Источники негативных факторов бытовой среды  

В комплексе условий обеспечения безопасности жизнедеятельности человека бытовой среде принад­лежит важная роль.

Сегодня городской человек большую часть жиз­ни находится в искусственной среде. Несоответствие организма человека и жилой среды ощущается как психологический дискомфорт. Отдаление от природ­ной среды усиливает напряжение функций организ­ма, а использование все более разнообразных ис­кусственных материалов, бытовой «химии», быто­вой техники сопровождается увеличением коли­чества источников негативных факторов в бытовой среде и ростом их энергетического уровня.

Бытовой средой называют совокупность факто­ров и элементов, воздействующих на человека в быту. К элементам бытовой.среды относятся все факторы, связанные:

— с устройством жилища: типом жилища, при­меняемыми строительными материалами, конструк­цией частей здания, внутренней планировкой, соста­вом помещений и их размерами; инсоляцией и осве­щением; микроклиматом и отоплением; чистотой воздуха и вентиляцией, санитарным состоянием жи­лища, расположением жилища относительно транс­портных магистралей и промышленной зоны;

— с использованием полимерных строительных материалов, мебели, ковров, покрытий, одежды из синтетических волокон, являющихся источником вредных химических веществ в быту;

— с использованием бытовой техники: телевизо­ров, газовых, электрических и СВЧ-печей, стираль­ных машин, фенов и др.;

— с обучением и воспитанием, с социальным ста­тусом семьи, материальным обеспечением, психо­логической обстановкой в быту.

Экологичным следует называть жилище вместе с прилегающими участками, которое формирует благоприятную среду обитания (микроклимат, защищен­ность от шума и загрязнений, обеспечение социаль­но здоровых материалов в строительстве и т. п.), не оказывает негативных воздействий на городскую и природную среду, экономично использует источни­ки энергии и обеспечивает общение с природой [6].

Современное жилище пока не может быть на­звано экологичным: со строительными и отделоч­ными материалами, с мебелью и оборудованием вносятся вредные для организма физические и хи­мические факторы, системы вентиляции не отвечают требованиям очистки воздуха квартир, нару­шается шумовой режим и микроклимат, очень ве­лики теплопотери зданий. Возле больших зданий формируется неблагоприятный микроклимат и пси­хологическая обстановка, не решены вопросы эффективного удаления мусора.

Все факторы бытовой среды можно разделить на физические, химические, биологические и психофи­зиологические. Идентификация негативных факто­ров в бытовой среде представляет сложность ввиду комплексного их воздействия во всех ее сферах.

Концентрация загрязняющих веществ в воздухе помещений в десятки и сотни раз выше, чем на ули­це. Наиболее существенное загрязнение производит формальдегид. Формальдегид — это бесцветный газ, входящий в состав синтетических материалов и вы­деляемый различными вещами: мебелью, коврами и синтетическими покрытиями, фанерой, пеноплас­том. Мебель изготавливается чаще всего из древес­ностружечных плит, в связующую массу входит фор­мальдегид. Синтетические материалы выделяют так­же винилхлорид, сероводород аммиак, ацетон и многие другие соединения, которые смешиваясь, об­разуют еще более токсичные вещества.

Присутствие формальдегида может вызвать раздра­жение слизистых оболочек глаз, горла, верхних ды­хательных путей, а также головную боль и тошноту. Мебель дает около 70% загрязнения воздуха жилого помещения, опасная концентрация токсических га­зов скапливается в закрытых шкафах и ящиках.

Опасны выделения из синтетических материалов при пожарах. Органическое стекло и поролон, на­пример, при горении интенсивно выделяют синиль­ную кислоту и другие сильные яды. Сжигание син­тетических материалов в быту недопустимо.

В лаках и красках содержатся токсичные веще­ства, которые могут обладать как общетоксическими, так и специфическими видами действия — аллергенным, канцерогенным, мутагенным и други­ми, особый контроль устанавливается за исполь­зованием новых полимерных материалов, допущен­ных к применению санитарной службой.

Факторы, представляющие опасность в производ­ственной среде, опасны и в бытовой среде. Требуют осторожного обращения пожароопасные и взрывоопасные вещества: растворители, ацетон, бен­зин, а также ядохимикаты для борьбы с насекомы­ми (инсектициды), с сорняками (гербициды), с бо­лезнями растений (фунгициды).

Применять их нужно при строгом соблюдении рег­ламентов и мер безопасности (маски, защитная одеж­да), руководствуясь действующими инструкциями, изложенными на упаковках, этикетках и в листов­ках. Так, попадание хлорофоса, карбофоса и других аналогичных веществ в организм ведет к угнетению холинэстеразы, важного компонента в работе нервной системы, появляется тошнота, перевозбуждение. Применение бытовых ядохимикатов в закрытых помещениях без средств защиты опасно для жизни.

Различные моющие и чистящие синтетические вещества оказывают раздражающее действие, мо­гут вызвать аллергические реакции при вдыхании паров и порошков. Кислотные и щелочные быто­вые чистящие препараты оказывают выраженное местное действие на кожу и слизистые.

Опасность представляет газовое оборудование из-за возможной утечки газа, имеющего взрывоопасные и токсичные свойства. Присутствие окисей углерода и азота, образующихся при сгорании газа ведут к со­кращению объема легких (особенно у детей) и повы­шению восприимчивости к острым респираторным инфекциям. Пользоваться газовым оборудованием можно только с хорошей вентиляцией помещения.

Восприимчивость к инфекциям повышается в связи с вдыханием паров лаков, красок, химичес­ких растворителей, аэрозолей. Вредно вдыхание табачного дыма. В США подсчитали, что от 500 до 5 тысяч смертей ежегодно непосредственно связа­ны с пассивным курением, то есть поглощением та­бачного дыма некурящими. Особенно вредно куре­ние натощак.

На человека в бытовой среде воздействуют электрические поля от электропроводки, электрических приборов, осветительных устройств, СВЧ-печей, телевизоров. В цветном телевизоре электроны ускоряются напряжением в 25 кВ, при их тормо­жении на экране кинескопа возбуждается рентгено­вское излучение. Конструкция телевизора обеспе­чивает поглощение основной части излучения, но при длительном пребывании вблизи телевизора мож­но получить дозу облучения, сравнимую с естествен­ной фоновой. Поэтому телевизор нельзя использо­вать в качестве дисплея компьютера и нельзя располагаться вблизи экрана.

Нередки случаи поражения в быту электричес­ким током. Электрические приборы экологически чистые, существенно облегчают домашний труд, труд в хозяйстве и на садовом участке, повышают комфортность жизни (вентиляторы, кондиционеры, электрокамины, светильники и т. п.) при условии соблюдения правил электробезопасности. В противном случае бытовая электрическая техника стано­вится источником серьезной опасности.

Материалы с повышенной радиоактивностью могут вместе со строительными материалами (гра­нитом, шлаком, глиной и др.) попасть в строитель­ные конструкции жилых домов и создавать опас­ность радиоактивного облучения живущих в них людей. При распаде природного урана в качестве промежуточного продукта образуются изотопы ра­диоактивного газа радона. Выделяющийся из стро­ительных материалов и из грунта радон может на­капливаться в непроветриваемом помещении, при этом продукты распада радона вдыхаются с пылью. Проветривание снижает концентрацию радона и ядовитых испарений синтетических материалов.

По данным Всемирной организации здравоохра­нения 70% вредных компонентов попадает в орга­низм человека с продуктами питания. Это и раз­личные пищевые суррогаты, напитки, а также сель­скохозяйственные продукты, при выращивании которых интенсивно применялись пестициды, при­чиной пищевых отравлений часто бывает микроб «кишечная палочка». Ею заражаются, употребляя готовые мясные, рыбные, овощные изделия, исполь­зуемые в пищу без термической обработки. Особен­но опасен для человека токсин, вырабатываемый возбудителями ботулизма, для размножения кото­рого требуется низкая кислотность и отсутствие кис­лорода, такие условия создаются чаще всего при до­машнем консервировании, когда полная стерилиза­ция не достигается. При употреблении таких кон­сервов токсин всасывается в кишечнике, попадает в кровь и поражает клетки центральной нервной сис­темы. Вначале — общее недомогание, слабость, го­ловокружение, головная боль, сухость во рту. Самым характерным признаком являются расстройства со стороны зрения (появляются сетка перед глазами, двоение предметов — они как бы плавают в тумане). Затем — затруднение глотания и дыхания.

Единственное спасение в этих случаях — немед­ленное введение специфической сыворотки, связы­вающей токсин. Нельзя употреблять консервы с при­знаками порчи или вздувшимися крышками.

Алкоголь, который содержится во многих напит­ках, по мнению многих, при употреблении в умерен­ном количестве способен улучшать настроение и са­мочувствие. Поэтому в бытовых традициях обыч­ным является употребление таких напитков. Однако нередкими являются токсические явления, изменя­ющие состояние человека, вызывающие утрату са­моконтроля. Одно и то же количество алкоголя мо­жет оказывать неодинаковое воздействие на разных людей или на одного человека в разное время. Так, при приеме алкоголя натощак концентрация его в крови выше и последствия тяжелее, чем при приеме после еды; женский организм более чувствителен к алкоголю, чем мужской. При постоянном или не­умеренном употреблении появляется зависимость от алкоголя наркотического характера, которая в конечном счете ведет к развитию симптомокомплекса, именуемого алкоголизмом. В процессе усвоения алкоголя образуются продукты, блокирующие усвое­ние организмом сахара и жиров, снижающие усвое­ние витаминов, необходимых для полноценного пи­тания, на его окисление расходуется большое коли­чество кислорода. Всего 5—15% алкоголя выводит­ся из организма. Предел безопасности по данным [4] достигается при потреблении 0,5—0,75 л вина с 10% содержанием алкоголя в течение двадцати четырех часов.

Зеленые насаждения в жилой зоне обогащают воз­дух кислородом, способствуют рассеиванию вредных веществ и поглощают их, снижают в летнее время на 8—10 дБ уровень уличного шума.

Согласно рекомендациям экологов и медиков в идеальной для жизнедеятельности зоне строения не должны занимать более 50%, а асфальтированные и покрытые камнем пространства — более 30% бла­гоустроенных площадей. Зеленые насаждения и га­зоны не только улучшают микроклимат, тепловой режим, увлажняют и очищают воздух, но и оказы­вают благотворное психофизическое воздействие на людей. В городах должны вестись работы по сокра­щению пространств, покрытых камнем, асфальтом, бетоном, уменьшению интенсивности движения ав­тотранспорта, организации небольших парковых ансамблей и садов, озеленению фасадов зданий.

Раздел 2

ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА ЧЕЛОВЕКА И СРЕЛУ ОБИТАНИЯ

2.1. Классификация негативных факторов в системе «человек - среда обитания»

Человек живет, непрерывно обмениваясь энерги­ей с окружающей средой, участвуя в круговороте ве­щества в биосфере. В процессе эволюции человечес­кий организм приспособился к экстремальным кли­матическим условиям — низким температурам Севера, высоким температурам экваториальной зоны, к жизни в сухой пустыне и в сырых болотах. В есте­ственных условиях человек имеет дело с энергией солнечной радиации, движения ветра, волн, земной коры. Энергетическое воздействие на незащищенно­го человека, попавшего в шторм или смерч, оказав­шегося в зоне землетрясения, вблизи кратера дей­ствующего вулкана или грозовом районе, может пре­высить допустимый для человеческого организма уровень и нести опасность его травмирования или гибели. Уровни энергии естественного происхожде­ния остаются практически неизменными. Современ­ные технологии и технические средства позволяют в какой-то мере снизить их опасность, однако слож­ность прогнозирования природных процессов и из­менений в биосфере, недостаточность знаний о них, создают трудности в обеспечении безопасности чело­века в системе «человек—природная среда».

