Тема: Вредные производственные факторы

Лекция 11

1.Освещение. Шум. Вибрация -основные понятия и определения

 

Зрение является важнейшим органом чувств, воспринимающим визуальную информацию, поступающую в мозг человека из окру­жающей среды. Оптическая система глаза создает на сетчатке, усти­лающей глазное дно, уменьшенное обратное действительное изобра­жение предметов. В результате фотохимических реакций, происхо­дящих в нервных окончаниях, и создаваемых ими импульсов тока в сознании человека возникает ощущение света. Человек различает предметы и получает зрительную информацию благодаря разнице в яркости объектов и их фона, на котором они рассматриваются.

В любом производственном процессе оптимальность визуальной информации может быть обеспечена лишь при наличии рационально­го освещения помещения и рабочих мест. Для создания благоприят­ных и безопасных условий труда большое значение имеет достаточ­ная освещенность рабочей поверхности, правильное направление све­та, отсутствие резких теней и бликов. Недостаточное или нерацио­нальное освещение не только затрудняет работу и ведет к снижению производительности труда, но может явиться причиной травматизма и профессиональных болезней зрения. Постоянное перенапряжение зрения ведет, как правило, к его ослаблению.

Неблагоприятное действие на зрение оказывает не только недос­таточность и неравномерность освещения во времени и пространстве, но и слишком большая яркость поверхностей, находящихся в поле зрения. Чрезмерное световое раздражение вызывает чувство ослепле­ния.

При проектировании естественного и искусственного освещения в производственных и вспомогательных зданиях и помещениях, а также наружного освещения, надлежит руководствоваться требова­ниями строительных норм и правил по проектированию естественно­го и искусственного освещения, разработанных и утвержденных в ус­тановленном порядке. Различают три вида освещения: естественное, искусственное и совмещенное.

Естественное освещение может быть боковым, верхним и комбинированным.

Искусственное освещение может быть двух видов: рабочее и ава­рийное. Последнее подразделяют на аварийное для продолжения ра­боты при внезапном отключении рабочего освещения и аварийное -для эвакуации людей из помещения.

Для аварийного освещения разрешается применять лишь светильники с люминесцентными лампами и лампами накаливания. За­прещено использование светильников с лампами высокого давления, поскольку для зажигания этих ламп необходимо время от 2 до 6 ми­нут.

Рабочее освещение подразделяется на общее, местное и комбинированное (общее + местное). В производственных помещениях использование одного местного освещения без общего запрещено.

ОСНОВНЫЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ ЕДИНИЦЫ И СООТНОШЕНИЯ

Видимый участок спектра ограничен излучениями с длинами волн от 380 до 770 нм. Видимые излучения в пределах равных узких интервалов спектра создают ощущение определенного цвета, плавно переходящего один в другой - явление радуги. Наибольшая чувстви­тельность характерна для желто-зеленого излучения с длиной волны 555 нм.

В результате преобразования подводимой к телам энергии, в ча­стности, тепловой или электрической, в ряде случаев возникает электромагнитное излучение, количественно характеризующееся мощностью - лучистым потоком. Та часть лучистого потока, которая вос­принимается зрением человека как свет, называется световым пото­ком Ф и измеряется в люменах (лм).

Световой поток может быть различно распределен в простран­стве.
Интенсивность его излучения в любом направлении харак­теризуется силой света I, определяемой отношением светового потока к телесному углу ω, в пределах которого он распространяется:

I =. (1)

В свою очередь, телесный угол определяется отношением пло­щади S, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса R, к квадрату этого радиуса:

ω =. (2)

Полный телесный угол пространства, окружающего точку, равен
4π ср (стерадиан); телесный угол каждой из полусфер, верхней и нижней, равен 2π ср. Единица силы света - кандела (кд) - это световой поток в люменах (лм), испускаемый точечным источником в телесном угле 1 ср (лм / ср). Понятие силы света приложимо только к точечным источникам, размеры которых малы по сравнению с расстоянием до них.

Падая на поверхность площадью S, световой поток Ф создает ее освещенность Е, определяемую соотношением:

Е =. (3)

Единица освещенности - люкс (лк) - это освещенность по­верхности площадью 1 м световым потоком 1 лм (лм/м²). Осве­щенность поверхности не зависит от ее световых свойств.

Зрительное восприятие в основном определяется яркостью L равномерно светящейся плоской поверхности площадью 1 м² в перпендикулярном к ней направлении при силе света 1 кд:

L =. (4)

Но это уравнение является частным случаем более общего урав­нения:

L =. (5)

В этом уравнении угол α - угол между нормалью к поверхности и направлением силы света I.

Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м²). Единица измерения яркости (кд/м²) специального названия не имеет. Яркость - одна из световых величин, непосредственно воспринимаемая глазом наблюдателя.

Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, от степени освещенности, а в большинстве случаев также от угла а, под которым поверхность рассматривается.

В расчетах иногда фигурирует светимость М, равная отношению, светового потока, отражаемого или пропускаемого поверхностью, к ее площади:

M = = E·ρ или М = Е∙τ. (6)

Светимость измеряется в люменах на квадратный метр (лм/м²) и равна освещенности, умноженной на коэффициент отражения или ко­эффициент пропускания поверхности.

