянство температуры, относительной влажности, скорости движения и чистоты воздуха; установки неполного кондиционирования, обеспечивающие постоянство только части этих параметров или одного параметра, чаще всего температуры.

4. Опасные и вредные факторы среды обитания

4.1 Естественные системы защиты человека от опасных и вредных факторов

Организм человека обладает способностью поддерживать внутреннюю среду организма постоянной при любом внешнем воздействии. Это свойство называется гомеостаз. Это постоянство внутренней среды организма обеспечивается деятельностью различных органов и систем.

Иммунная система организма человека. Такая система защищает от патогенных микроорганизмов, от вредных веществ. Иммунитет бывает врожденный и приобретенный.

Система покровных органов и тканей и прежде всего кожи. Кожа защищает от механического травмирования, от жесткого ультрафиолетового излучения (засчет образования пигмента меланина), от воздействия электрическим током.

В основе всех защитных реакций организма лежит работа центральной нервной системы с ее системой условных и безусловных рефлексов, в том числе со сложными формами приспособительных реакций. Например, динамический стереотип человека.

Условные рефлексы, формирующиеся в ходе жизни человека обеспечивают заблаговременное принятие защитных мер при первых приступах надвигающейся опасности, иногда на основе неосознанного опыта. Одно из условий обеспечения БЖД является знание особенностей медико-биологического воздействия на организм человека опасных и вредных факторов среды его обитания.

4.2 Механические колебания. Вибрации

Определение, источники, характеристики, классификация, медико-биологические воздействия на человека, нормирование

Вибрации - это вид механических колебаний в технике, которые создаются рабочими органами вибромашин, возникают при движении транспортных средств и работе производственного оборудования. По способу передачи на человека вибрации классифицируют на общие и локальные. Общие передаются через опорные поверхности, локальные - через руки.

Общие вибрации по источникам происхождения классифицируют на транспортные, транспортно-технологические, технологические двух типов:

тип «а»- на рабочих местах непосредственно у источников вибрации;

тип «б»- на рабочих местах работников умственного труда.

Вибрации классифицируют по направлению осей действия - по осям x, y,z.

Основными характеристиками вибраций являются частота и спектр вибраций. Спектр- это зависимость интенсивности вибрации от частоты. I=f(f), Виброскорость V, [м/с], виброускорение а, [м/с²] и их логарифмические уровни:

, [дБ] (1)

, [дБ]

Где , - опорные значения, соответственно, виброскорости и виброускорения.

Степень воздействия вибраций на организм человека определяется интенсивностью, продолжительностью воздействия, а также особенностью организма человека, как колебательной системы. Каждое колебание воспринимается организмом как толчок в ответ, на который уже через примерно 20 секунд возникают компенсирующие напряжения мышц. Наиболее опасные - это резонансные частоты. Например, при частоте 5-7 Гц по оси z возможно потеря равновесия, при частоте 20-60 Гц снижается острота зрения. При резонансных частотах возможно не только механическое травмирование органов, но и его разрыв.

При хроническом воздействии вибраций выше предельно допустимого уровня возникает профессиональное заболевание - вибрационная болезнь, которая при общих вибрациях проявляется в микротравмах и деформациях опорно-двигательного аппарата, отклонениях в деятельности центральной нервной, сердечно-сосудистой систем. При воздействии локальных вибраций возникают сосудистые расстройства, побеление пальцев, поражение суставов рук.

ГОСТ 12.1.012-90 устанавливает нормативы вибрационной безопасности, то есть предельно допустимые уровни (ПДУ) вибраций с учетом их спектра и направления осей действия. Для 3-х критериев:

-безопасности (профилактика виброболезни);

-граница снижения производительности труда (для транспортно-технологической, технологической тип «а»).

-комфортности (для работников умственного труда);

ПДУ устанавливает абсолютные значения виброскорости, виброускорения, их логарифмических уровней для 1/3 октавных полос для общих вибраций и в октавных полосах частот для локальных вибраций (рисунок4)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4

4.2.1 Акустические колебания

Акустические колебания - это колебания, распространяющиеся волнообразно в жидкой, твердой и газообразных средах под воздействием какой-то возмущающей силы. Выделяют слышимые (звуковые) колебания с частотой от 16 до 20000 Гц и неслышимые с частотой меньше 16 Гц- инфразвук, свыше 20000 Гц - ультразвук.