Появление техногенных источников тепловой и электрической энергии, высвобождение ядерной энергии, освоение месторождений нефти и газа с со­оружением протяженных коммуникаций породили опасность разнообразных негативных воздействий на человека и среду обитания. Энергетический уро­вень техногенных негативных воздействий растет и неконтролируемый выход энергии в техногенной среде является причиной роста числа увечий, про­фессиональных заболеваний и гибели людей.

Негативные факторы, воздействующие на людей подразделяются, таким образом, на естественные, то есть природные, и антропогенные — вызванные деятельностью человека. Например, пыль в воздухе появляется в результате извержений вулканов, вет­ровой эрозии почвы, громадное количество частиц выбрасывается промышленными предприятиями.

Опасные и вредные факторы по природе действия подразделяются на физические, химические, био­логические и психофизические.

К физическим опасным и вредным факторам от­носятся:

— движущиеся машины и механизмы, подвиж­ные части оборудования, неустойчивые конструк­ции и природные образования;

— острые и падающие предметы;

— повышение и понижение температуры возду­ха и окружающих поверхностей;

— повышенная запыленность и загазованность;

— повышенный уровень шума, инфразвука, уль­тразвука, вибрации;

— повышенное или пониженное барометричес­кое давление;

— повышенный уровень ионизирующих излу­чений;

— повышенное напряжение в цепи, которая мо­жет замкнуться на тело человека;

— повышенный уровень электромагнитного из­лучения, ультрафиолетовой и инфракрасной ради­ации;

— недостаточное освещение, пониженная контра­стность освещения;

— повышенная яркость, блесткость, пульсация светового потока.

К химически опасным и вредным факторам от­носятся: вредные вещества используемые в техно­логических процессах; промышленные яды, исполь­зуемые в сельском хозяйстве и в быту; ядохимика­ты; лекарственные средства, применяемые не по назначению; боевые отравляющие вещества.

Химически опасные и вредные факторы подраз­деляются по характеру воздействия на организм че­ловека и по пути проникновения в организм.

Биологически опасными и вредными фактора­ми являются:

— патогенные микроорганизмы (бактерии, ви­русы, особые виды микроорганизмов — спирохе­ты и реккетсии, грибы) и продукты их жизнедея­тельности;

— растения и животные.

Биологическое загрязнение окружающей среды возникает в результате аварий на биотехнологичес­ких предприятиях, очистных сооружениях, недо­статочной очистке стоков.

Психофизиологические производственные фак­торы — это факторы, обусловленные особенностями характера и организации труда, параметров ра­бочего места и оборудования. Они могут оказывать неблагоприятное воздействие на функциональное со­стояние организма человека, его самочувствие, эмо­циональную и интеллектуальную сферы и приво­дить к стойкому снижению работоспособности и на­рушению состояния здоровья.

По характеру действия психофизиологические опасные и вредные производственные факторы де­лятся на физические (статические и динамические) и нервно-психические перегрузки: умственное пе­ренапряжение, перенапряжение анализаторов, мо­нотонность труда, эмоциональные перегрузки.

Опасные и вредные факторы по природе своего действия могут относится одновременно к различ­ным группам.

2.2. Принципы нормирования опасных и вредных факторов

Нормирование — это определение количествен­ных показателей факторов окружающей среды, ха­рактеризующих безопасные уровни их влияния на состояние здоровья и условия жизни населения. Нормативы не могут быть установлены произволь­но, они разрабатываются на основе всестороннего изучения взаимоотношений организма с соответству­ющими факторами окружающей среды. Соблюде­ние нормативов на практике способствует созданию благоприятных условий труда, быта и отдыха, сни­жению заболеваемости, увеличению долголетия и работоспособности всех членов общества.

В основу нормирования положены принципы со­хранения постоянства внутренней среды организма (гомеостаза) и обеспечения его единства с окружаю­щей средой, зависимости реакций организма от ин­тенсивности и длительности воздействия факторов окружающей среды, пороговости в проявлении не­благоприятных эффектов.

При обосновании нормативов используется комп­лекс физиологических, биохимических, физико-ма­тематических и других методов исследования для выявления начальных признаков вредного влияния факторов на организм. Особое внимание уделяется изучению отдаленных эффектов: онкогенного, мута­генного, аллергенного влияния на половые железы, эмбрионы и развивающееся потомство. Окончатель­ная апробация нормативов осуществляется при их использовании на практике путем изучения состоя­ния здоровья людей, контактирующих с нормируе­мым фактором. Существуют методы учета комбини­рованного действия комплекса вредных факторов.

В зависимости от нормируемого фактора окружа­ющей среды различают: предельно допустимые кон­центрации (ПДК), допустимые остаточные количе­ства (ДОК), предельно допустимые уровни (ПДУ), ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ), предельно допустимые выбросы (ПДВ), пре­дельно допустимые сбросы (ПДС) и др.

Предельно допустимый уровень фактора (ПДУ) — это тот максимальный уровень воздействия, кото­рый при постоянном действии в течение всего рабо­чего времени и трудового стажа не вызывает био­логических изменений адаптационно-компенсаторных возможностей, психологических нарушений у человека и его потомства.

Нормативы являются составной частью санитар­ного законодательства и основой предупредитель­ного и текущего санитарного надзора, а также слу­жат критерием эффективности разрабатываемых и проводимых оздоровительных мероприятий по со­зданию безопасных условий среды обитания.

2.3. Вредные химические вещества

Вредные химические вещества окружающей сре­ды, как и любые другие, можно разделить на две группы: естественные (природные) и антропоген­ные (попадающие в окружающую среду в связи с деятельностью человека).

Для организма человека разнообразие химичес­ких веществ имеет неравноценное значение. Одни из них индифферентны, то есть безразличны для организма, другие оказывают на организм вредное действие, третьи обладают выраженной биологичес­кой активностью, являясь либо строительным ма­териалом живого вещества, либо обязательной со­ставной частью химических регуляторов физиоло­гических функций: ферментов, пигментов, витами­нов. Последние получили название биологически активных элементов (или биогенных элементов). Все биогенные элементы в зависимости от их про­центного содержания в организме человека разде­лены на две группы:

— макроэлементы — О, С, Н, N, CI, S, P, Ca, Na, Mg, содержание которых в организме человека со­ставляет 10^-3% и более;

— микроэлементы — I, Си, Со, Zn, Pt, Mo, Mn и др., содержание которых в организме достигает 10^-3— 10^-12%;

— следовые элементы, обнаруживаемые в орга­низме человека в количествах, не превышающих 10^-12%.

Качественное и количественное содержание хи­мических элементов определяется природой орга­низма, при этом внутренняя и внешняя среда представляет собой единую, целостную систему, находящуюся в динамическом равновесии с окружа­ющей средой.

Необходимо отметить однако, что физиологичес­кие возможности процессов уравновешивания внут­ренней среды организма с постоянно меняющейся внешней средой ограничены. Расстройство равно­весия, выражающееся в нарушении процессов жиз­недеятельности или в развитии болезни, может на­ступать при воздействии чрезвычайного по величи­не или необычного по характеру фактора внешней среды. Такого рода ситуации могут иметь место на определенных территориях вследствие естественного неравномерного распределения химических элемен­тов в биосфере: атмосфере, гидросфере, литосфере.

На этих территориях избыток или недостаток оп­ределенных химических элементов наблюдается в местной фауне и флоре. Такие территории были на­званы биогеохимическими провинциями, а наблю­даемые специфические заболевания населения по­лучили название геохимических заболеваний. Так например, если того или иного химического элемен­та, скажем йода, оказывается недостаточно в почве, то понижение его содержания обнаруживается в растениях, произрастающих на этих почвах, а также в организмах животных, питающихся эти­ми растениями. В результате пищевые продукты как растительного, так и животного происхожде­ния оказываются обедненными йодом. Химический состав грунтовых и подземных вод отражает хими­ческий состав почвы. При недостатке йода в почве его недостаточно оказывается и в питьевой воде. Йод отличается высокой летучестью. В случае по­ниженного содержания в почве, в атмосферном воз­духе его концентрация также понижена. Таким об­разом, в биогеохимической провинции, обедненной йодом, организм человека постоянно недополучает йод с пищей, водой и воздухом. Следствием являет­ся распространение среди населения геохимическо­го заболевания — эндемического зоба.

В биогеохимической провинции, обедненной фто­ром, при содержании фтора в воде источников во­доснабжения 0,4 мг/л и менее, имеет место повы­шенная заболеваемость кариесом зубов.

Существуют и другие биогеохимические провин­ции, обедненные медью, кальцием, марганцем, ко­бальтом; обогащенные свинцом, ураном, молибде­ном, марганцем, медью и другими элементами.

Неоднородная на различных территориях при­родная геохимическая обстановка, определяющая поступление в организм человека химических ве­ществ с пищей, вдыхаемым воздухом, водой и через кожу, может изменяться также в значительной сте­пени в результате деятельности человека. Появля­ется такое понятие, как антропогенные химичес­кие факторы среды обитания. Они могут появляться как в результате целенаправленной деятельнос­ти человека, так и в результате роста народонасе­ления, концентрации его в крупных городах, хи­мизации всех отраслей промышленности, сельско­го хозяйства, транспорта и быта.

Безграничные возможности химии обусловили получение взамен естественных, синтетических и искусственных материалов, продуктов и изделий. В связи с этим постоянно возрастает уровень заг­рязнения внешней среды:

— атмосферы — вследствие поступления промышленных выбросов, выхлопных газов, продук­тов сжигания топлива;

— воздуха рабочей зоны — при недостаточной герметизации, механизации и автоматизации про­изводственных процессов;

— воздуха жилых помещений — вследствие дес­трукции полимеров, лаков, красок, мастик и др.;

— питьевой воды — в результате сброса сточных вод;

— продуктов питания — при нерациональном ис­пользовании пестицидов, в результате использова­ния новых видов упаковок и тары, при неправиль­ном применении новых видов синтетических кормов;

— одежды — при изготовлении ее из синтетичес­ких волокон;

— игрушек, бытовых принадлежностей — при изготовлении с использованием синтетических материалов и красок.

Все это предопределяет возникновение неадекватной процессам жизнедеятельности химической обстанов­ки, опасной для здоровья, а иногда и для жизни человека. В этих условиях проблема охраны природы и защита населения от опасного воздействия вредных химических факторов становится все актуальней.

Невозможно не допустить поступления разнооб­разных химических веществ в окружающую среду и организм человека. Но количественно это поступ­ление должно быть ограничено пределом, при ко­тором вредные вещества становятся индифферент­ными как для организма человека, так и для био­сферы в целом.

Широкое развитие химизации обусловило приме­нение в промышленности и сельском хозяйстве ог­ромного количества химических веществ — в виде сырья, вспомогательных, промежуточных, побочных продуктов и отходов производства. Те химические вещества, которые, проникая в организм даже в не­больших количествах, вызывают в нем нарушения нормальной жизнедеятельности, называются вред­ными веществами. Вредные вещества или промыш­ленные яды в виде паров, газов, пыли встречаются во многих отраслях промышленности. Например, в шахтах присутствуют вредные газы (окислы азота, окись углерода), источником которых являются взрывные работы. В металлургической промышлен­ности, кроме издавна известных газов (окиси угле­рода и сернистого газа) появляются новые токсичес­кие вещества (редкие металлы), применяемые для получения различных сплавов (вольфрам, молибден, хром, беррилий, литий и др.). В металлообрабаты­вающей промышленности широко распространены процессы травления металлов кислотами, гальвани­ческое покрытие, цианирование, кадмирование, азотирование, покрытие красками и др., при которых возможно выделение в воздух вредных газов и паров органических растворителей. Значительным источником вредных веществ в окружающей среде является химическая промышленность — основная химия, коксохимия, анилино-красочная промышлен­ность, производство синтетических смол, пластмасс, каучука, синтетических волокон. В сельском хозяй­стве основным источником вредных веществ явля­ется применение ядохимикатов.