Световые свойства поверхностей характеризуются коэффициен­тами отражения ρ, пропускания τ и поглощения α, причем во всех случаях:

ρ + τ + α =1 (7)

Поверхности, яркость которых в отраженном или пропущенном свете одинакова во всех направлениях, называются диффузными. Для них имеют место соотношения:

I _α = I₀·cos α =L·S·cos α, (8)

 

Ф = I₀ ·π = L·S·π, (9)

L = или L =. (10)

где I₀ - сила света в направлении нормали к поверхности, I_а -сила света под уг­лом α к нормали, ρ - коэффициент отражения, τ - коэффициент пропускания, L -яркость поверхности, S - площадь поверхности.

В отраженном свете матовые поверхности бумаги, ткани, дерева, необработанные металлы, побеленные поверхности и штукатурка представляют собой диффузные поверхности. В проходящем свете— только молочные стекла.

Источники света - лампы, всегда помещают в светильники. Ос­новное назначение светильника - защитить лампу и перераспределить ее световой поток в нужном направлении.

Зависимость силы света I_α светильника от меридионального угла α (угол между данным направлением и вертикалью) задается или в табличной форме или в виде кривой силы света - КСС, т. е. геометриче­ского места концов отрезков, изображающих в принятом масштабе значения силы света в различных направлениях, рис. 4. В табли­цах приводят значения силы света для условных ламп со световым потоком в 1000 лм, табл. 3 приложение 2. Поэтому для определе­ния истинного значения силы света конкретного светильника с вы­бранной лампой необходимо табличные значения силы света I_а при­вести в соответствие со световым потоком выбранного источника света. Чаще всего это необходимо для расчета освещенности точеч­ным методом.

Во многих случаях расчета освещенность точки той или иной по­верхности определяется по силе света источника, с которой она свя­зана соотношением:

E = (16)

где Е – освещенность, лк; I_а – сила света, направленная к точке А, кд;
α – угол между лучом и нормалью к поверхности в точке падения луча;
r – расстояние от источника света до точки, м.

Для точки А, принадлежащей горизонтальной поверхности (рис. 5, приложение 1) освещенность можно выразить в следующем виде:

E = (17

Вибрация – это механические колебания тел, которые могут происхо-дить в одной или в нескольких плоскостях одновременно. Виды колебаний по способу их возбуждения подразделяются на:

- свободные колебания – колебания, вызванные отклонением системы из состояния равновесия и протекающие без участия внешнего воздействия;

- вынужденные колебания – колебания, происходящие под действием внешних, периодических сил;

- связанные колебания – свободные или вынужденные колебания, возникающие в сложных системах и характеризующие взаимодействие их отдельных частей (если между ними есть кинематическая связь).

Различают вибрацию общую и локальную (местную).

Общая вибрация, воздействуя на центральную нервную систему, тело в целом и отдельные органы человека, может вызвать в них стойкие и болезненные изменения. Продолжительное действие общей вибрации поражает нервную и сердечно-сосудистую системы, желудочно-кишечный тракт, опорно-двигательный аппарат, работающие начинают ощущать боли в желудке, нижней части живота, в области поясницы и грудной клетки. У лиц, длительно связанных с виброопасными работами без эффективных мер защиты, может развиться виброболезнь – опасное неизлечимое заболевание, которое сопровождается изменением в кровеносных сосудах верхних конечностей; снижением артериального давления, нарушением кровоснабжения внутренних органов, уменьшением частоты сердечных сокращений. Особенно опасны общие вибрации с частой 3 – 30 Гц, в этом диапазоне лежат собственные частоты колебаний внутренних органов, головы, конечностей человека. При совпадении их частоты с частотой возмущающей силы колебания происходят в резонансном режиме. Такие частоты называют резонансными.

При длительном воздействии локальной вибрации наблюдается онемение пальцев, заболевание суставов и неврозы рук.

По направлению действияболее вредной считается вибрация вдоль оси тела, чем перпендикулярная к ней. Вибрация, передаваемая элементами машин, конструкций и опор, является до 80% причиной аварий в машиностроении. Она вызывает дополнительные напряжения в несущих конструкциях оборудования, в трубопроводах и фундаментах, ослабляя сварные и болтовые соединения, снижая срок службы конструкций и оборудования, приводя к их отказу и внезапным разрушениям.

Основные параметры вибрации

Вибрация характеризуется частотой f (Гц), смещением (амплитудой)

А (мkм), виброскоростью V (мм/с) и виброускорением а (мм/с²).

В случае, когда колебания по характеру близки к синусоидальным, названные параметры связаны следующей зависимостью:

V =2 πf · A = A·ω, (1)

где ω = 2πf – круговая частота, рад/с.

Зачастую производственная вибрация – сложенные колебания, состоящие из ряда простых колебаний различной амплитуды и частоты. Поэтому ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ «Вибрационная безопасность. Общие требования» оценивает вибрацию по интегральной характеристике – корректировочному значению контролируемого параметра вибрации V, измеряемому с помощью специальных фильтров.

Принципы нормирования производственной вибрации

Согласно ГОСТ 12.1.012-90 вибрация нормируется в зависимости от следующих факторов:

- способа передачи ее на человека;

- направления действия;

- источника возникновения.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на:

- общую, передающуюся через опорныеповерхности сидящего или стоящего человека;

- локальную (местную), передающуюся через части тела человека (руки, ноги).

