Экологически опасные вещества

Тяжелые металлы и некоторые другие металлы (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, олово, цинк, медь и др.) являются факторами риска сердечно сосудистых заболеваний. К тяжелым металлам относят более 40 химических элементов периодической системы Д.И.Менделеева с плотностью более 7-8 г/см³.

Поступление тяжелых металлов в биосферу происходит вследствие техногенного рассеяния:

- выброс при высокотемпературных процессах (черная и цветная металлургия, обжиг цементного сырья, сжигание минерального топлива);

- орошение водами с повышенным содержанием тяжелых металлов;

- внесение осадков бытовых сточных вод в почвы в качестве удобрения;

- вторичное загрязнение вследствие выноса тяжелых металлов из отвалов рудников или металлургических предприятий водными или воздушными потоками;

- поступление больших количеств тяжелых металлов при постоянном внесении высоких доз органических, минеральных удобрений и пестицидов, содержащих тяжелые металлы.

Ведущая роль в переносе металлов-загрязнителей принадлежит циркуляционным процессам, которые в свою очередь, определяют особенности их пространственного распределения.

Ртуть и ее соединения применяют в качестве фунгицидов (для протравливания посевного материала), при производстве бумажной массы, в качестве катализаторов в химическом производстве.

Из всего количества ртути, которое человек получает с пищей, примерно половина приходится на продукты животного происхождения и 1/3 - на растительную пищу. Всего в мире производится ежегодно около 9000 т ртути, из них 5000 т оказывается в океанах. Из воды она поглощается планктоном, далее - зоопланктоном, рыбой, хищной рыбой, хищными птицами.

У людей, отравленных органическими соединениями ртути, наблюдается поражение мозга - ограничение полей зрения вплоть до слепоты, нарушение координации движений. Поскольку период биологического полураспада ртути в организме человека составляет 70 дней, яд накапливается в организме. Ртуть вызывает в клетках поломку хромосом. Проникнув в клетку, ртуть может включиться в структуру ДНК, что сказывается на наследственности человека.

По рекомендациям ВОЗ допустимая суточная доза для ртути 0,03 мг/кг.

Свинец. Соединения свинца поступают в объекты окружающей среды при сжигании этилированного бензина, с дымовыми газами ТЭЦ, в результате миграции с территории свалок, со смывами с сельхозугодий и могут накапливать сырье растительного и животного происхождения. В ботве картофеля свинца накапливается больше, чем в клубнях, в соломе злаковых больше, чем в зерне.

Особенно опасны токсичные и кумулятивные свойства свинца для детей, обладающих большей чувствительностью развивающихся органов к токсикантам, и для пожилых людей, у которых замедлены выделительные функции кишечника. Свинец воздействует на кроветворную, нервную, пищеварительную системы, а также почки. Он относится к веществам, накапливающимся в различных органах и тканях с образованием стойких депо в организме.

Отравления свинцом могут проявляться в частых головных болях, головокружениях, повышенной утомляемости, раздражительности, ухудшении сна, мышечной гипотонии (пониженный тонус сосудов или мышц), а в тяжёлых случаях - в параличах и умственной отсталости.

Допустимая суточная доза свинца составляет 0,007 мг/кг; величина ПДК в питьевой воде – 0,05 мг/дм³.

Кадмий широко применяется при производстве пигментов, аккумуляторов, гальванических покрытий, получении сплавов, эмалей, производстве стекла, в атомной и ракетной технике, производстве полупроводников, полимеров (в качестве стабилизатора), антикоррозийных покрытий и др.

Первыми симптомами отравления кадмием являются боли в спине и ногах, на ранних стадиях поражаются почки и нервная система, нарушается функция лёгких. При развитии заболевания возникают деформации скелета и значительно уменьшается длина тела.

Больше всего кадмия мы получаем с растительной пищей, поскольку он легко переходит из почвы в растения, которые поглощают до 70% кадмия из почвы и лишь 30% - из воздуха. Из зерновых культур пшеница сильнее загрязнена кадмием, чем зерно ржи, однако 80-90 % поступившего из почвы кадмия остается в корнях и соломе. Кадмий способствует нарушению обмена железа и кальция.

Острые отравления кадмием возникали, если его концентрация в напитках или пищевых продуктах превышала 14-15 мг/л. Вскоре после употребления таких продуктов появлялись тошнота, рвота, спазмы в животе, в тяжелых случаях - диарея и шок. Подобные отравления отмечались за рубежом при употреблении фруктовых соков и других напитков из жестяных банок и торговых автоматов (покрытых кадмийсодержащими сплавами).