По степени потенциальной опасности воздей­ствия на организм человека вредные вещества под­разделяются на 4 класса в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 с изменением №1 от 01.01.82 г.: 1 — чрезвычайно опасные, 2 — высокоопасные, 3 - умеренноопасные, 4 — малоопасные. Критериями при определении класса опасности служат ПДК, сред­няя смертельная доза, средняя смертельная концен­трация и др. Определение проводится по показате­лю, значение которого соответствует наиболее вы­сокому классу опасности.

Токсическое действие ядовитых веществ много­образно, однако установлен ряд общих закономер­ностей в отношении путей поступления их в орга­низм, сорбции, распределения и превращения в орга­низме, выделения из организма, характера действия на организм в связи с их химической структурой и физическими свойствами.

Пути поступления вредных веществ в организм

Вредные вещества могут поступать в организм тремя путями: через легкие при вдыхании, через желудочно-кишечный тракт с пищей и водой, че­рез неповрежденную кожу путем резорбции.

Поступление вредных веществ через органы ды­хания является основным и наиболее опасным пу­тем. Поверхность легочных альвеол при среднем их растяжении (то есть при спокойном, ровном ды­хании) составляет 90—100 м², толщина же альвео­лярной стенки колеблется от 0,001—0,004 мм, в связи с чем в легких создаются наиболее благопри­ятные условия для проникновения газов, паров, пыли непосредственно в кровь. Поступают хими­ческие вещества в кровь путем диффузии, вслед­ствие разницы парциального давления газов или паров в воздухе и крови.

Распределение и превращение вредного вещества в организме зависит от его химической активности. Различают группу так называемых нереагирующих газов и паров, которые в силу своей низкой химической активности в организме или не изменяются или изменяются очень медленно, потому они достаточно быстро накапливаются в крови. К ним относятся пары всех углеводородов ароматическо­го и жирного ряда и их производные.

Другую группу составляют реагирующие веще­ства, которые легко растворяются в жидкостях организма и претерпевают различные изменения. К ним относятся аммиак, сернистый газ, окислы азота и другие.

Вначале насыщение крови вредными вещества­ми происходит быстро вследствие большой раз­ницы парциального давления, затем замедляется и при уравнивании парциального давления газов или паров в альвеолярном воздухе и крови насыщение прекращается. После удаления пострадав­шего из загрязненной атмосферы начинается де­сорбция газов и паров и удаление их через лег­кие. Десорбция также происходит на основе зако­нов диффузии.

Опасность отравления пылевидными веществами не меньше, чем парогазообразными. Степень от­равления при этом зависит от растворимости хи­мического вещества. Вещества, хорошо раствори­мые в воде или в жирах, всасываются уже в верх­них дыхательных путях или в полости носа, напри­мер, вещества наркотического действия. С увеличе­нием объема легочного дыхания и скорости крово­обращения сорбция химических веществ происхо­дит быстрее. Таким образом, при выполнении фи­зической работы или пребывании в условиях повышенной температуры воздуха, когда объем ды­хания и скорость кровотока резко увеличиваются, отравление наступает значительно быстрее.

Поступление вредных веществ через желудочно-кишечный тракт возможно с загрязненных рук, с пищей и водой. Классическим примером такого по­ступления в организм может служить свинец: это мягкий металл, он легко стирается, загрязняет руки, плохо смывается водой и при еде или курении легко проникает в организм. В желудочно-кишечном трак­те химические вещества всасываются труднее по срав­нению с легкими, так как желудочно-кишечный тракт имеет меньшую поверхность и здесь проявля­ется избирательный характер всасывания: лучше всего всасываются вещества, хорошо растворимые в жирах. Однако, в желудочно-кишечном тракте ве­щества могут под действием его содержимого измениться в неблагоприятную для организма сторону. Например, те же соединения свинца, плохо раство­римые в воде, хорошо растворяются в желудочном соке и поэтому легко всасываются. Всасывание вред­ных веществ происходит в желудке и в наибольшей степени в тонком кишечнике. Большая часть хими­ческих веществ, поступивших в организм через же­лудочно-кишечный тракт, попадает через систему воротной вены в печень, где они задерживаются и в определенной степени обезвреживаются.

Через неповрежденную кожу (эпидермис, по­товые и сальные железы, волосяные мешочки) мо­гут проникать вредные вещества, хорошо раство­римые в жирах и липоидах, например, многие ле­карственные вещества, вещества нафталинового ряда и др. Степень проникновения химических ве­ществ через кожу зависит от их растворимости, величины поверхности соприкосновения с кожей, объема и скорости кровотока в ней. Например, при работе в условиях повышенной температуры возду­ха, когда кровообращение в коже усиливается, ко­личество отравлений через кожу увеличивается. Большое значение при этом имеют консистенция и летучесть вещества: жидкие летучие вещества быстро испаряются с поверхности кожи и не успе­вают всасываться; наибольшую опасность представ­ляют маслянистые малолетучие вещества, они дли­тельно задерживаются на коже, что способствует их всасыванию.

Знание путей проникновения вредных веществ в организм определяет меры профилактики отравлений.

Распределение, превращение и выделение ядов из организма

Поступившие в организм вредные химические вещества подвергаются разнообразным превраще­ниям, почти все органические вещества вступают в различные химические реакции: окисления, восста­новления, гидролиза, дезаминирования, метилирования, ацетилирования, образования парных соеди­нений с некоторыми кислотами. Не подвергаются превращениям только химически инертные веще­ства, например, бензин, который выделяется из организма в неизменном виде.

Неорганические химические вещества также под­вергаются в организме разнообразным изменениям. Характерной особенностью этих веществ является способность откладываться в каком-либо органе, чаще всего в костях, образуя депо. Например, в ко­стях откладываются свинец и фтор. Некоторые не­органические вещества окисляются: нитриты — в нитраты, сульфиды — в сульфаты.

Результатом превращения ядов в организме боль­шей частью является их обезвреживание. Однако имеется исключение из этого правила, когда в ре­зультате превращения образуются более токсичные вещества. Например, метиловый спирт окисляется до формальдегида и муравьиной кислоты, которые очень токсичны.

Знание процессов превращения химических ве­ществ в организме дает возможность вмешатель­ства в эти процессы с целью предупреждения нару­шения процессов жизнедеятельности.

Важное значение имеет соотношение между по­ступлением вредного вещества в организм и его вы­делением. Если выделение вещества и его превра­щение в организме происходит медленнее, чем по­ступление, то вещество накапливается в организме или кумулирует и может длительно действовать на органы и ткани. Такими типичными веществами являются свинец, ртуть, фтор и др. Вещества, хо­рошо растворимые в воде и крови, медленно накап­ливаются и также медленно выделяются из орга­низма. Летучие органические вещества (бензин, бен­зол) быстро сорбируются и также быстро выде­ляются не накапливаясь.

Комбинированное действие вредных веществ

В настоящее время, в связи с развитием промышленности и нарастанием процессов урбанизации, создаются условия поступления в организм человека одновременно нескольких или многих вредных химических веществ. В связи с этим появилось та­кое понятие, как комбинированное действие хими­ческих веществ на организм.

Возможны три основных типа комбинированною действия химических веществ: синнергизм, когда одно вещество усиливает действие другого; антаго­низм, когда одно вещество ослабляет действие дру­гого; суммация или аддитивное действие, когда дей­ствие веществ в комбинации суммируется. Накоп­ленные токсикологическими исследованиями данные свидетельствуют о том, что в большинстве случаев промышленные яды в комбинации действуют по типу суммации, то есть действие их складывается. Это важно учитывать при оценке качества воздушной среды. Например, если в воздухе присутствуют пары двух веществ, для которых установлена ПДК 0,1 мг/л для каждого, то в комбинации они окажут такое же воздействие на организм, как 0,2 мг/л вещества.

Для оценки воздушной среды при условии ком­бинированного действия химических веществ, А.В.­Аверьяновым предложена формула:

,

где  а₁, а₂, а₃ — обнаруженные в воздухе концентрации вредных веществ;

х₁, х₂, х₃ — предельно допустимые концентрации этих веществ.

Если сумма в левой части больше 1, состояние воздушной среды оценивается как неудовлетвори­тельное.

Возможность аддитивного действия химических веществ в комбинации учитывается при оценке воз­душной среды и при проектировании промышлен­ных предприятий.

Принципы нормирования химических веществ в окружающей среде

Каков же предел содержания химических веществ в окружающей среде, где количественные границы этого предела для безопасности жизнедеятельнос­ти? В связи с этой проблемой и возникло понятие предельно допустимых концентраций (ПДК).

Один из ведущих токсикологов И.В. Саноцкий в 1971 году предложил наиболее точную формули­ровку ПДК применительно к любым участкам био­сферы (для атмосферного воздуха, воздуха рабочей зоны, воды, почвы и т. д.):

«Предельно допустимой концентрацией химичес­кого соединения во внешней среде называют такую концентрацию, при воздействии которой на организм периодически или в течение всей жизни, прямо или опосредованно через экологические системы, а так­же через возможный экономический ущерб, не воз­никает соматических или психических заболеваний (скрытых или временно компенсированных) или из­менений в состоянии здоровья, выходящих за преде­лы приспособительных физиологических колебаний, обнаруживаемых современными методами исследо­вания сразу или в отдаленные сроки жизни настоя­щего и последующих поколений ».

Предельно допустимые концентрации в виде са­нитарных нормативов являются юридической основой для проектирования, строительства и эксп­луатации промышленных предприятий, планиров­ки и застройки жилья, создания и применения ин­дивидуальных средств защиты.

Обоснованию предельно допустимых концентраций должно уделяться большое внимание, исследования должны быть выполнены тщательно, так как малейшие ошибки могут привести либо к ущербу для здо­ровья, либо к значительным экономическим потерям.

Известный парадокс Гадамера гласит: «Ядов как таковых не существует». Как правило, причиной ядо­витости является количество, сообщающее веществу в определенных условиях качественно новые свойства. Здесь уместно напомнить знаменитую формулировку Парацельса: «Все есть яд, ничто не лишено ядовитос­ти, одна лишь доза делает яд незаметным».

По мнению токсикологов, ядом называется хи­мический компонент среды обитания, поступающий в организм в количестве (реже в качестве), не соот­ветствующем врожденным или приобретенным свойствам организма, и поэтому несовместимый с жиз­нью. Яды могут оказывать на организм как общетоксическое так и специфическое действие: сенсибилизирующее (вызывающее повышенную чувствительность), бластомогенное (образование опухолей), гонадотропное (действие на половые железы), эмбриотропное (действие на зародыш и плод), тератогенное (вызывает уродства), мутагенное (действие на генетический аппарат). Яды могут вызывать как острые, так и хронические отравления.

Острые отравления носят преимущественно бы­товой, а хронические — профессиональный харак­тер. Острое отравление — это такое, симптомокомплекс которого развивается при однократном по­ступлении большого количества вредного вещества в организм. Хроническим называют отравление, возникающее постепенно при повторном или многократном поступлении вредного вещества в орга­низм в относительно небольших количествах.

При установлении предельно допустимых концентраций химических веществ в окружающей среде решаются следующие задачи:

1. Разработка методики обнаружения и количественного определения вредного химического компонента и установление его физико-химических свойств.

2. Предварительная оценка токсичности и уста­новление ориентировочного безопасного уровня воз­действия (ОБУВ).