По направлению действия вибрацию подразделяют в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат рис.1:

- действующую вдоль осей ортогональной системы координат X, Y, Z (для общей вибрации) рис.1а, где Z₀ – вертикальная ось, a X₀,Y₀ – горизонтальные оси;

- действующую вдоль осей ортогональной системы координат Х_л, Y_л,Z_л ( для локальнойвибрации), где ось Х_л совпадает с осью мест охвата источника вибрации, а ось Z_л лежит в плоскости, образованной осью Х_л и направлением приложения силы или осью предплечья.

По источнику возникновения вибраций различают:

- локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного механизированного инструмента (с двигателями);

- локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного механизированного инструмента (без двигателей);

Общая вибрация

Положение стоя Положение сидя

 

а)

Локальная вибрация

 

При охвате цилиндрических, торцовых и близких к ним поверхностей

 

При охвате сферических поверхностей

б)

 

Рис. 1. Направление координатных осей при действии вибрации

 

- общую вибрацию 1-й категории – транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств, при их движении по местности;

- общую вибрацию 2-й категории – транспортно-технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок;

- общую вибрацию 3-й категории – технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Общую вибрацию 3-й категории по месту действия подразделяют на следующие типы:

а) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

б) на рабочих местах, на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;

в) на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда;

- общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников: городского рельсового транспорта и автотранспорта, промышленных предприятий и т.д.;

- общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников: инженерно-технического оборудования зданий и

бытовых приборов, а также встроенных предприятий торговли, предприятий коммунально-бытового обслуживания, котельных и т.д.

Гигиеническаяоценка вибрации на производстве производится одним из следующих методов:

- частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

- интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

- дозой вибрации.

По частотному составу вибрации подразделяют на:

- низкочастотные вибрации (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 1 – 4 Гц для общих вибраций и 8 – 16 Гц для локальных вибраций);

- среднечастотные вибрации (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 8 – 16 Гц для общих вибраций и 31,5 – 63 Гц для локальных вибраций);

- высокочастотные вибрации (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 31,5 – 63 Гц для общих вибраций и 125 –

1000 Гц для локальных вибраций).

Интегральная оценка ведется по логарифмическому уровню виброскорости L_v в дБ, определяемому по формуле:

L_v = 201g ; (2)

где v – измеренное значение виброскорости, мм/с;

v ₀ = 5·10^–5 – опорное значение виброскорости, мм/с.

По временным характеристикам вибрации подразделяют на:

- постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в два раза (на 6 дБ) за время наблюдения;

- непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в два раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 минут при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:

а) вибрации, для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;

б) прерывистые вибрации, когда воздействие вибрации на человека прерывается во времени, но длительность воздействия вибрации составляет более 1 с;

в) импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий, каждый длительностью менее 1 с.

На практике чаще приходится иметь дело со сложными вибрациями: несколькими простыми колебаниями различной амплитуды и частоты. Поэтому нормирование вибрации производят не по отдельным частотам, а по группам частот, называемых октавами.

Октавы – это любой диапазон частот, верхняя граница которого f_B
в 2 раза превышает нижнюю границу f_H. Каждая октава характеризуется своей средней геометрической частотой:

f_cp = . (3)

Нормирование вибрации производят в диапазоне от 1,4 до 2000 Гц. Этот диапазон разбит на 11 октав со средними геометрическими частотами: 2; 4; 8; 16; 32; 64; 125; 250; 500; 1000; 2000 Гц. «Санитарными нормами проектирование промышленных предприятий» (СН 245-71) для каждой октавной полосы установлены свои предельно допустимые значения виброскорости в абсолютных величинах (Приложение) и ее уровни вдБ.

Гашение колебаний предусматривает увеличение инерционного и упругого сопротивления колебательных систем, либо введение в механизмы специальных устройств – динамических гасителей.

В теории и практике виброзащиты различают две основные задачи: защита основания от вибрирующего механизма и защиты механизма от вибрирующего основания. Под основанием здесь понимают фундамент или корпус механизма. В обоих случаях задача решается методом виброизоляции. Между основанием и механизмом устанавливают виброизолирующее устройство – амортизаторы, которые устраняют жесткую связь механизма с основанием.

Борьба с вредным действием колебаний и вибраций ведется в трех направлениях:

1. Источник колебательного возбуждения.

2. Объект – машины, сооружения или транспортные средства.

3. Человек.

Когда человек непосредственно активно участвует в том или ином

процессе, должна учитываться механическая связь человека с вибрирующим объектом, так как человек включается в общую систему «человек-машина».

При пассивной или активной роли человека необходимо установить допустимый для человека уровень вибрации.

Виброзащита объекта осуществляется различными методами:

а) изменением конструкции, способствующим меньшему влиянию внешнего периодического воздействия, в частности, смещением основных собственных частот конструкции, при которых возможно возникновение резонанса из-за совпадения с частотой вынуждающей силы или из-за близости к ней, увеличением жесткости системы и т.п.;

б) динамическим гашением вибрации – присоединением к объекту виброзащиты упруго подвешенного тела – динамического гасителя, на которое «перекладывается» вибрация основного объекта, успокаиваемая таким путем;

в) динамическим поглощением – демпфированием, достигаемым как за счет внутреннего поглощения энергии в материале и конструкции, так и при помощи присоединении искусственных демпферов;

г) виброизоляцией, ослабляющей взаимосвязь источника возбуждения и объекта.