Под шумом понимают звуки различной природы со случайными изменениями по частоте и амплитуде, мешающие работе, отдыху и т.д.

Шумы классифицируют на постоянные и непостоянные. Постоянным считается шум интенсивность которого изменяется за смену не больше, чем на 5 дБА. Шумы бывают колеблющимися (непрерывно изменяющиеся во времени), прерывистыми и импульсными. Прерывистый - интенсивность шума меняется больше чем на 5дБ, а длительность сигналов больше 1с. Импульсный шум - интенсивность изменения больше чем на 7дБ, а длительность звуковых сигналов меньше 1с.

Основными характеристиками шума являются: частота, спектр шума, звуковое давление Р, Па, а также логарифмический уровень звукового давления:

, (2)

где - порог слышимости. Р - действующее звуковое давление.

При прохождении препятствий акустическими колебаниями наблюдаются следующие явления: отражение, дифракция, поглощение звука и звукопередача. В закрытых помещениях наблюдается явление реверберации (послезвучание). Воздействие шума на человека определяется прежде всего воздействием на слуховой анализатор. Воздействие любого уровня шума вызывает адаптацию слухового анализатора. При громкости адаптации пороги слуха за 2-5 минут повышаются на 15-25 дБА. Восстановление их до исходного уровня занимает от 2 до 3 часов. При длительном воздействии шумы интенсивностью больше 85 дБА приводят к постоянному повышению порогов слуха сначала на высоких частотах, а затем и к развитию профессиональных заболеваний тугоухости и глухоты, то есть полной потере слуха. Шум уровнем порядка 65дБА способствует снижению производительности труда.

Государственными стандартами ГОСТ 12.1.003-85 устанавливаются предельно допустимые уровни логарифмического уровня звукового давления для октавных полос со средними геометрическими частотами 63;125;250;500;1000;2000;4000;8000Гц.

В зависимости от характера труда для ориентировочной оценки условий труда применяют эквивалентный уровень звукового давления. При этом шум на рабочем месте считается постоянным в течение всей смены, равным уровню шума на частоте 1000Гц.

4.2.2 Инфразвук

Его источниками являются механизмы с частотой вращения вала до 20Гц, установки с турбулентными потоками газов или жидкостей (системы вентиляции), транспорт в своем движении и т.д. Инфразвук может сопровождаться низкочастотным шумом или низкочастотной вибрацией. Особенностью инфразвука является то, что он обладает малой длиной волны, что обеспечивает его распространение на значительные расстояния. Основное воздействие инфразвук оказывает на слуховой анализатор (ощутимое движение барабанных перепонок), на вестибулярный аппарат ( потеря равновесия), на центральную нервную систему ( головные боли, головокружения, повышенная утомляемость). Инфразвук может вызывать чувство страха, паники, неуверенности в себе. Часть явлений объясняется резонансными явлениями внутренних органов. Опасные частоты 7Гц для сердца, для других органов от 3 до 5 Гц. Основные характеристики - спектр, частота, логарифмические уровни звукового давления.

Санитарными правилами и нормами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 устанавливается предельно допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами f_сред. 2,4,8,16 Гц.

4.2.3 Ультразвук

Его источники - генераторы, работающие на частоте от 12 до 22кГц, контрольно-измерительные приборы, некоторые виды технологических процессов (химическое травление металлов). Ультразвук может действовать контактно через жидкую и твердую фазы и через воздушную среду. Ультразвук вызывает в организме человека молекулярный нагрев органов и тканей. Кроме того, под воздействием ультразвука возможно образование пузырьков в жидкостях организма (кавитация). Под воздействием ультразвука возникают нервные расстройства, нарушение состава крови, потеря слуха, повышенная утомляемость. При контактном воздействии на руки возможно не только поражение капиллярных сосудов, но и разрушение костной ткани.

Санитарными правилами и нормами СН.2.2.4/2.1.8.562-96 устанавливаются предельно допустимые уровни(ПДУ) логарифмического уровня звукового давления для 1/3 октавных полос, отдельно при контактном воздействии и через воздушную среду.