3. Моделирование взаимодействия организма с исследуемым химическим веществом и изучение реакции организма на его воздействие; качественная и количественная оценка реакции организма; обоснование рекомендуемой ПДК, а также других мероприятий, направленных на предупреждение заболеваний и поддержание оптимального самочув­ствия человека.

4. Внедрение ПДК в практику и проверка ее эффективности на основании изучения состояния здо­ровья и самочувствия лиц, контактирующих с ис­следуемым химическим веществом.

Исходя из поставленных задач становится оче­видным, что организация столь разностороннего ис­следования требует больших материальных затрат и привлечения большого круга специалистов раз­личного профиля: химиков, токсикологов, биохи­миков, гистологов, врачей, экономистов.

Важное значение при изучении токсичности лю­бого компонента окружающей Среды имеет изуче­ние его физико-химических свойств, которые по­зволяют по имеющимся в распоряжении химиков и токсикологов формулам рассчитать ОБУВ, даю­щий первоначальные представления о токсичнос­ти вещества и который может быть использован на стадии разработки технологического процесса или опытной установки. Имеется около 20 формул для расчета ОБУВ, чем больше формул использо­вано для расчета, тем точнее полученная величина ОБУВ. В качестве примера может служить следую­щая формула:

lgOBУB(мг/л)=0,921gS + lgM - 1g  - 3,15,

где S — растворимость химического вещества

М — молекулярный вес вещества

— коэффициент распределения вещества между водой и воздухом.

Рекомендуется производить расчет по всем име­ющимся константам (физико-химическим свой­ствам), довести до логарифма ОБУВ и взять число по среднему логарифму из всех логарифмов ОБУВ, рассчитанных по разным константам.

Следующим этапом исследования является опре­деление токсичности вещества путем воздействия на лабораторных животных в однократных опытах для изучения острого действия вещества и при повтор­ном введении вещества различными путями для изу­чения возможности хронического отравления.

В токсикологических экспериментах обычно ис­пользуются лабораторные животные, реакция которых на воздействие химических веществ наибо­лее близка к реакции организма человека. Необ­ходимо использовать не менее двух видов лабора­торных животных. Чаще всего используются бе­лые мыши, белые крысы, кошки, кролики, морс­кие свинки и другие животные. Немаловажное зна­чение имеет фактор стоимости — более крупные животные стоят дороже. Если учесть, что для пол­ного обоснования ПДК хотя бы в одной среде (на­пример, в воздухе рабочей зоны) требуется около 4-х тысяч животных, становится понятным значение их стоимости.

При моделировании на лабораторных животных взаимодействия химического вещества с организ­мом преследуются следующие цели:

1) выявление возможности острого отравления;

2) если отравление возникло — выявление его сим­птомов и клинической картины гибели животных;

3) путем исследования трупов погибших живот­ных выясняют точки приложения токсического воз­действия вещества макро- и микроскопическими ис­следованиями;

4) установление параметров острого токсическо­го действия вещества при различных путях поступ­ления в организм: средне-смертельной дозы (ДL₅₀), средне-смертельной концентрации (CL₅₀), порога ос­трого действия (Lim_ac). При этом исследуются все возможные пути поступления вещества в организм. Полученные среднесмертельные дозы и концентра­ции необходимы для уточнения ориентировочного уровня воздействия, рассчитанного ранее по формулам. На вооружении токсикологов имеются формулы для уточнения ОБУВ, например:

IgOБУB = 0,01 ДL₅₀

lgOБУB = 0,521gC + 0,71 + lgCZ₅₀ + 0,25 + lgM.

Одним из важнейших этапов является определе­ние порога острого действия вещества на организм. По величине порога острого действия можно судить о возможности острого отравления веществом, степени его опасности в условиях производства. Порог остро­го действия необходимо знать для выбора концентра­ций при моделировании хронического отравления.

Порог острого действия — эта та наименьшая концентрация химического вещества, которая вы­зывает статистически достоверные изменения в орга­низме при однократном воздействии. Зная порог ос­трого действия, мы можем определить зону острого действия и КВИО (коэффициент возможности ин­галяционного отравления).

Важным этапом является установление способ­ности вещества кумулировать в организме при по­вторном воздействии. Кумуляция изучается при та­ком пути введения вещества в организм животных, который наиболее характерен в условиях контакта человека с данным веществом.

Изучается также способность вещества проникать через неповрежденную кожу или наличие резорбтивного действия.

Наиболее важным и ответственным моментом яв­ляется определение порога хронического действия вещества (Lim_ch) и характера его воздействия при повторном поступлении в организм.

Порог хронического действия — это та минимальная концентрация, которая при хроническом воздействии вызывает существенные (достоверные) изменения в организме лабораторных животных. Порог хронического действия является основным показателем при установлении рекомендуемой ПДК химического вещества.

где        Lim_ch — порог хронического действия,

K_s — коэффициент запаса.

Коэффициент запаса — это величина, на которую нужно разделить порог хронического действия, чтобы обеспечить полную безопасность вещества. Величина коэффициента запаса зависит от степени токсичности вещества, способности к кумуляции, наличия специфических видов действия и может быть равной от 2 до 20 в зависимости от вышепере­численных факторов.

Рекомендованная ПДК, обоснованная эксперимен­тальным путем, корректируется при изучении со­стояния здоровья работающих или населения в целом и только после этого становится государственным стандартом.

Таким образом, предельно допустимая концент­рация - это максимальная концентрация вредных веществ, не оказывающая воздействия на здоровье человека. Определяют ее врачи-гигиенисты на ос­новании данных экспериментальных исследований над подопытными животными и наблюдений за со­стоянием здоровья людей, находящихся под воздей­ствием вредных веществ.

ПДК вредных веществ, загрязняющих воздушную среду, регламентирует ГОСТ 12.1.005 для более чем 1300 различных вредных веществ.

Для атмосферного воздуха введена предельно допустимая максимально разовая концентрация вред­ных веществ ПДРмр. Разовая концентрация опреде­ляется по пробам, отобранным в течение 20 минут.

Для некоторых вредных веществ установлен норматив среднесменных ПДК, а для воздуха населен­ных мест — среднесуточных ПДКсс. Введением этих нормативов контролируется содержание в воздухе веществ, накапливающих свое вредное воздействие на человека.

2.4. Механические колебания, воздействие на человека

Вибрация

Колебания — многократное повторение одинаковых или почти одинаковых процессов, — сопутству­ют многим природным процессам и явлениям, выз­ванным человеческой деятельностью, — от простей­ших колебаний маятника до электромагнитных колебаний распространяющейся световой волны.

Механические колебания — это периодически повторяющиеся движения, вращательные или возвратнопоступательные. Это тепловые колебания атомов, биение сердца, колебания моста под нога­ми, земли от проезжающего рядом поезда.

Любой процесс механических колебаний можно свести к одному или нескольким гармоническим синусоидальным колебаниям. Основные параметры гармонического колебания: амплитуда, равная максимальному отклонению от положения равно­весия (м); скорость колебаний (м/с); ускорение (м/с²); период колебаний, равный времени одного пол­ного колебания (с); частота колебаний, равная чис­лу полных колебаний за единицу времени (Гц).

Все виды техники, имеющие движущиеся узлы, транспорт — создают механические колебания. Уве­личение быстродействия и мощности техники приве­ло к резкому повышению уровня вибрации. Вибра­ция — это малые механические колебания, возника­ющие в упругих телах под воздействием переменных сил.

Так, электродвигатель передает на фундамент виб­рацию, вызываемую неуравновешенным ротором. Идеально уравновесить элементы механизмов прак­тически невозможно, поэтому в механизмах с вра­щающимися частями почти всегда возникает вибра­ция. Резонансная вибрация вагона возникает в ре­зультате близости частоты силы воздействия на стыках рельсов к собственной частоте вагона. Виб­рация по земле распространяется в виде упругих волн и вызывает колебания зданий и сооружений.

Вибрация машин может приводить к нарушению функционирования техники и вызвать серьезные аварии. Установлено, что вибрация является при­чиной 80% аварий в машинах, в частности, она приводит к накоплению усталостных эффектов в ме­таллах, появлению трещин.

При воздействии вибрации на человека наиболее существенно то, что тело человека можно предста­вить в виде сложной динамической системы. Мно­гочисленные исследования показали, что эта динамическая система меняется в зависимости от позы человека, его состояния — расслабленности или на­пряженности — и других факторов. Для такой сис­темы существуют опасные, резонансные частоты, и если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным, то резко возрастает амплитуда колебаний как всего тела, так и отдельных его органов.

Для тела человека в положении сидя резонанс наступает при частоте 4—6 Гц, для головы 20— 30 Гц, для глазных яблок 60—90 Гц. При этих ча­стотах интенсивная вибрация может привести к травматизации позвоночника и костной ткани, рас­стройству зрения, у женщин вызвать преждевре­менные роды.

Колебания вызывают в тканях организма пере­менные механические напряжения. Изменения на­пряжения улавливаются множеством рецепторов и трансформируются в энергию биоэлектрических и биохимических процессов. Информация о действу­ющей на человека вибрации воспринимается осо­бым органом чувств — вестибулярным аппаратом.

Вестибулярный аппарат располагается в височной кости черепа и состоит из преддверия и полу­кружных каналов, расположенных во взаимоперпендикулярных плоскостях. Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений го­ловы в пространстве, активизацию тонуса мышц и поддержание равновесия тела. В преддверии и полу­кружных каналах имеются рецепторы и эндолимфа (жидкость, заполняющая каналы и преддверие). При перемещении тела и движениях головы эндолимфа оказывает неодинаковое давление на чувствительные клетки. Поскольку полукружные каналы распола­гаются в трех взаимоперпендикулярных плоскостях, то при любом перемещении тела и головы возбужда­ются нервные клетки разных отделов вестибулярно­го аппарата. Нервные волокна, идущие от рецепто­ров вестибулярного аппарата, образуют вестибуляр­ный нерв, который присоединяется к слуховому нерву и направляется в головной мозг. В соответствующем участке коры головного мозга в височной доле ана­лизируются сигналы от рецепторов вестибулярного аппарата.

Перевозбуждение рецепторов выражается в так называемой «воздушной» или «морской» болезни.

При широком спектре воздействующих на чело­века вибраций вестибулярный аппарат может по­давать ложную информацию. Это связано с осо­бенностями гидродинамического устройства вести­булярного аппарата, не приспособившегося в ходе биологической эволюции к функционированию в условиях высокочастотных колебаний. Такая лож­ная информация вызывает состояние укачивания у некоторых людей, дезорганизует работу многих си­стем организма, что необходимо учитывать при про­фессиональной подготовке.

Воздействие вибрации на организм человека оп­ределяется уровнем виброскорости и виброускоре­ния, диапазоном действующих частот, индивидуаль­ными особенностями человека. За нулевой уровень виброскорости принята величина 5 • 10^-8 м/с, за нулевой уровень колебательного ускорения принята величина 3 • 10^-4 м/с², рассчитанные по порогу чувствительности организма.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на: общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего че­ловека; локальную, передающуюся через руки че­ловека. Длительное воздействие вибраций ведет к виб­рационной болезни, довольно распространенному профессиональному заболеванию. Важно знать, что в течении вибрационной болезни, в зависимости от степени поражения, различают четыре стадии.

В первой, начальной стадии симптомы незначи­тельны: слабо выраженная боль в руках, снижение порога вибрационной чувствительности, спазм ка­пилляров, боли в мышцах плечевого пояса.

Во второй стадии усиливаются боли в верхних конечностях, наблюдается расстройство чувствительности, снижается температура и синеет кожа кистей рук, появляется потливость. При условии исключения вибрации на первой и второй стадии лечение эффективно и изменения обратимы. Третья и чет­вертая стадии характеризуются интенсивными бо­лями в руках, резким снижением температуры кис­тей рук. Отмечаются изменения со стороны нервной системы, эндокринной системы, сосудистые измене­ния. Нарушения приобретают генерализованный характер, наблюдаются спазмы мозговых сосудов и сосудов сердца. Больные страдают головокружения­ми, головными и загрудинными болями, изменения имеют стойкий характер, необратимы.