Метод виброизоляции реализуется различными способами, в том числе введением упругих элементов (стальные пружины, рессоры, резиновые прокладки и др.) между источником вибрации и защищаемым объектом, фундаментом.

На рис. 2 представлена схема виброизоляции машины 1, массой m, установленной на амортизаторы (пружины) 2 с жесткостью К, пружины деформируются под действием динамической силы Р (основание 3 принимаем абсолютно жестким), которая равна:

P = P₀ · sin ωt, (4)

где P₀ = m·g; ω = 2πf; f = n /60 – частота возмущающей силы; t – время;

n – частота вращения.

ω 1

Рис. 2. Схема виброизоляции машины

 

Деформация пружин под действием динамической силы Р составляет величину X, а в пружинах возникают силы упругости, равные К·Х. Эффективность виброизоляции тем выше, чем меньше силы упругости, то есть чем мягче пружины или прокладки. Однако агрегат, установленный на слишком мягкие виброизоляторы становится неустойчивым.

Таким образом, задача заключается в выборе достаточно эффективных виброизоляторов, обеспечивающих определенную горизонтальную устойчивость агрегата.

Показателем эффективности виброизолятора является коэффициент передачи μ, равный отношению передаваемой и возмущающей сил.

Коэффициент передачи определяется по формуле:

μ = 1 / (1 – ()²), (5)
где f = n / 60 – частота возмущающей силы агрегата, Гц;

f₀ = 1 / 2 π – частота собственных колебании агрегата, установленного на виброизоляторы, Гц.

Чем больше отношение (в определенном диапазоне от 1,4 до 5÷6), тем больше энергии поглощают амортизаторы. Так, при соотношениях равных 2,5; 3; 4; 5 (рис. 3), амортизаторы поглощают соответственно 81%, 87,5%, 93%, 96% энергии вибрации.

 

μ

1

3

2

2

3

1

1 2 3

Рис. 3. Зависимость коэффициента передачи
от отношения частот:

1 – при малом затухании системы;

2 – при большом затухании;

3 – зона виброизоляции

 

При f=f₀ происходит явление резонанса с резким увеличением величины динамической силы, передаваемой на основание, то есть применение виброизоляторов в этом случае оказывается не только бесполезным, но и вредным.

Располагают изоляторы в плане симметрично относительно центра тяжести агрегата.

Наконец, по способу ввода в действие методы и средства виброзащиты делятся на пассивные и активные. Перечисленные выше методы в том виде как они сформулированы, являются пассивными.

Динамическое гашение нередко сочетается с активным воздействием и управлением.

К активным методам относится искусственное возбуждение вибрации, действующей в направлении, противоположном основной вибрации в конструкции, и таким образом противодействующей ей.

Шумом называют произвольные сочетания звуков различной частоты и силы, отрицательно влияющие на здоровье и результаты деятельности человека.

Шум оказывает вредное воздействие на весь организм человека и в первую очередь на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы, может привести к ухудшению слуха, а в отдельных случаях к глухоте.

Источниками звуков являются, чаще всего, колеблющиеся тела, при движении которых происходит возмущение среды. Эти возмущения в виде волн избыточного давления распространяются в среде и воспринимаются человеком в виде звуков.

Не все волны избыточного давления воспринимаются человеком, а только те, частоты следования которых лежат приблизительно между 16 и 20000 Гц. Этот диапазон называют звуковым, а соответствующие им волны избыточного давления - волнами звукового давления.

При нормировании и измерении шума учитываются как физические характеристики, так и физиологические особенности восприятия и воздействия шума на человека. Человек, конечно, в состоянии сам без измерительных приборов оценить звуки по их тональности и громкости. Однако такая оценка будет не только субъективной, но и недостаточной. Это обусловлено тем, что громкость как субъективная оценка интенсивности возбуждения органов слуха волнами давления, и вредное воздействие шума на человека зависит не только от величины звукового давления, но и от частоты волн. Например: высокочастотный шум оказывает более вредное влияние на человека, чем равногромкий ему низкочастотный. При этом величина звукового давления низкочастотного шума в десятки и сотни раз может превышать звуковое давление высокочастотного шума, равногромкого низкочастотному.

Получить представление об уровнях звукового давления различных источников шума можно из табл.3.

Таким образом, категория «громкость» или эквивалентная ей категория «сила звука» могут быть использованы только для ориентировочной оценки шума. Объективная же информация о характеристиках шума может быть получена путем измерения звукового давления в различных диапазонах (октавных полосах) частот. Чем меньше будут полосы частот, тем больше мы получим информации о характере шума.

Нормирование и измерение звукового давления на рабочих местах производят по октавным полосам частот, т. е. таким полосам частот, верхние границы которых F_b в 2 раза превышают нижние границы F_h. Каждая октавная полоса частот одновременно определяется ее среднегеометрической частотой Fc, рассчитываемой по формуле:

F_C = = F_Н. (1)

Для удобства оценку шума в октавных полосах частот производят не по величине звукового давления, а по уровню звукового давления в относительных логарифмических единицах -децибелах /дБ/.

Уровень звукового давления L может быть рассчитан по формуле:

L = 20lg, (2)

где Р - среднеквадратичная величина звукового давления, Па;

Р₀ – 2·10^–5 – пороговая величина среднеквадратичного звукового давления, Па.