4.3 Магнитные, электрические и электромагнитные поля и излучения

К ним относиться постоянные магнитные поля (ПМП), постоянные электростатические поля (ПЭСП), электрические поля токов промышленной частоты f=50Гц, электромагнитные поля радиочастот, свет, лазерное, ультрафиолетовое, инфракрасное, ионизирующие электромагнитные излучения.

4.3.1 Постоянные магнитные и электромагнитные поля

Бывают естественного и техногенного происхождения. Источниками постоянных магнитных полей являются литые, металлокерамические магниты, электромагниты, соленоиды, установки полупериодного и конденсаторного типов.

Степень воздействия постоянных магнитных полей зависит от напряженности поля, Н [А/м], режима труда и от расстояния от источника до рабочего места. При воздействии постоянных магнитных полей выше ПДУ развиваются нарушения центральной нервной системы, сердечно-сосудистой, внешнего дыхания, изменяются биохимические показатели крови, возможна потеря работоспособности.

Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 устанавливают предельно допустимый уровень (ПДУ) на рабочих местах меньше 8кА/м:

 (3)

Постоянные электростатические поля или поля неподвижных электрических зарядов, возникающих между ними - возникают при деформации, дроблении, разбрызгивании веществ, относительном перемещении тел, слоев жидких, сыпучих материалов.

Основной характеристикой является напряженность электрического поля Е [В/м]. Под воздействием постоянных электростатических полей выше предельно допустимого уровня ПДУ возникают изменения со стороны центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы с жалобами на головные боли, раздражимость, повышенную эмоциональную возбудимость, нарушение сна, болезнь ожидаемого разряда.

Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 устанавливается ПДУ воздействия в 60кВ/м.

,при

, при (4)

При час.

4.3.2 Электрические поля токов промышленной частоты

Источники тока ведущей части действующих электроустановок, линии электропередач, разделительное устройство. Электрические поля токов промышленной частоты имеют электромагнитную природу происхождения, поэтому при оценке условий труда определяют напряженность электрического и магнитного полей ( Н и Е).

В реальных условиях , поэтому при оценке фактора измеряют только электрическую составляющую поля.

установлен. При больших значениях напряженности электрического поля работа без средств индивидуальной защиты недопустима.

( время пребывания не регламентируется)

При час.

При наличии нескольких источников электрических полей токов промышленной частоты время допустимой работы определяется:

, (5)

где - фактическое время работы на такой установке,

- допустимое время пребывания персонала.

4.3.3 Ультрафиолетовое излучение

Это электромагнитное излучение с длиной волны от 200 до 400 нм, обладающие выраженным биологическим действием. При отсутствии ультрафиолетового излучения наблюдаются нервные расстройства, снижение защитных функций организма. При повышенном воздействии ультрафиолетового излучения наблюдаются местные, общие неблагоприятные реакции. Например, для кожи возможны эритемы - покраснения, дерматиты, ожоги различных степеней. Для органов зрения - электроофтальмии, со светобоязнью, ощущением песка в глазах, конъюнктивиты и т.д. Ультрафиолетовое излучение определяется по эритемной дозе 1 Эр - воздействие источника мощностью 1 Вт на длину волны 297 нм.

4.3.4 Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение оказывает в основном тепловое воздействие, что может привести к биохимическим сдвигам, уменьшению кислородной насыщаемости крови, увеличению венозного давления, уменьшению кровотока, нарушению сердечно-сосудистой, нервной системы.

Инфракрасное излучение делится на коротковолновое с длиной волны 0.76…1.5 мкм и длинноволновое с длиной волны более 1.5 мкм. Коротковолновое излучение глубоко проникает в ткани и разогревает их, вызывая быструю утомляемость. Длинноволновые лучи далеко не проходят и поглощаются в эпидермисе кожи. Они могут вызвать ожог кожи и глаз. Характеристикой инфракрасного излучения является интенсивность теплового излучения - мощность лучистого потока, приходящаяся на единицу облучаемой поверхности. Интенсивность величиной не вызывает ничего; - ожоги. При частота пульса усиливается на 5-7 ударов в минуту.

4.3.5 Электромагнитные поля радиочастот

Электромагнитные поля радиочастот - это электромагнитные колебания с частотой от 30 кГц до 300 ГГц. Различают:

- высокочастотные колебания ВЧ с частотой f от 30кГц до 30МГц;

-ультравысокочастотныеколебания УВЧ с частотой f от 30МГц до 300МГц;

-сверхвысокочастотные колебания СВЧ с частотой f от 300 МГц до 300 ГГц.