Виброзащита человека представляет собой сложную проблему биомеханики. При разработке мето­дов виброзащиты необходимо учитывать эмоцио­нальное состояние человека, напряженность работы и степень его утомления.

Основная мера защиты от вибрации — виброизоляция источника колебаний. Примером являются автомобильные и вагонные рессоры. Виброактивные агрегаты устанавливаются на виброизоляторах (пружины, упругие прокладки, пневматические или гидравлические устройства), защищающих фундамент от воздействий.

Санитарные нормы и правила регламентируют предельно допустимые уровни вибрации, меры по снижению вибрации и лечебно-профилактические мероприятия. Санитарными правилами предусмат­ривается ограничение продолжительности контак­та человека с виброопасным оборудованием.

Биологическая активность вибрации использу­ется для лечебных целей. Известно, что факторы, действующие на живые объекты, вызывают, в за­висимости от интенсивности действия, противопо­ложные по значению явления: стимуляцию биопроцессов или их угнетение. Правильно дозированные вибрации определенных частот не только не вред­ны, но, напротив, увеличивают активность жизнен­но важных процессов в организме.

При кратковременном действии вибрации наблю­дается снижение болевой чувствительности. Специ­альный вибромассажер снимает мышечную уста­лость и применяется для ускорения восстановитель­ных нервно-мышечных процессов у спортсменов.

Шум. Действие шума на человека

Механические колебания в упругих средах вы­зывают распространение в этих средах упругих волн, называемых акустическими колебаниями.

Энергия от источника колебаний передается час­тицам среды. По мере распространения волны частицы вовлекаются в колебательное движение с час­тотой, равной частоте источника колебаний, и с за­паздыванием по фазе, зависящем от расстояния до источника и от скорости распространения волны. Расстояние между двумя ближайшими частицами среды, колеблющимися в одной фазе, называется длиной волны. Длина волны — это путь, пройден­ный волной за время, равное периоду колебаний.

Упругие волны с частотами от 16 до 20 000Гц в газах, жидкостях и твердых телах называются звуковыми волнами. Скорость звука в воздухе при нормальных условиях составляет 330 м/с, в воде около 1400 м/с, в стали порядка 5000 м/с. При восприятии человеком звуки различают по высоте и громкости. Высота звука определяется частотой колебаний: чем больше частота колебаний, тем выше звук. Громкость звука определяется его ин­тенсивностью, выражаемой в Вт/м². Однако субъек­тивно оцениваемая громкость (физиологическая характеристика звука) возрастает гораздо медлен­нее, чем интенсивность (физическая характеристи­ка) звуковых волн. При возрастании интенсивнос­ти звука в геометрической прогрессии воспринима­емая громкость возрастает приблизительно линейно. Поэтому обычно уровень громкости L выражают в логарифмической шкале L=101g(l/l₀), где 1₀ — ус­ловно принятый за основу уровень интенсивности, равный 10^-12 Вт/м², и оцениваемый как порог слы­шимости человеческого уха при частоте звука 1000 Гц (человеческое ухо наиболее чувствительно к ча­стотам от 1000 до 4000 Гц). По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии (уровня раздражения) больше предыдущей в 10 раз. Если интенсивность звука больше в 10, 100, 1000 раз, то по логарифмической шкале это соответствует уве­личению громкости (уровня восприятия) на 1, 2, 3 единицы. Единица измерения громкости в логариф­мической шкале называется децибелом (дБ). Она примерно соответствует минимальному приросту силы звука, различаемому ухом.

Для сравнительной оценки можно указать, что средний уровень громкости речи составляет 60 дБ, а мотор самолета на расстоянии 25 м производит шум в 120дБ.

Минимальная интенсивность звуковой волны, вызывающая ощущение звука, называется порогом слышимости. Порог слышимости у разных людей различен и зависит от частоты звука.

Интенсивность звука, при которой ухо начинает ощущать давление и боль, называется порогом болевого ощущения. На практике в качестве порога болевого ощущения принята интенсивность звука 100 Вт/м², соответствующая 140 дБ.

Шум — совокупность звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно изменяющихся во времени. Для нормального существования, чтобы не ощущать себя изолированным от мира, челове­ку нужен шум в 10—20 дБ. Это шум листвы, парка или леса. Развитие техники и промышленного про­изводства сопровождалось повышением уровня шума, воздействующего на человека, В условиях производства воздействие шума на организм часто сочетается с другими негативными воздействиями: токсичными веществами, перепадами температуры, вибрацией и др.

К физическим характеристикам шума относят­ся: частота, звуковое давление, уровень звукового давления.

По частотному диапазону шумы подразделяются на низкочастотные — до 350 Гц, среднечастотные 350—800 Гц и высокочастотные — выше 800 Гц.

По характеру спектра шумы бывают широкопо­лосные, с непрерывным спектром и тональные, в спектре которых имеются слышимые тона.

По временным характеристикам шумы бывают постоянные, прерывистые, импульсные, колеблю­щиеся во времени.

Звуковое давление Р — это среднее по времени избыточное давление на препятствие, помещенное на пути волны. На пороге слышимости человечес­кое ухо воспринимает при частоте 1000 Гц звуко­вое давление Р₀=2 • 10^-5 Па, на пороге болевого ощу­щения звуковое давление достигает 2 • 10² Па.

Для практических целей удобной является ха­рактеристика звука, измеряемая в децибелах, — уровень звукового давления. Уровень звукового дав­ления N — это выраженное по логарифмической шкале отношение величины данного звукового дав­ления Р к пороговому давлению Р₀

N = 20 1g(P/P₀).

Для оценки различных шумов измеряются уров­ни звука с помощью шумомеров.

Для оценки физиологического воздействия шума на человека используется громкость и уровень гром­кости. Порог слышимости изменяется с частотой, уменьшается при увеличении частоты звука от 16 до 4000 Гц, затем растет с увеличением частоты до 20000 Гц. Например, звук, создающий уровень звукового давления в 20 дБ на частоте 1000 Гц, будет иметь такую же громкость, как и звук в 50 дБ на частоте 125 Гц. Поэтому звук одного уровня громкости при разных частотах имеет различную интенсивность.

Для характеристики постоянного шума установ­лена характеристика — уровень звука, измеренный по шкале А шумомера в дБА.

Непостоянные во времени шумы характеризуют­ся эквивалентным (по энергии) уровнем звука в дБА, определяемым по СН 2.2.4/2.1.8.562-96.

Источники шума многообразны. Это аэродинамичные шумы самолетов, рев дизелей, удары пнев­матического инструмента, резонансные колебания всевозможных конструкций, громкая музыка и многое другое.

Шум оказывает вредное воздействие на организм человека, особенно на центральную нервную систе­му, вызывая переутомление и истощение клеток головного мозга. Под влиянием шума возникает бес­сонница, быстро развивается утомляемость, пони­жается внимание, снижается общая работоспо­собность и производительность труда. Длительное воздействие на организм шума и связанные с этим нарушения со стороны центральной нервной систе­мы рассматриваются как один из факторов, способ­ствующих возникновению гипертонической болезни.

Под влиянием шума возникают явления утом­ления слуха и ослабления слуха. Эти явления с прекращением шума быстро проходят. Если же пе­реутомление слуха повторяется систематически в течение длительного срока, то развивается тугоухость. Так, кратковременное воздействие уровня 120 дБ (рев самолета), не приводит к необратимым по­следствиям. Длительное воздействие шума 80—90 дБ приводит к профессиональной глухоте. Тугоухость — стойкое понижение слуха, затрудняющее восприятие речи окружающих в обычных услови­ях. Оценка состояния слуха производится с помощью аудиометрии. Аудиометрия — изменение остроты слуха, — проводится с помощью специально­го электроакустического аппарата — аудиометра/ Снижение слуха на 10 дБ человеком практически не ощущается, серьезное ослабление разборчивости речи и потеря способности слышать слабые, но важные для общения звуковые сигналы, наступает при снижении слуха на 20 дБ.

Если установлено методами аудиометрии, что в результате профессиональной деятельности про­изошло снижение слуха в области речевого диапа­зона на 11 дБ, то наступает факт профессионально­го заболевания — снижения слуха. Чаще всего сни­жение слуха развивается в течение 5—7 лет и более переутомления слуха.

Уровень шума нормируется санитарными норма­ми и государственными стандартами и не должен превышать допустимых значений.

Инфразвук

Упругие волны с частотой менее 16 Гц называют инфразвуком.

Медицинские исследования показали, какую опасность таят в себе инфразвуковые колебания: неви­димые и неслышимые волны вызывают у человека чувство глубокой подавленности и необъяснимого страха. Особенно опасен инфразвук с частотой около 8 Гц из-за его возможного резонансного совпаде­ния с ритмом биотоков.

Инфразвук вреден во всех случаях — слабый действует на внутреннее ухо и вызывает симптомы морс­кой болезни, сильный заставляет внутренние органы вибрировать, вызывает их повреждение и даже остановку сердца. При колебаниях средней интенсивнос­ти 110—150 дБ наблюдаются внутренние расстройства органов пищеварения и мозга с самыми различными последствиями, обмороками, общей слабостью. Инфразвук средней силы может вызвать слепоту.

Наиболее мощными источниками инфразвука являются реактивные двигатели. Двигатели внутреннего сгорания также генерируют инфразвук, естественные источники инфразвука — действие ветра и волн на разнообразные природные объекты и сооружения.

В обычных условиях городской и производствен­ной среды уровни инфразвука невелики, но даже сла­бый инфразвук от городского транспорта входит в общий шумовой фон города и служит одной из причин нервной усталости жителей больших городов.

Уровень инфразвука в условиях городской среды и на рабочих местах ограничивается санитарными нормами.

Ультразвук

Упругие колебания с частотой более 16 000Гц называются ультразвуком. Мощные ультразвуко­вые колебания низкой частоты 18—30 Гци высокой интенсивности используются в производстве для технологических целей: очистка деталей, сварка, пайка металлов, сверление. Более слабые ультра­звуковые колебания используются в дефектоскопии, в диагностике, для исследовательских целей.

Под влиянием ультразвуковых колебаний в тка­нях организма происходят сложные процессы: ко­лебания частиц ткани с большой частотой, которые при небольших интенсивностях ультразвука можно рассматривать как микромассаж; образование внутритканевого тепла в результате трения частиц между собой, расширение кровеносных сосудов и уси­ление кровотока по ним; усиление биохимических реакций, раздражение нервных окончаний.

Эти свойства ультразвука используются в ульт­развуковой терапии на частотах 800—1000 кГц при невысокой интенсивности 80—90 дБ, улучшающей обмен веществ и снабжение тканей кровью.

Ультразвук поглощается в воздухе тем больше, чем больше его частота. Низкочастотные технологические ультразвуковые волны оказывают на людей акустическое воздействие через воздух.

При распространении ультразвука в биологических средах происходит его поглощение и преобразование акустической энергии в тепловую.

Повышение интенсивности ультразвука и увеличение длительности его воздействия могут приводить к чрезмерному нагреву биологических структур и их повреждению, что сопровождается функциональным нарушением нервной, сердечно-сосудистой и эндок­ринной систем, изменением свойств pi состава кро­ви. Ультразвук может разрывать молекулярные свя­зи, так, молекула воды распадается на свободные радикалы ОН и Н, что является первопричи­ной окисляющего действия ультразвука. Таким же образом происходит расщепление ультразвуком вы­сокомолекулярных соединений. Поражающее дей­ствие ультразвук оказывает при интенсивности выше 120 дБ.