Рассчитывать уровни звуковых давлений по формуле (2) нет необходимости, так как измерители шума - шумомеры - проградуированы таким образом, что позволяют получать результаты замеров непосредственно в дБ.

Кроме уровней звуковых давлений, шумомеры позволяют измерить уровень звука в дБА. С этой целью указатель шумомера снабжается специальным частотным фильтром, моделирующим обобщенную частоту и характеристику органов слуха человека. На переключателе режимов работ шумомера имеется режим (шкала) «А», на которой и производят измерение уровня шума. Полученный при этом результат объективного измерения уровня шума весьма близко соответствует субъективному ощущению уровня громкости.

По временным характеристикам шумы подразделяют на постоянные и непостоянные. Непостоянные шумы в свою очередь делятся на прерывистые, колеблющиеся во времени и импульсные.

Постоянный шум - такой шум, уровень звука которого за восьмичасовой рабочий день изменяется во времени не более, чем на 5 дБА. Если изменения уровня звука превышают 5 дБА, то шум считают непостоянным.

Характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звуковых давлений в октавных полосах в дБ со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000,8000 Гц.

Для ориентировочной оценки допускается за характеристику постоянного шума на рабочем месте принимать уровень звука в дБА, измеренный по шкале «А» шумомера.

Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах и уровни звука в дБ на рабочих местах производственных предприятий приведены в табл.1.

ЗАЩИТА ОТ ШУМА

Разработка мероприятий по борьбе с производственным шумом должна начинаться на стадии проектирования технологического процесса и машин, разработки генерального плана предприятия, планировки производственного помещения, организации рабочего места.

Среди множества способов и средств зашиты от шума, предусмотренных в частности ГОСТ 12.1.000-75 и ГОСТ 12.1.029-80, наибольшее распространение получили способы звукоизоляции и звукопоглощения.

Эти способы реализуются или на этапе конструирования и изготовления оборудования путем разработки специальных корпусов и кожухов, препятствующих проникновению шума от его источника в производственную среду, или на этапе проектирования и модернизации производственных участков и помещений установкой перегородок, стен, кабин наблюдения работ, уменьшающих уровень шума, по крайне мере, на рабочем месте. Эффективность звукоизоляции зависит от плотности материала, используемого для целей звукоизоляции, его толщины, конструкции перегородки и кожуха, а также от частоты звуков: чем выше частота, тем эффективнее может быть звукоизоляция.

Так как шум порождается чаще всего вибрациями, то звукоизолирующий кожух или перегородки будут выполнять свои функции только в том случае, если будут приняты специальные меры по виброизоляции устанавливаемого кожуха или перегородки

 

2.Учебный вопрос. Понятие о промышленных ядах

В народном хозяйстве промышленно развитых стран мира используют несколько сотен тысяч разнообразных по строению и физико-химическим свойствам химических веществ, с которыми контактируют рабочие.

Многие из них являются промышленными ядами.

Определение "промышленный яд" в настоящее время в науке однозначно не определено.

Ю.П. Пивоваров считает, что "все или почти все химические вещества, встречающиеся в процессе трудовой деятельности человека в промышленности в качестве исходных, промежуточных, побочных или конечных продуктов в форме газов, паров или жидкостей, а также пылей, дымов или туманов и оказывающие вредное действие на работающих людей в случае несоблюдения правил техники безопасности и гигиены труда, являются промышленными ядами".

Знаменский А.В. также отмечает, что к промышленным ядам относятся такие вредные химические вещества, которые в производственных условиях способны при воздействии на организм человека вызвать профессиональное отравление (интоксикацию).

2. 1.Зависимость действия от структуры и свойств яда

Последствия негативного воздействия ядов на организм человека зависят от многих факторов: пола, возраста и индивидуальной чувствительности организма, химической структуры и физических свойств яда, его концентрации в воздухе, количества попавшего в организм вещества, длительности и непрерывности его поступления, а также ряда сопутствующих факторов производственной среды, таких как температура и влажность воздуха, шум, вибрация.

Поступление, распределение и выделение химических веществ из организма обусловлены их физико-химическими свойствами. Определяющим показателем в этом отношении является коэффициент распределения масло/вода К.

Величина его может быть приближенно вычислена по формуле:

lg K = 0,053·М.О. - 3,68, (1)

где М.О. - молекулярный объем (отношение молекулярного веса к удельному весу).

Вещества, характеризуемые высокими показателями коэффициента распределения (например, бензин, фреоны, бензол), при достаточно высоких их концентрациях в воздухе способны быстро насыщать кровь, ткани, клетки.

В результате в организме в относительно короткий промежуток времени создаются биологически действующие концентрации, обусловливающие быстрое развитие интоксикации.

Промышленные яды поступают в организм человека двумя основными способами: через органы дыхания и кожу. Через дыхательные пути попадают яды, находящиеся в воздухе, преимущественно в виде пара, газа и пыли. Через кожу проникают вещества жидкой и маслянистой консистенции, хорошо растворяющиеся в липидах (жирах и жироподобных веществах). Возможно поступление ядов и через желудочно-кишечный тракт с загрязненных рук, при приеме пищи.

Наибольшее значение имеет поступление их. через органы дыхания. Поступившие в воздух помещений токсические пыли, пары и газы вдыхаются рабочими и проникают в легкие. Через разветвленную поверхность бронхиол и альвеол они всасываются в кровь. Через дыхательную систему яды поступают в организм в виде газов, паров и аэрозолей. Это основной и наиболее быстрый путь, так как всасывание веществ происходит с очень большой поверхности легочных альвеол (100 – 120 м2).