Вокруг любого источника электромагнитных полей радиочастот выделяют зону индукции (или ближнюю зону), интерференции и волновую зону. Радиус первой зоны меньше, чем длина волны второй.

(для зоны индукции)

(для волновой зоны).

Как правило, персонал, обслуживающий ВЧ, УВЧ- установки находится в зонах индукции и интерференции. В волновой зоне обслуживают СВЧ установки. В зонах индукции и интерференции электромагнитная волна еще не сформирована, поэтому характеристиками электромагнитных полей и радиочастот являются напряженности электрического и магнитного полей.

В волновой зоне электромагнитная волна уже сформировалась, поэтому напряжения магнитного и электрического полей связаны определенным стабильным соотношением между собой:

, (6)

где - определяет взаимосвязь между напряжениями.

В волновой зоне характеристика-плотность потока энергии, измеряется в . В основе биологического действия электромагнитных полей радиочастот лежит, прежде всего, локальный нагрев тканей и органов с плохой терморегуляцией. Особенно для тканей и органов с плохой терморегуляцией (ППЭ) опасными эффектами могут быть помутнение хрусталика, снижение остроты зрения. В качестве эффектов можно наблюдать головные боли, нарушение сна, повышенную утомляемость.

Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96, а также ГОСТом 12.1.006-84 устанавливают предельно допустимые уровни электромагнитных полей и радиочастот в зависимости от частотного диапазона. Кроме того, устанавливается энергетическая нагрузка электрического и магнитного полей.

; ; , (7)

где и - предельно допустимые фактические значения напряженности магнитного и электрического полей; - либо допустимое, либо фактическое время работы.

4.3.6 Лазерное излучение

Его источники - оптические квантовые генераторы. Лазерное излучение обладает высокой мощностью и направленностью излучения. Различают прямое, рассеянное и отраженное лазерное излучение. При работе лазеров возможно воздействие целого ряда неблагоприятных факторов. При прямом лазерном излучении возможно воздействие импульсных световых вспышек, ультрафиолетового излучения, электромагнитных полей радиочастот, ионизирующих излучений, шума, озона (О₃). При воздействии рассеянного и отраженного излучений возникает рассеянное лазерное излучение, импульсный шум, вредные примеси воздуха и электромагнитные поля радиочастот. Лазерное излучение оказывает тепловое воздействие, вызывая ожоги всех 4 степеней, вплоть до обугливания кожи и ее деструкции. Лазерное излучение оказывает ударное действие, то есть воспринимается как точечный удар, из-за очень краткой длительности импульса ( продолжительность импульса 10^-7-10^-10с) и высокой скорости нагрева тканей, в которых резко повышается давление.

По ГОСТ 12.1.040-83 в зависимости от степени опасности для персонала все лазеры делятся на 4 класса:

- безопасное (выходное излучение не опасно для глаз);

- малоопасное ( опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение);

- среднеопасное (опасны для глаз все виды излучения, на удаление 10 см от источника. Для кожи опасно прямое или зеркально отраженное излучение);

- высокоопасное ( опасно диффузное- отраженное излучение на удалении 10 см).

4.3.7 Ионизирующее излучение

План: 1) источники и виды ионизирующего излучения; 2) характеристики; 3) воздействие на организм человека и заболевания.

Пусковой механизм- процессы ионизации и возбуждения атомов и молекул в тканях, диссоциация сложных молекул в результате разрыва химических связей- прямое действие радиации. Существенную роль играют радиационно-химические изменения, обусловленные продуктами радиолиза воды. Свободные радикалы водорода и гидроксильной группы, обладая высокой активностью, вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов и другими элементами биоткани, что приводит к нарушению биохимических процессов в организме. В результате нарушаются обменные процессы. Индуцированные свободные радикалы - химические реакции развиваются с большим выходом. Это особенность действия ионизирующего излучения на биологические объекты. Ионизирующая радиация вызывает болезни: детерминированные пороговые эффекты ( лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, лучевое бесплодие) и стохастические ( вероятностные) беспороговые эффекты ( злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни). Острое поражение возникает при дозе выше 0,25 Гр. При дозе 0,25..0,5 Гр наблюдается изменение крови. В интервале 0,5..1,5 Гр возникает чувство усталости. При дозе 1,5..2,0 Гр наблюдается легкая форма острой лучевой болезни- лимфония, которая в 30..50 случаях вызывает рвоту в первые сутки после облучения. При дозе 4,0..6,0 Гр имеет место тяжелая форма, которая может закончиться смертью. Наиболее часто возникающие диагнозы- симптомы нервной системы, локальные поражения кожи, поражение хрусталика, пневмосклероз.