При непосредственном контакте человека со сре­дами, по которым распространяется ультразвук, воз­никает контактное его действие на организм чело­века. При этом поражается периферическая нервная система и суставы в местах контакта, нарушается капиллярное кровообращение в кистях рук, снижа­ется болевая чувствительность. Установлено, что ультразвуковые колебания, проникая в организм, могут вызвать серьезные местные изменения в тка­нях — воспаление, кровоизлияния, некроз (гибель клеток и тканей). Степень поражения зависит от ин­тенсивности и длительности действия ультразвука, а также от присутствия других негативных факто­ров. Наличие шума ухудшает общее состояние.

Следует отметить, что шум и вибрация усилива­ют токсический эффект промышленных ядов. На­пример, одновременное действие этанола и ультра­звука приводит к усилению неблагоприятного воз­действия на центральную нервную систему.

2.5. Электромагнитные поля. Воздействие на человека статических электрических и постоянных магнитных полей

Существование человека в любой среде связано с воздействием на него и среду обитания электромаг­нитных полей. В случаях неподвижных электрических зарядов мы имеем дело с электростатическими полями. При трении диэлектриков на их поверхнос­ти появляются избыточные заряды, на сухих руках накапливаются электрические заряды, создающие потенциал до 500 вольт. Земной шар заряжен отри­цательно так, что между поверхностью Земли и вер­хними слоями атмосферы разность потенциалов со­ставляет 400 000 вольт. Это электростатическое поле создает между двумя уровнями, отстоящими на рост человека разность потенциалов, порядка 200 вольт, однако человек этого не ощущает, так как хорошо проводит электрический ток и все точки его тела находятся под одним потенциалом.

При своем движении облака заряжаются в резуль­тате трения. Разные части грозового облака несут заряды различных знаков. Чаще всего нижняя часть облака заряжена отрицательно, а верхняя — поло­жительно. Если облака сближаются разноименно заряженными частями, между ними проскакивает молния — электрический разряд. Проходя над Зем­лей, грозовое облако создает на ее поверхности боль­шие наведенные заряды. Разность потенциалов между облаком и Землей достигает огромных значений, из­меряемых сотнями миллионов вольт, и в воздухе возникает сильное электрическое поле. При благо­приятных условиях возникает пробой. Молния иногда поражает людей и вызывает пожары.

Заряды имеют свойство в большей степени на­капливаться на остриях или телах, близких по фор­ме остриям. Вблизи этих острий создаются высо­кие электрические поля. По этой причине молнии попадают в высокие отдельно стоящие объекты (башни, деревья и т. п.) и по этой причине человеку опасно находиться на открытом пространстве во время грозы или вблизи отдельных деревьев, ме­таллических предметов. Молнии являются также причиной около половины всех аварий в крупных линиях электропередачи. Для защиты зданий и раз­личных сооружений от статического атмосферного электричества применяются молниеотводы. Это высокий металлический стержень с концом заост­ренным или в виде метелки тонких металлических прутьев. Стержень должен проходить вдоль стены здания и внизу к нему припаивается медная плас­тина, которая закапывается в землю. Если на зда­нии грозовым облаком наводится заряд, он стекает через острие молниеотвода (за счет ионизации воз­духа в электрическом поле у острия), уменьшая опасность попадания молнии. Если же разряд про­изойдет, то молния попадет в молниеотвод и уйдет в Землю, не повредив здание.

Наряду с естественными статическими электри­ческими полями в условиях техносферы и в быту человек подвергается воздействию искусственных статических электрических полей.

Искусственные статические электрические поля обусловлены возрастающим применением для из­готовления предметов домашнего обихода, игрушек, обуви, одежды, для отделки интерьеров жилых и общественных зданий, для изготовления строитель­ных деталей, производственного оборудования, ап­паратуры, инструментов, деталей машин различ­ных синтетических полимерных материалов, явля­ющихся диэлектриками.

При трении диэлектриков, в результате разделе­ния зарядов, на их поверхности могут появляться значительные нескомпенсированные положительные или отрицательные заряды. Величина заряда опре­деляется видом диэлектрика. Особенно сильно, на­пример, электризуется полиэтилен.

Электрические поля от избыточных зарядов на предметах, одежде, теле человека оказывают боль­шую нагрузку на нервную систему человека. Иссле­дования показывают, что наиболее чувствительны к электростатическим полям центральная нервная си­стема и сердечно-сосудистая система организма. Ус­тановлено также благотворное влияние на самочув­ствие снятия избыточного электростатического заря­да с тела человека (заземление, хождение босиком).

При функциональных заболеваниях нервной си­стемы применяют лечение постоянным электричес­ким полем. Под действием внешнего строго дозиро­ванного электрического поля происходит перерас­тание зарядов в тканях организма, что улучшает окислительно-восстановительные процессы, лучше используется кислород, заживают раны.

Постоянные магнитные поля в обычных услови­ях не представляют опасности и находят примене­ние в различных приборах магнитотерапии.

Однако, в производственных условиях при рабо­те с постоянными магнитами, у работающих могут возникнуть нарушения в состоянии здоровья (упло­щение ладоней, нарушения в вегетативной нервной системе и др.).

Постоянные магнитные поля могут быть одно­родными и неоднородными, пульсирующими и т.д. и характеризуются напряженностью, магнитным потоком, магнитной проницаемостью и др.).

Установлены ПДУ постоянных магнитных полей на рабочих местах - СП 1792-77.

Воздействие на человека электромагнитных полей промышленной частоты и радиочастот

Линии электропередачи, электрооборудование, различные электроприборы — все технические сис­темы, генерирующие, передающие и использующие электромагнитную энергию, создают в окружающей среде электромагнитные поля (переменные элект­рические и неразрывно связанные с ними переменные магнитные поля).

Действие на организм человека электромагнитных полей определяется частотой излучения, егоинтенсивностью, продолжительностью и характером действия, индивидуальными особенностями организма. Спектр электромагнитных полей включает низкие частоты до 3 Гц, промышленные частоты от 3 до 300 Гц, радиочастоты от 30 Гц до 300 МГц, а также относящиеся к радиочастотам ультравысо­кие (УВЧ) частоты от 30 до 300 МГц и сверхвысо­кие (СВЧ) частоты от 300 МГц до 300 ГГц.

Электромагнитное излучение радиочастот широ­ко используется в связи, телерадиовещании, в ме­дицине, радиолокации, радионавигации и др.

Электромагнитные поля оказывают на организм человека тепловое и биологическое воздействие. Переменное электрическое поле вызывает нагрев диэлектриков (хрящей, сухожилий и др.) за счет токов проводимости и за счет переменной поляризации. Выделение теплоты может приводить к перегреванию, особенно тех тканей и органов, которые недостаточно хорошо снабжены кровеносными со­судами (хрусталик глаза, желчный пузырь, мочевой пузырь). Наиболее чувствительны к биологическому воздействию радиоволн центральная не­рвная и сердечно-сосудистая системы. При длитель­ном действии радиоволн не слишком большой ин­тенсивности (порядка 10 Вт/м²) появляются головные боли, быстрая утомляемость, изменение давле­ния и пульса, нервно-психические расстройства. Может наблюдаться похудение, выпадение волос, изменение в составе крови.

Воздействие СВЧ-излучения интенсивностью бо­лее 100 Вт/м² может привести к помутнению хрус­талика глаза и потере зрения, тот же результат мо­жет дать длительное облучение умеренной интен­сивности (порядка 10 Вт/м²), при этом возможны нарушения со стороны эндокринной системы, из­менения углеводного и жирового обмена, сопровож­дающиеся похудением, повышение возбудимости, из­менение ритма сердечной деятельности, изменения в крови (уменьшение количества лейкоцитов).

Действию электромагнитных полей промышленной частоты человек подвергается в производственной, городской и бытовой зонах. Санитарными нормами установлены предельно допустимые уровни напряженности электрического поля внутри жилых зданий, на территории жилой зоны. Люди, страдающие от нару­шений сна и головных болей, должны перед сном убирать или отключать от сети электрические приборы, генерирующие электромагнитные поля.

Воздействие электромагнитных полей может быть изолированным — от одного источника, сочетанным — от двух и более источников одного частот­ного диапазона, смешанным — от двух и более ис­точников электромагнитных полей различных час­тотных диапазонов, и комбинированным — в случае одновременного действия какого-либо другого неблагоприятного фактора.

Воздействие может быть постоянным или пре­рывистым, общим (облучается все тело) или мест­ным (часть тела). В зависимости от места нахожде­ния человека относительно источника излучения он может подвергаться воздействию электрической или магнитной составляющих поля или их сочетанию, а в случае пребывания в волновой зоне — воздей­ствию сформированной электромагнитной волны. Контроль уровней электрического поля осуществ­ляется по значению напряженности электрическо­го поля, выраженной в В/м. Контроль уровней маг­нитного поля осуществляется по значению напря­женности магнитного поля, выраженной в А/м.

Энергетическим показателем для волновой зоны излучения является плотность потока энергии, или интенсивность, — энергия, проходящая через еди­ницу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения электромагнитной волны за одну секунду. Измеряется в Вт/м². Нормирование уров­ней в соответствии с СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96.

Длительное действие электрических полей может вызывать головную боль в височной и затылочной области, ощущение вялости, расстройство сна, ухуд­шение памяти, депрессию, апатию, раздражитель­ность, боли в области сердца. Для персонала огра­ничивается время пребывания в электрическом поле в зависимости от напряженности поля (180 минут в сутки при напряженности 10 кВ/м, 10 минут в сутки при напряженности 20 кВ/м).

Воздействие электромагнитного излучения оптического диапазона

Электромагнитные волны в диапазоне от 400 до 760 нм называются световыми. Они действуют не­посредственно на человеческий глаз, производя спе­цифическое раздражение его сетчаткой оболочки, ведущее к световому восприятию. Тесно примыка­ют к видимому спектру электромагнитные волны с длиной волны менее 400 нм — ультрафиолетовое излучение, и с длиной волны более 800 нм — инф­ракрасное излучение. Все эти виды излучения не имеют принципиального различия по своим физи­ческим свойствам и относятся к оптическому диа­пазону электромагнитных волн. Человеческий орга­низм приспособился к восприятию естественного све­тового излучения и выработал средства защиты при превышении интенсивности излучения допустимо­го уровня: сужение зрачка, уменьшение чувстви­тельности за счет перестройки восприятия.

Современные технические средства позволяют усиливать оптическое излучение, уровень которого может значительно превышать адаптационные воз­можности человека. С 60-х годов в нашу жизнь вош­ли оптические квантовые генераторы или лазеры.

Лазер — устройство, генерирующее направлен­ный пучок электромагнитного излучения оптичес­кого диапазона. Широкое применение лазеров обус­ловлено возможностью получить большую мощ­ность, монохроматичностью излучения, малой расходимостью луча (при освещении лазером с зем­ли спутника на высоте 1000 км образуется пятно света диаметром всего 1,2 м). Лазеры применяются в системах связи, навигации, в технологии обра­ботки материалов, в медицине, в контрольно-изме­рительной технике, в военной технике и многих дру­гих областях. В зависимости от используемого ак­тивного элемента лазеры оптического диапазона генерируют излучение от ультрафиолетовой до даль­ней инфракрасной области. Так, азотный лазер ге­нерирует излучение в ультрафиолетовой области, аргоновый — в синезеленой области спектра, руби­новый — в красной, лазер на двуокиси углерода — в инфракрасной области.

По режиму работу лазеры делятся на импульс­ные и непрерывного действия. Лазеры могут быть малой и средней мощности, мощные и сверхмощ­ные. Большую мощность легче получить в импуль­сном режиме. Для обработки материалов в техно­логических установках в импульсе длительностью порядка миллисекунд излучается энергия от еди­ниц до десятков джоулей. За счет фокусировки дос­тигается высокая плотность энергии и возможность точной обработки материалов (резка, прошивка от­верстий, сварка, термообработка).