По рекомендациям ВОЗ допустимая суточная доза для кадмия -1 мкг/кг массы тела человека.

Мышьяк. Источниками загрязнения окружающей среды мышьяком являются электростанции, использующие бурый уголь, медеплавильные заводы, производство полупроводников, стекла, красителей и др.

В результате широкого распространения в окружающей среде и использовании в сельском хозяйстве обычное содержание в пищевых продуктах 0,5мг/кг, исключение составляют некоторые морские организмы, которые аккумулируют этот элемент. Использование соединений мышьяка в составе пестицидов для обработки виноградников приводит к случаям отравления винами.

Хроническое отравление мышьяком и его соединениями возникает при длительном употреблении питьевой воды с содержанием до 2,2 мг/дм³ токсиканта. Его разовая доля 30 мг смертельна для человека. Хроническое отравление мышьяком приводит к потере аппетита и снижению массы, гастрокишечным расстройствам, периферийным неврозам, коньюктивиту, гиперкератозу и меланоме кожи. Меланома возникает при длительном воздействии и может привести к развитию рака кожи (злокачественная опухоль, развивающаяся из меланоцитов — пигментных клеток, продуцирующих меланины (природный тёмный пигмент)).

Экспертами ФАО/ВОЗ установлена допустимая суточная доза мышьяка 0,05 мг/кг массы тела, что для взрослого человека составляет около 3 мг/кг в сутки.

Пестициды (от лат. Pestis - зараза) – это ядохимикаты, химические препараты широко используемые в сельском хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков, а также для уничтожения паразитов сельскохозяйственных животных, вредных грызунов и др.

Пестициды применяются в различных формах: растворы, суспензии, аэрозоли, пены, газы, пары, пыль, порошки, гранулы, капсулы, пасты.

Большинство пестицидов представляют собой устойчивые трудноразлагаемые соединения, у которых используется 4-5% внесенного количества, остальная же масса рассеивается в агроэкосистеме, попадая в почвы, растения, что в свою очередь создает сложные экологические проблемы.

Фреоны (хладоны) – группа фторсодержащих углеводородов; газы и летучие жидкости. Применяются как хладоносители в холодильных машинах, как хладагенты в аэрозольных упаковках косметических средств, как компоненты огнетушащих составов. Фреоны при контакте с открытым пламенем разлагаются с образованием токсичных дифтор- и фторхлорфосгена, не взаимодействуют с большинством металлов.

Фреоны не токсичны для организма, однако их воздействие на окружающую среду может иметь негативные последствия – образование озоновой «дыры», вследствие снижения концентрации озона под воздействием хладонов.

Диоксины – вещества, содержащие в своей молекуле атомы хлора. Обладают чрезвычайно высокой устойчивостью к химическому и биологическому разложению, переносятся по пищевым цепям. Источником поступления в окружающую среду является:

- нарушение правил захоронения промышленных отходов;

- сжигание муниципальных, медицинских и опасных отходов (изделия из ПВХ);

- выхлопные газы автомобилей;

- металлургическая и металлообрабатывающая промышленность;

- целлюлозно - бумажная промышленность;

- лесные пожары (леса, обработанные хлорфенольными пестицидами);

- хлорирование питьевой воды и т.д.

Воздействие на человека:

Диоксины - глобальные экотоксиканты, обладающие мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным и эмбриотоксическим действием. Причина исключительной токсичности диоксинов - способность этих веществ удивительно точно вписываться в рецепторы живых организмов и подавлять или изменять их жизненные функции.

Диоксины подавляя иммунитет и грубо вмешиваясь в процессы деления и специализации клеток, провоцируют развитие онкологических заболеваний.

Диоксины токсичны при любых концентрациях, поэтому содержание их в пищевой продукции для детского питания не допускается, ПДК для жирсодержащих продуктов установлено на уровне 0,000001-0,0000007 мкг/кг.

Полициклические ароматические углеводороды. Соединение из группы полициклических ароматических углеводородов, широко распространенное канцерогенное вещество, присутствующее в газообразных отходах промышленности, выхлопах автомобилей, в табачном дыме, в продуктах сгорания пищи и др. Бенз(а)пирен относится к полициклическим ароматическим углеводородам (ПАУ).

До 40% выбросов приходится на черную металлургию, 26% – бытовое отопление, 16% – химическую промышленность.