Постоянный ток крови по легочным капиллярам способствует проникновению веществ из альвеол в кровь, которая транспортирует поступивший яд по всему организму (малый круг кровообращения, затем, минуя печень, через сердце в большой круг кровообращения). К реагирующим газам относятся такие яды, как аммиак, сернистый газ, оксиды азота и др. Вдыхаемые яды оказывают неблагоприятное действие практически на протяжении всего времени работы в загрязненной атмосфере, а иногда даже и по окончании работы, так как всасывание их еще продолжается. Поступившие через органы дыхания в кровь яды разносятся по всему организму, вследствие чего токсическое их действие может сказываться на самых различных органах и тканях.

В пищеварительном канале всасывание веществ может идти во всех отделах. Из полости рта всасываются все липидорастворимые соединения, фенолы, некоторые соли, особенно цианиды. Вредные вещества поступают в органы пищеварения при заглатывании токсических пылей, осевших на слизистых оболочках полости рта, либо путем занесения их туда загрязненными руками. При всасывании через слизистые оболочки полости рта и прямой кишки химические агенты попадают в кровь, минуя печень.

В кислой среде желудочного содержимого яды могут распадаться с образованием более токсичных соединений.

Так, соединения свинца, плохо растворимые в воде, хорошо растворяются в желудочном соке и поэтому легко всасываются. Из желудка попадают в кровь все липидорастворимые соединения, неионизированные молекулы органических веществ. Большая часть ядов, проникающих через стенки пищеварительного канала в кровь и через систему воротной вены, поступают в печень, где и обезвреживаются.

В тонком кишечнике на резорбцию (поглощение, всасывание) ядов существенно влияют изменения реакции среды, ферменты. А такие металлы, как медь, уран, соединения ртути, церий, повреждают эпителиальный покров и нарушают всасывание.

Поступившие в пищеварительный тракт яды на всем его протяжении всасываются через слизистые оболочки в кровь. В основном всасывание происходит в желудке и кишечнике. Поступившие через органы пищеварения яды кровью направляются в печень, где некоторые из них задерживаются и частично обезвреживаются, потому что печень является барьером для поступающих через пищеварительный тракт веществ. Только пройдя через этот барьер, яды поступают в общий кровоток и разносятся им по всему организму.

Токсические вещества, обладающие способностью растворять или растворяться в жирах и липоидах, могут проникать через кожный покров при загрязнении последнего этими веществами, а иногда и при наличии их в воздухе (в меньшей степени). Проникшие через кожный покров яды сразу поступают в общий кровоток и им разносятся по организму. Наиболее опасны ароматические нитро- и аминосоединения, фосфорорганические инсектициды, металлоорганические соединения. Преодолевают кожный барьер и такие газы, как циановодород, оксиды углерода, сероводород и др.

Выделение ядов из организма происходит главным образом через почки и кишечник; наиболее летучие вещества выделяются также и через легкие с выдыхаемым воздухом.

Через легкие выделяются летучие вещества, не изменяющиеся или медленно изменяющиеся в организме (бензин, бензол, этиловый эфир, хлороформ выделяются быстро; медленно выделяются спирты, ацетон, сложные эфиры). Наибольшее значение для выведения ядов имеют почки. При многих отравлениях с помощью специальных средств, усиливающих мочеотделение, добиваются быстрого удаления вредных веществ из организма. Но приходится считаться и с повреждающим воздействием на почки некоторых выводимых ядов, например ртути.

При тяжелых отравлениях этиленгликолем в почках задерживаются продукты метаболизма. При окислении этиленгликоля образуется щавелевая кислота, и в почечных канальцах выпадают кристаллы оксалата кальция, препятствующие мочеотделению. Медленно через почки выделяются плохо растворимые в воде вещества, например мышьяк, тяжелые металлы: свинец, ртуть, марганец.

Через желудочно-кишечный тракт выделяются нерастворимые или малорастворимые вещества: свинец, ртуть, марганец, сурьма. Некоторые вещества выделяются со слюной в полости рта: свинец, ртуть. Через кожу сальными железами выводятся все жирорастворимые яды, потовыми железами выводятся ртуть, медь, мышьяк, сероводород и др.

3.Учебный вопрос. Производственная пыль.

 