Гигиеническая регламентация ионизирующего излучения осуществляется Нормами Радиационной безопасности НРБ-96, Гигиеническими нормативами ГН 2.6.1.054-96, по которым выделяют следующие категории лиц:

- персонал, то есть лица работающие с техногенными источниками;

- все население.

Эквивалентная доза ионизирующего излучения рассчитывается по формуле:

, (8)

где - взвешивающий коэффициент;

- поглощающая доза в органе или ткани.

Эффективная доза ионизирующего излучения измеряется в (Зв - Зиверт).

4.4 Электрический ток

Проходя через тело человека электрический ток оказывает следующее воздействие: биологическое, заключающиеся в раздражении, возбуждении тканей организма, сокращение мышц (сердца и легких), электролитическое (разложение крови и других жидкостей), термическое, нагрев внутренних органов при ожоге кожи и механическое действие (травмирование поверхности кожи). Различают местные и общие электромагнитные травмы. Местные - электроофтальмия, металлизация кожи металлом электрода (алюминий Al), электрические знаки, ожоги и т.д. Общие электротравмы - электроудары, результат биологического действия электрического тока.

Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током:

- Сопротивление тела человека ,

, где

- сопротивление кожи; - сопротивление внутренних органов.

Сопротивление тела человека зависит от параметров окружающей среды (температуры и относительной влажности воздуха), от напряжения, приложенного к телу человека, от индивидуальных свойств.

- Сила тока, проходящая через тело человека:

.

При частоте и силе тока ощущается слабый зуд и легкое покалывание в месте касания с электродом. Такой ток называется ощутимым.

Ток вызывает болезненные сокращения мышц, препятствующие самостоятельному освобождению от электродов.

Ток с силой называется неотпускающим. Он вызывает фибрилляцию - хаотичное сокращение мышц отдельных волокон сердца. Вызывает остановку сердца и дыхания.

Ток с силой вызывает немедленный паралич дыхания, остановку сердца, тяжелые ожоги.

- Время воздействия электрическим током на организм человека.

С течением времени уменьшается сопротивление тела человека. Следовательно, увеличивается сила тока проходящая через него. Кроме того, опасно совпадение времени воздействия электрическим током с фазой Т кардиоцикла, которая соответствует максимальному сокращению желудочков сердца и переходу их в расслабленное состояние.

- Род и частота тока.

При одном и том же значении силы тока переменный ток более опасен, чем постоянный. Например, ток ощутимый переменный составляет . Для постоянного тока - это ток . С увеличением частоты от 0 до 50-60Гц увеличивается вероятность электроудара. С дальнейшим увеличением частоты она уменьшается. При частоте 300-400Гц наиболее вероятными являются элекроожоги.

- Путь прохождения тока по телу человека.

Наиболее опасным считается путь, проходящий через жизненно важные органы: сердце, легкие, головной и спинной мозг. Например, путь голова - руки, голова - ноги. Следующий путь рука-рука, правая рука - ноги, нога-нога, когда человек попадает под напряжение шага.

- Индивидуальные свойства человека.

Наличие заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной, эндокринной систем. Степень готовности человека к работе на электроустановках и другие (утомление на рабочем месте).

4.4.1 Классификация помещений по электроопасности

Поскольку степень опасности поражения людей электрическим током зависит от параметров микроклимата, сопротивления изоляции, фаз и др., все помещения по электроопасности классифицируют на три класса:

1 Помещения без повышенной опасности поражения людей электрическим током. К ним относятся сухие, беспыльные помещения с нормальными параметрами микроклимата (до 35⁰С, относительная влажность ц до 60%) с токоизолирующими полами, незагроможденным оборудованием.