Под действием лазерного излучения происходит быстрый нагрев, плавление и вскипание жидких сред,

что особенно опасно для биологических тканей. Осо­бенно уязвимы глаза и кожа. Непрерывное лазерное излучение оказывает в основном тепловое действие, приводящее к свертыванию белка и испарению тка­невой жидкости. В импульсном режиме возникает ударная волна, импульс сжатия вызывает повреж­дение глубоко лежащих органов, сопровождающее­ся кровоизлияниями. Лазерное излучение оказыва­ет воздействие на биохимические процессы. В зави­симости от энергетической плотности облучения может быть временное ослепление или термический ожог сетчатки глаз, в инфракрасном диапазоне - по­мутнение хрусталика.

Повреждение кожи лазерным излучением имеет характер термического ожога с четкими граница­ми, окруженными небольшой зоной покраснения. Могут проявиться вторичные эффекты — реакция на облучение: сердечно-сосудистые расстройства и расстройства центральной нервной системы, изме­нения в составе крови и обмене веществ.

Предельно допустимые уровни интенсивности лазерного облучения зависят от характеристик из­лучения (длины волны, длительности и частоты импульсов, длительности воздействия) и устанавли­ваются таким образом, чтобы исключить возник­новение биологических эффектов для всего спект­рального диапазона и вторичных эффектов для ви­димой области длин волн.

Эксплуатация лазеров должна осуществляться в отдельных помещениях, снабженных вентиляцией, удаляющей вредные газы и пары с рабочего места.

Ограждения и экраны должны предохранять окру­жающих от прямых и отраженных лазерных лучей.

Ультрафиолетовое излучение не воспринимает­ся органом зрения. Жесткие ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 290 нм задерживаются слоем озона в атмосфере. Лучи с длиной волны бо­лее 290 нм, вплоть до видимой области, сильно поглощаются внутри глаза, особенно в хрустали­ке, и лишь ничтожная доля их доходит до сетчат­ки. Ультрафиолетовое излучение поглощается ко­жей, вызывая покраснение (эритему) и активизи­руя обменные процессы и тканевое дыхание. Под действием ультрафиолетового излучения в коже образуется меланин, воспринимающийся как загар и защищающий организм от избыточного проник­новения ультрафиолетовых лучей.

Ультрафиолетовое излучение может привести к свертыванию (коагуляции) белков и на этом осно­вано его бактерицидное действие. Профилактичес­кое облучение помещений и людей строго дозиро­ванными лучами снижает вероятность инфициро­вания. Недостаток ультрафиолета неблагоприятно отражается на здоровье, особенно в детском возрас­те. От недостатка солнечного облучения у детей раз­вивается рахит, у шахтеров появляются жалобы на общую слабость, быструю утомляемость, пло­хой сон, отсутствие аппетита. Это связано с тем, что под влиянием ультрафиолетовых лучей в коже из провитамина образуется витамин Д, регулирую­щий фосфорно-кальциевый обмен. Отсутствие ви­тамина Д приводит к нарушению обмена веществ. В таких случаях (например, во время полярной ночи на крайнем Севере) применяется искусственное облучение ультрафиолетом как в лечебных целях, так и для общего закаливания организма.

Избыточное ультрафиолетовое облучение во вре­мя высокой солнечной активности вызывает воспа­лительную реакцию кожи, сопровождающуюся зу­дом, отечностью, иногда образованием пузырей и рядом изменений в коже и в более глубоко располо­женных органах.

Длительное действие ультрафиолетовых лучей ускоряет старение кожи, создает условия для зло­качественного перерождения клеток.

Ультрафиолетовое излучение от мощных искусст­венных источников (святящаяся плазма сварочной дуги, дуговой лампы, дугового разряда короткого замыкания и т. п.) вызывает острые поражения глаз — электроофтальмию. Через несколько часов после воздействия появляется слезотечение, спазм век, резь и боль в глазах, покраснение и воспаление кожи и слизистой оболочки век. Подобное явление наблю­дается также в снежных горах из-за высокого содер­жания ультрафиолета в солнечном свете.

В производственных условиях устанавливаются санитарные нормы интенсивности ультрафиолето­вого облучения, обязательным является примене­ние защитных средств (очки, маски, экраны) при работе с ультрафиолетом.

Инфракрасное излучение производит тепловое действие.

Инфракрасные лучи довольно глубоко (до 4 см) проникают в ткани организма, повышают темпера­туру облучаемого участка кожи, а при интенсив­ном облучении всего тела повышают общую температуру тела и вызывают резкое покраснение кож­ных покровов. Чрезмерное воздействие инфракрас­ных лучей (вблизи от мощных источников тепла, в период высокой солнечной активности) при повы­шенной влажности может вызвать нарушение тер­морегуляции — острое перегревание, или тепловой удар. Тепловой удар — клинически тяжелый симптомокомплекс, характеризующийся головной болью, головокружением, учащением пульса, затемнением или потерей сознания, нарушением коор­динации движений, судорогами. Первая помощь при тепловом ударе требует удаления от источника излучения, охлаждения, создания условий для улучшения кровоснабжения головного мозга, врачебной помощи.

2.6. Электрический ток. Воздействие на человека электрического тока

Электрический ток — это упорядоченное движе­ние электрических зарядов. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов, т. е. напряжению на концах участка и обратно пропор­циональна сопротивлению участка цепи.

Прикоснувшись к проводнику, находящемуся под напряжением, человек включает себя в электрическую цепь, если он плохо изолирован от земли или одновременно касается объекта с другим значением потенциала. В этом случае через тело человека проходит электрический ток.

Характер и глубина воздействия электрического тока на организм человека зависит от силы и рода

тока, времени его действия, пути прохождения че­рез тело человека, физического и психологического состояния последнего. Так, сопротивление человека в нормальных условиях при сухой неповрежденной коже составляет сотни килоом, но при неблагоприятных условиях может упасть до 1 килоома.

Пороговым (ощутимым) является ток около 1 мА. При большем токе человек начинает ощущать неприятные болезненные сокращения мышц, а при токе 12—15 мА уже не в состоянии управлять своей мышечной системой и не может самостоятельно ото­рваться от источника тока. Такой ток называется неотпускающим. Действие тока свыше 25 мА на мышечные ткани ведет к параличу дыхательных мышц и остановке дыхания. При дальнейшем увеличении тока может наступить фибрилляция (судорожное сокращение) сердца. Ток 100 мА счита­ют смертельным.

Переменный ток более опасен, чем постоянный. Имеет значение то, какими участками тела чело­век касается токоведущей части. Наиболее опасны те пути, при которых поражается головной или спинной мозг (голова — руки, голова — ноги), сердце и легкие (руки — ноги). Любые электроработы нужно вести вдали от заземленных элементов обо­рудования" (в том числе водопроводных труб, труб и радиаторов отопления), чтобы исключить случай­ное прикосновение к ним.

Характерным случаем попадания под напряжение является соприкосновение с одним полюсом или фазой источника тока. Напряжение, действующее при этом на человека, называется напряжением прикосновения. Особенно опасны участки, распо­ложенные на висках, спине, тыльных сторонах рук, голенях, затылке и шее.

Повышенную опасность представляют помеще­ния с металлическими, земляными полами, сырые. Особенно опасные — помещения с парами кислот и щелочей в воздухе. Безопасными для жизни явля­ется напряжение не выше 42 В для сухих, отапли­ваемых с токонепроводящими полами помещений без повышенной опасности, не выше 36 В для по­мещений с повышенной опасностью (металлические, земляные, кирпичные полы, сырость, возможность касания заземленных элементов конструкций), не выше 12 В для особо опасных помещений, имею­щих химически активную среду или два и более при­знаков помещений с повышенной опасностью.

В случае, когда человек оказывается вблизи упав­шего на землю провода, находящегося под напря­жением, возникает опасность поражения шаговым напряжением. Напряжение шага — это напряже­ние между двумя точками цепи тока, находящими­ся одна от другой на расстоянии шага, на которых одновременно стоит человек. Такую цепь создает растекающийся по земле от провода ток. Оказав­шись в зоне растекания тока, человек должен со­единить ноги вместе и не спеша выходить из опас­ной зоны так, чтобы при передвижении ступня од­ной ноги не выходила полностью за ступню другой. При случайном падении можно коснуться земли руками, чем увеличить разность потенциалов и опас­ность поражения.

Действие электрического тока на организм харак­теризуется основными поражающими факторами: электрический удар, возбуждающий мышцы тела, приводящий к судорогам, остановке дыхания и сердца;

— электрические ожоги, возникающие в резуль­тате выделения тепла при прохождении тока через тело человека; в зависимости от параметров элект­рической цепи и состояния человека может возник­нуть покраснение кожи, ожог с образованием пузы­рей или обугливанием тканей; при расплавлении металла происходит металлизация кожи с проник­новением в нее кусочков металла.

Действие тока на организм сводится к нагрева­нию, электролизу и механическому воздействию. Это может служить объяснением различного исхода электротравмы при прочих равных условиях. Особенно чувствительна к электрическому току нервная ткань и головной мозг. Механическое действие при­водит к разрыву тканей, расслоению, ударному дей­ствию испарения жидкости из тканей организма.

При термическом действии происходит перегрев и функциональное расстройство органов на пути прохождения тока.

Электролитическое действие тока выражается в электролизе жидкости в тканях организма, измене­нии состава крови.

Биологическое действие тока выражается в раз­дражении и перевозбуждении нервной системы.

При поражении человека электрическим током нужно освободить пострадавшего от проводника с током. В первую очередь следует обесточить про­водник. Если отключить его невозможно, надо сроч­но отделить от него пострадавшего, используя су­хие палки, веревки и другие средства. Можно взять

пострадавшего за одежду, если она сухая и отстает от тела, не прикасаясь при этом к металлическим предметам и частям тела, не покрытым одеждой. При оказании помощи надо изолировать себя от «земли», встав на непроводящую ток подставку (су­хая доска, сухая резиновая обувь и т. п.), и обер­нуть руки сухой тканью. Пострадавшему обеспечить покой и наблюдение за пульсом и дыханием.

С тех пор, как была установлена возможность возникновения при электротравме клинической смерти, необходимо при отсутствии пульса и дыха­ния осуществлять реанимационные мероприятия — искусственную вентиляцию легких (наиболее эффек­тивно — способом изо рта в рот) и непрямой, или закрытый, массаж сердца. Эти мероприятия необ­ходимо проводить до восстановления работы серд­ца и самостоятельного дыхания, до оказания ква­лифицированной медицинской помощи, или до по­явления трупных пятен (т. е. непосредственных признаков биологической смерти).

При наличии изменений тканей в месте воздей­ствия электрического тока, накладывают сухую асеп­тическую повязку на пораженную часть туловища.