Производственная пыль (аэрозоль) - это совокупность мельчайших твердых частиц, образующихся в процессе производства, находящихся во взвешенном состоянии в воздухе рабочей зоны и оказывающих неблагоприятное воздей­ствие на организм работающих. Воздух производственных помещений фармацевтических предприятий может загрязняться пылью лекарственных веществ, которые выделяются в процессе взвешивания, просеивания, таблетирования, изготовления аэрозолей, транспортировки и др. технологических операций. Выделение пыли происходит при фасовке лекарственного растительного сырья и приготовлениилкарственных растительных сборов. В зависимости от принципа оценки существует несколько классификаций производственной пыли. По происхождению пыль подразделяется на: органическую (растительную, животную, полимерную), неорганическую (минеральную, металлическую) и смешанную. По месту образования пыль делится на: аэрозоли дезинтеграции, образую­щиеся при размоле и обработке твердых тел, и аэрозоли конденсации, получа­ющиеся в результате конденсации паров металлов и неметаллов (шлаки). По дисперсности пыль делят на видимую (частицы более 10 мкм), микро­скопическую (от 0,25 до 10 мкм) и ультрамикроскопическую (менее 0,25 мкм). Факторы, оказывающие влияние на биологическое действие пыли: дисперсность, форма, химический состав, электрический заряд, растворимость, примеси биологически активных агентов (аллергены, микробы и др.). В зависимости от выраженности этих факторов проявляется характер действия пыли на организм: преимущественно токсический (марганцевая, свинцовая, мышья­ковистая и др.), раздражающий (известковая, щелочная и др.), инфекционно -аллергический (микроорганизмы, споры и др.), аллергический (шерстяная, синтетическая и др.), канцерогенный (сажа и др.) и пневмокониотической, вызывающей спе­цифический фиброз легочной ткани. Опасность производственной пыли определяется ее физико-химическими свойствами. Так, пылинки размером менее 0,25 мкм практически не осажда­ются и постоянно находятся в воздухе в броуновском движении. Пыль с час­тицами менее 5 мкм наиболее опасна, поскольку может проникать в глубокие отделы легких вплоть до альвеол и задерживаться там. Подсчитано, что альве­ол достигает около 10 % вдыхаемых пылинок, а 15 % заглатывается со слюной. Важное значение имеют токсичность и растворимость пыли: токсичная и хорошо растворимая пыль быстрее проникает в организм и вызывает острые отравления (пыль марганца, свинца, мышьяка), чем нерастворимая, приводя­щая лишь к местному механическому повреждению ткани легких. Наоборот, растворимость нетоксичной пыли благоприятна, так как в растворенном со­стоянии вещество легко выводится из организма без каких-либо последствий. Значение заряда пыли заключается в том, что заряженные частицы в 2-8 раз более активно задерживаются в дыхательных путях и интен­сивнее фагоцитируются. Кроме того, одноименно заряженные частицы доль­ше находятся в воздухе рабочей зоны, чем разноименно заряженные, которые быстрее агломерируются и оседают. Скорость осаждения пыли зависит также от формы и пористости частиц. Округлые плотные частицы оседают быстрее. Плотные, крупные частицы с острыми гранями (чаще аэрозоли дезинтеграции) больше травмируют слизис­тую оболочку дыхательных путей, чем частицы с гладкой поверхностью. Одна­ко легкие пористые частицы хорошо адсорбируют токсичные пары и газы, а также микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности. Такая пыль приоб­ретает токсические, аллергенные и инфекционные свойства. Влияние воздуха производственных помещений, загрязненного пылью и химическими веществами на организм человека. Производственная пыль служит причиной развития различных заболева­ний, прежде всего это заболевания кожи и слизистых оболочек (гнойничко­вые заболевания кожи, дерматиты, конъюнктивиты др.), неспецифические заболевания органов дыхания (риниты, фарингиты, пылевые бронхиты, пнев­монии), заболевания кожи и органов дыхания аллергической природы (аллер­гические дерматиты, экземы, астмоидные бронхиты, бронхиальная астма), профессиональные отравления и как следствие их гепатиты, нефриты, панкреатиты (от воздействия токсичной пыли), онкологи­ческие заболевания (от воздействия канцерогенной пыли), пневмокониозы (от воздействия фиброгенной пыли). Последняя груп­па заболеваний наиболее актуальна, так как профессиональные пневмокониозы занимают первое место среди профпатологии во всем мире. К хроническому профессиональному фиброзу легких или пневмокониозу может привести длительное вдыхание производственной пыли. Пневмокониозами называются заболевания легких от воздействия промышленной пыли, проявляющиеся хроническим диффузным пневмонитом с развитием фиброза легких. Пылевой фиброз, вызванный вдыханием пыли свободной двуокиси крем­ния, называется силикозом. Пневмокониоз является общим заболеванием и возникает через 1-3 года работы в условиях высокой запыленности. Это зависит от степени запыленности, агрессивности пыли, ее дисперсности, индивидуальной реак­тивности организма и др. Тяжелая физическая работа, частые охлаждения, одновремен­ное воздействие раздражающих газов и токсичных веществ способствуют бо­лее быстрому развитию пневмокониоза. Одновременно отмечаются наруше­ния нервной, сердечно-сосудистой и лимфатической систем. По характеру и выраженности вызываемого патологического процесса пыль подразделяют на высокофиброгенную, умеренно фиброгенную, слабо фиброгенную и пыль токсико-аллергенного действия. В соответствии с этим в осно­ву современной классификации пневмокониозов (1996) положена зависимость заболеваний от эффекта пыли, а не от ее химического состава. Новая класси­фикация пневмокониозов основана на преимущественном действии промыш­ленной пыли и реакции организма. Выделяют 3 группы пневмокониозов по сходству патогенеза, гистологических, функциональных, цитологических и иммунологических проявлений, что позволяет правильно назначать лечение и решать вопросы трудоспособности. Пневмокониозы, развивающиеся от воздействия вы­соко фиброгенной и умеренно фиброгенной пыли (с со­держанием свободной двуокиси кремния более 10 %). Это силикоз, склон­ный к прогрессированию фиброзного процесса и осложнению туберкулезом. Мероприятия по профилактике пневмокониозов должны быть направлены на ликвидацию причин образования и распространения пыли, т. е. на измене­ние технологического процесса, использование мер личной профилактики. Большое значение в профилактике пневмокониозов имеет проведение пред­варительных (при поступлении на работу) и периодических (во время работы) медицинских осмотров. Целесообразны ингаляции, облучение ультрафиоле­товыми лучами в субэритемной дозе, использование средств индивидуальной защиты, в частности противопылевых респираторов. Повышенная запыленность воздуха рабочей зоны классифицируется как опасный и вредный производственный фактор. Под опасным и вредным производственным фактором понимается производственный фактор, воздействие которого на работающего в опре­деленных условиях приводит к травме или заболеванию. Пыль представляет собой мельчайшие частицы твердого вещества. Степень воздействия пыли на кожу, дыхательные органы и глаза зависит от физико-химических свойств пыли, ее токсичности и дисперсности, а также от концентрации. Пыль в зависимости от природы ее возникновения подразделяется на органическую, неорганическую и смешанную. К органической относится пыль растительного и животного происхо­ждения: шерстяная, древесная, хлопчатобумажная и другие. К неорганической относится пыль минеральная, кварцевая, керамиче­ская, цементная, металлическая и другие. В реальных условиях производства обычно встречаются смеси пыли с преобладанием компонентов, связанных с данным технологическим про­цессом. Пыль по степени ее измельчения (дисперсности) разделяется на три группы: а) видимая - с размером частиц более 10 мкм; б) микроскопическая - от 10 до 0,25 мкм; в) ультрамикроскопическая - менее 0,25 мкм. Пыль, способная некоторое время находится в воздухе во взвешенном состоянии, называется аэрозолем, в отличие от осевшей пыли, называемой аэрогелем. Скорость осаждения пыли из воздуха находится в зависимости от размера частиц. Крупные частицы относительно быстро выпадают в осадок под действием силы веса, более мелкие (микроскопические) падают с меньшими скоростями, преодолевая сопротивление воздушной среды, а самые мелкие (ультрамикроскопические) могут длительное время находиться в воздухе. Микроскопическая и ультрамикроскопическая пыль представляет для организма наибольшую опасность, поскольку она не задерживается в верхних дыхательных путях и, проникая в легкие, оседает в них. Крупные и средние частицы пыли в легкие попадают крайне редко они задержива­ются в верхних дыхательных путях (носовой полости, носоглотке). Характер и эффективность действия пыли также зависят и от ее заря­да. Известно, что заряженные частицы пыли дольше задерживаются в лег­ких, чем нейтральные, поэтому при прочих равных условиях они более опасны для организма. Вредность воздействия пыли также связана с растворимостью, твердо­стью, формой пылинок и т.п. Частицы пыли, имеющие многогранную форму с острыми иглообраз­ными выступами, оседая в верхних дыхательных путях, вызывают воспа­ление тканевых клеток. Воспаленные тканевые клетки дыхательных орга­нов создают благоприятные условия для проникновения в организм возбу­дителей различных инфекционных болезней. Твердые пылинки с острыми краями могут вызвать травмы глаз. Пыль, независимо от ее состава, покрывая кожу, может приводить к воспалительным заболеваниям. Глубоко проникая в легкие человека, пыль может привести к развитию в них заболевания - пневмокониоза, сущность которого заключается в замещении легочной ткани соединительной тка­нью. При работе, связанной с вдыханием кварцевосодержащей пыли, воз­можно заболевание наиболее тяжелым видом пневмокониоза - силикозом. Запыленность воздуха рабочей зоны производственных помещений в пределах допустимых концентраций не оказывает неблагоприятного влия­ния на организм человека. Предельно допустимыми концентрациями (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны являются такие концентрации, которые при еже­дневной работе в течение 8 часов (но не более 40 ч в неделю) в течение всего рабочего стажа не могут вызвать у работающих заболеваний или от­клонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования, непосредственно в процессе работы или в отдалённые сроки. Содержание вредного вещества в воздухе рабочей зоны не должно превышать ПДК, указанных в ГОСТе 12.1.005-88. Мероприятия по ограничению воздействия пыли на производстве должны быть комплексными и включать меры технологического, санитарно-техническо-го, медико-профилактического и организационного характе­ра. Так, например: 1) автоматизация технологического процесса; 2) механизация ручных процессов дробления, размола; 3) максимальная герметизация аппаратуры, оборудования, транс­портеров, шнеков и т.п.; 4) замена работ с применением сухих материалов работами с при­менением увлажненных материалов, например: мокрая шлифов­ка (взамен сухой) и т.д.; 5) устройство специальной пылеудаляющей вентиляции от мест образования пыли; 6) изоляция особо пылящей аппаратуры от участков других работ; 7) тщательная уборка помещения влажным способом или с приме­нением пылесосов; 8) обеспечение рабочих средствами индивидуальной защиты: противопылевой спецодеждой, респираторами, очками и т.п.; 9) создание на предприятиях условий для выполнения работа­ющими мероприятий личной гигиены (устройство гардеробных, умывальных, душевых, помещений для обеспыливания спец­одежды, респираторных, комнат гигиены и др.);   10) профессиональный отбор лиц для работы в цехах, где имеет место запыление воздуха, предварительный и периодические медицинские их осмотры; 11) установление особого режима работы и отдыха (сокращенный рабочий день, дополнительный отпуск и др.).