Чтобы избежать поражения электрическим то­ком, необходимо все работы с электрическим обо­рудованием и приборами проводить после отключе­ния их от электрической сети,

2.7. Ионизирующее излучение и его действие на организм

Радиоактивные излучения (альфа-,бета-частицы, нейтроны, гамма-кванты) обладают различной проникающей и ионизирующей способностью. Наименьшей проникающей способностью обладают альфа-частицы (ядра гелия), длина пробега которых в тка­ни человека составляет доли миллиметра и в возду­хе —несколько сантиметров. Они не могут даже прой­ти через лист бумаги, но обладают наибольшей ионизирующей способностью. Бета-частицы по сравнению с альфа-частицами обладают большей про­никающей способностью (длина пробега в воздухе составляет метры) и уже задерживаются не бума­гой, а более твердыми материалами (алюминий, оргстекло и др.). Однако ионизирующая способность бета-частиц (электроны, позитроны) в 1000 раз меньше альфа-частиц и при пробеге в воздухе на 1 см пути образует несколько десятков пар ионов. Гамма-кванты по своей природе относятся к электро­магнитным излучениями и обладают большой про­никающей способностью ( в воздухе до нескольких километров); их ионизирующая способность суще­ственно меньше , чем у альфа- и бета-частиц. Нейт­роны (частицы ядра атома) обладают также значи­тельной проникающей способностью, что объясняется отстутствием у них заряда. Их ионизирующая способность связана с так называемой «наведенной радиоактивнстью», которая образуется в результа­те «попадания» нейтрона в ядро атома вещества и тем самым нарушет его стабильность, образует ра­диоактивный изотоп. Ионизирующая способность нейтронов при определенных условиях может быть аналогичной альфа-излучению.

Ионизирующие излучения, обладающие большой проникающей способностью представляют опас­ность в большей степени при внешнем облучении, а альфа- и бета-излучения при непосредственном воздействии на ткани организма при попадании внутрь организма с вдыхаемым воздухом, водой, пищей.

При внешнем облучении всего тела или отдель­ных его участков (местном воздействии) или внут­реннем облучении человека или животных в пора­жающих дозах может развиться заболевание, на­зываемое лучевой болезнью.

В настоящее время лучевое поражение людей мо­жет быть связано с нарушением правил и норм ра­диационной безопасности при выполнении работ с источниками ионизирующих излучений, при авари­ях на радиационноопасных объектах, при ядерных взрывах и др. В зависимости от полученной дозы и длительности облучения у пострадавших может раз­виться острая или хроническая лучевая болезнь.

Острая лучевая болезнь развивается при одно­кратном тотальном облучении тела в поражающих дозах свыше 100 рад (1 грей). По тяжести течения различают легкую, средней тяжести, тяжелую и крайне тяжелую формы острой лучевой болезни. В настоящее время считается, что при относительно равномерном гамма-облучении острая лучевая бо­лезнь в легкой форме развивается при дозе 100— 200 рад (1—2 грея), средней тяжести — 200—400 рад (2—4 грея), в тяжелой форме при дозе облуче­ния 400—600 рад (4—6 грей) и крайне тяжелая фор­ма при дозе свыше 600 рад (6 грей).

Лучевая болезнь всегда имеет затяжной характер. При этом выделяют четыре периода течения болезни: первичной лучевой реакции, скрытый период или период мнимого благополучия, период выраженных клинических проявлений и период выздоровления.

Для тяжелой формы лучевой болезни характер­ны быстрое начало и бурное развитие клинических признаков первичной реакции, которая развивается в первые часы после облучения и длится от несколь­ких часов до нескольких дней. При этом пострадав­шие жалуются на резкую слабость, головную боль, головокружение, сильную жажду, тошноту. Через полчаса или позже появляется рвота, иногда прини­мающая неукротимый характер. Больные становят­ся беспокойны, возбуждены, а впоследствии затор­можены, вялы; у одних возможна бессоница, у других развивается сонливость. У больных повышается температура тела, отмечается повышенная потли­вость, гиперемия (покраснение) кожи и выражен­ное кровенаполнение сосудов склер (глаз); учащает­ся пульс, снижается артериальное давление, а в крайне тяжелых случаях возможно его падение вплоть до коллаптоидного состояния. Кроме того у постра­давших отмечается повышенное выделение мочи (полиурия) и жидкий стул 2—3 раза в сутки.

В период мнимого благополучия самочувствие больных улучается, прекращается рвота, появля­ется аппетит. Улучшается сон. Уменьшаются голов­ные боли и головокружение. Температура норма­лизуется или слегка повышена. Однако больные жалуются на слабость и быструю утомляемость, у них сохраняется частый пульс, пониженное арте­риальное давление. Отмечаются специфические из­менения в крови.

Разгар лучевой болезни при тяжелой форме те­чения отмечается через 10—20 суток после облуче­ния. В этот период самочувствие больных резко ухудшается, нарастает слабость, апатия, бессонница, исчезает аппетит; иногда у больных отмечают­ся слуховые и зрительные галлюцинации; вновь повышается температура. В этот период отмечает­ся снижение веса тела, т.е. формируется лучевая кахексия (истощение), отмечаются кожные крово­излияния. Через 2 недели от начала заболевания выпадают волосы, иногда до полного облысения. Слизистые оболочки полости рта и носа изъязвля­ются, десны кровоточат. Отмечаются носовые кро­вотечения и кровоизлияния в сетчатку глаз и дру­гие ткани. В особо тяжелых случаях живот вздут, при надавливании болезнен. Артериальное давле­ние снижено, пульс слабый и частый. Выделение мочи снижено, стул жидкий, иногда кровавого ха­рактера. Имеются специфические изменения в пе­риферической крови и костном мозге больных. Иммунитет у больных к инфекциям резко снижен, в силу чего у них могут развиться септические со­стояния. При неблагоприятных случаях течения лучевой болезни может наступить смерть больного от остановки сердца или паралича дыхания. При благоприятном течении болезни спустя 4—6 недель после облучения начинается период выздоровления, который длится в течение нескольких месяцев. Выздоровление происходит крайне медленно: нормализуются температура, сон, уменьшается слабость, появляется аппетит и постепенно нарастает вес.

При поражении средней тяжести отмечаются менее выраженные явления первичной реакции, осо­бенно рвота (появляется через 30 минут — 3 часа). Период мнимого благополучия более растянут и мо­жет длиться 3—4 недели. Температура тела повышается незначительно. В период разгара лучевой болезни средней тяжести волосы выпадают только на отдельных участках, изъязвления кожи и сли­зистых оболочек, как правило, отсутствуют.

Легкая форма лучевой болезни сопровождается слабо выраженной первичной реакцией или ее от­сутствием. После облучения у больных через 1,5 — 3 недели появляются слабость, быстрая утомляе­мость, головные боли, потливость. У пострадавших не отмечается кровоточивости, изъязвлений кожи и слизистых оболочек; выздоровление идет как пра­вило достаточно полно и быстро.

В период разгара лучевой болезни у больных воз­можны осложнения в виде воспаления легких и раз­вития септических состояний, кровоизлияния в мозг и другие органы. Все лица, перенесшие лучевую бо­лезнь длительное время остаются легко истощае­мыми, эмоционально неуравновешенными, со сни­женной устойчивостью организма к неблагоприят­ным факторам среды.

У некоторых облученных могут развиться в от­даленные сроки последствия облучения в виде лей­коза, злокачественных опухолей, генетических на­рушений и др.

Раздел 3

БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

3.1. Потенциальная опасность и риск. Причины появления опасности

Безопасность жизнедеятельности человека в про­изводственной среде связана с оценкой опасности технических систем и технологией. Научно-техни­ческий прогресс вводит в городскую и бытовую сфе­ры технические средства, удовлетворяющие разно­образные растущие потребности человека. Произ­водственная среда насыщается все более мощными техническими системами и технологиями, которые делают труд человека более производительным и менее тяжелым физически. При этом сохраняет силу аксиома: потенциальная опасность является универсальным свойством взаимодействия челове­ка со средой обитания и ее компонентами, все про­изводственные процессы и технические средства по­тенциально опасны для человека. Всегда существу­ет индивидуальная опасность — вероятность гибели от несчастного случая.

Ежегодно 300—400 тысяч человек в нашей стра­не получают травмы на производстве, из них 7— 10 тысяч — смертельные, еще 12—15 тысяч чело­век становятся инвалидами труда. Десятки тысяч человек погибают ежегодно в дорожнотранспортных происшествиях. Каждый третий пожар возникает из-за неисправности бытовых приборов.

Характер потенциальной опасности меняется на всем пути развития человечества от чисто природ­ных, естественных, факторов вначале до многочис­ленных негативных факторов антропогенного про­исхождения (высокие скорости и энергии, электри­ческий ток, излучения, высокие температуры и др.) в современном, обитающем в техносферечеловеческом обществе.

Потенциальную опасность можно оценить с по­мощью риска. Риск — вероятность реализации опас­ности. Так, риск для человека пострадать в автомо­бильной катастрофе составляет 10^-4 1/год, от удара молнии 10^-7 l/год. Это означает, что в течение года существует вероятность погибнуть в результате ав­токатастрофы одному человеку из 10⁴ человек и в результате удара молнии одному человеку из 10⁷ че­ловек, находящихся в сходных условиях. Многолет­ние статистические данные позволяют оценить риск во многих сферах человеческой деятельности.

Состояние безопасности предполагает отсутствие риска, то есть отсутствие возможности реализации опасности. На практике полная безопасность недо­стижима пока существует источник опасности. Обес­печение безопасности осуществляется снижением риска опасности до некоторого условленного при­емлемого уровня. Риск может оставаться длитель­ное время нереализованным или проявиться в фор­ме несчастного случая. Для современных техничес­ких систем повышенной энергетической мощности устанавливается вероятность реализации опаснос­ти для человека на уровне не более 10^-8—10^-61/год.

Основной характеристикой уровня безопасности является величина допустимого (остаточного) рис­ка для человека. На практике допустимый риск часто устанавливается в соответствии с достигнутым в наиболее благополучных аналогичных системах «человек — техническая система».

Так, например, вероятность тяжелых аварий на АЭС не должна превышать 10^-5—10^-7 на 1 реактор-год. Обеспечивается допустимый риск комплексом мероприятий: тех­нических, технологических и организационных, — позволяющих свести к минимуму причины возник­новения опасности.

В каждом конкретном случае возникновение опас­ности в технической системе имеет многопричинный характер. Основная доля причин приходится на неправильные действия людей, примерно пятая часть их связана с техникой. К группе «человечес­кого фактора» относятся:

— недостатки в профессиональной подготовке и слабые навыки действий в сложных ситуациях;

— отклонения от нормативных требований в орга­низации и технологии производства;

— технологическая недисциплинированность ис­полнителей;

— слабый контроль или неисполнительность в проведении регламентных испытаний оборудования и поверки контрольно-измерительной аппаратуры;

— наличие факторов дискомфорта в работе, вызывающих процессы торможения, утомления, пе­ренапряжения организма человека и т. п.;

— неиспользование необходимых средств инди­видуальной защиты и безопасности.

Опасности технического характера обусловлены:

— неисправностью технических средств;

— недостаточной надежностью сложных техни­ческих систем;

— несовершенством конструктивного исполнения и недостаточной эргономичностью рабочих мест;

— отсутствием или неисправностью контрольно-измерительной аппаратуры и средств сигнализации.

В процессе своей деятельности человек имеет дело с высокими уровнями энергии (электрической, теп­ловой, механической, радиационного и электромагнитного излучения) и вредных веществ.

Возможность неконтролируемого выхода энергии, накопленной в материалах и технических системах, значительно усиливает их опасность.

3.2 Методы оценки опасных ситуаций

Опыт взаимодействия человека с техническими системами позволяет идентифицировать травмиру­ющие и вредные факторы, а также выработать ме­тоды оценки вероятности появления опасных ситуа­ций. Прежде всего, это накопление статистических данных об аварийности и травматизме (табл. 15), различные способы преобразования и обработки статистических данных, повышающие их информатив­ность. Недостатком этого метода является его ог­раниченность, невозможность экспериментирования и неприменимость к оценке опасности новых тех­нических средств и технологий.

Значительное развитие и практическое примене­ние получила теория надежности. Надежность — это свойство это свойство объекта сохранять во времени в уста­новленных пределах значения всех параметров, по­зволяющих выполнять требуемые функции. Для ко­личественной оценки надежности применяют веро­ятностные величины.

Таблица 15

---

Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 3725; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!