Наиболее высокие концентрации с превышением ПДК в 10–15 раз отмечены в городах с заводами по производству алюминия (Братск, Красноярск, Новокузнецк и др.). В 6–10 раз ПДК по превышена в городах с предприятиями черной металлургии (Нижний Тагил, Магнитогорск, Челябинск). В 3–5 раз – в городах с крупными предприятиями нефтехимии и нефтепереработки (Уфа, Пермь, Самара)

Причиной практически 75% раковых заболеваний считаются канцерогенные химические соединения, которые мы потребляем с продуктами питания.

Микроклимат

Параметры микроклимата оказывают непосредственное влияние на тепловое самочувствие человека и его работоспособность.

Согласно ГОСТ 12.1.005-88 под микроклиматом производственных помещений понимают климат их внутренней среды, который определяется действующими на организм человека в сочетании температуры, влажности, скорости движения воздуха и тепловых излучений.

Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» установлены гигиенические требования к показателям микроклимата рабочих мест с учетом интенсивности энергозатрат работающих, времени выполнения работ, периодов года.

Этими нормами регламентированы параметры микроклимата в рабочей зоне производственного помещения:

- температура, °С;

- относительная влажность, %;

- скорость движения воздуха, м/с;

- интенсивность теплового излучения, Вт/м².

Оптимальные микроклиматические условия должны обеспечивать оптимальное тепловое и функциональное состояние человека.

Температура воздуха. Одним из основных условий для осуществления нормального течения всех жизненных процессов в организме человека является принцип температурного постоянства. Теплообмен организма связан с выработкой тепловой энергии (теплопродукцией) и отдачей её во внешнюю среду (теплоотдачей) путём уравновешивания процессов химической и физической терморегуляции (при t выше 25⁰С работоспособность человека падает, предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать несколько минут без специальных средств защиты – 116⁰С).

Величина тепловыделения организмом человека зависит от степени физического напряжения в определенных метеорологических условиях и составляет от 85 (состояние покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа).

Влажность воздуха. Водяные пары поступают в атмосферу при испарении воды с поверхности морей и океанов озёр, рек, почвы.

В закрытых помещениях, где находятся люди, влажность воздуха увеличивается за счет испарения влаги со слизистых оболочек (около 350 г/сут) и кожи человека (около 500-600 г/сут); в жилых помещениях водяные пары поступают в воздух при стирке белья, варке пищи; в производственных помещениях – от оборудования, являющегося источником влаго- и тепловыделения.

Влажность воздуха характеризуется:

-абсолютной влажностью - количество водяных паров, находящихся в момент исследования в единице объема воздуха (выражается в весовых единицах (г/м³) или мм рт. ст.).

-максимальной влажностью - количество водяных паров, способных насытить единицу объема воздуха при данных условиях (выражается в весовых единицах или мм рт. ст.).

-относительной влажностью - отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах;

-дефицитом насыщения - разность между максимальной и абсолютной влажностью.

Оптимальная величина относительной влажности составляет 40-60%.

Скорость движения воздуха в природе. Движение воздуха в природе принято называть ветром; основными характеристиками ветров являются скорость (м/с) и направление; в верхних слоях атмосферы скорость ветра намного выше, чем в приземном слое. Для изображения преимущественных направлений ветров строят специальный график – «розу ветров» - векторную диаграмму, характеризующую режим ветра в данном месте по результатам многолетних наблюдений. Длины лучей, расходящихся от центра диаграммы в разных направлениях пропорциональны повторяемости ветров этих направлений. Розу ветров используют в градостроительстве для рационального зонирования территории населенного пункта с целью предотвращения загрязнения воздуха жилой зоны атмосферными выбросами промышленных объектов и максимального удаления их за пределы населенного пункта.

Скорость движения воздуха в помещениях нормируется в зависимости от энергозатрат человека при выполнении различных работ. В производственных помещениях скорость движения воздуха нормируется с учетом степени тяжести и напряженности труда.

Минимальная скорость движения воздуха, ощущаемая человеком составляет 0,2 м/с. В зимнее время скорость движения воздуха не должна превышать 0,2-0,5 м/с, летом 0,2-1,0 м/с. В горячих цехах допускается увеличение скорости обдува рабочих до 3,5 м/с (воздушное душирование).

Таблица 3.2 Оптимальные показатели микроклимата на рабочих местах производственных помещений
Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, ⁰С	Температура пов-тей, ⁰С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	Ia (до 139) Iб(140…174) IIa(175…232) IIб(233…290) III(более 290)	22…24 21…23 19…21 17…19 16…18	21…25 20…24 18…22 16…20 15…19	60…40 60…40 60…40 60…40 60…40	0,1 0,1 0,2 0,2 0,3
Теплый	Ia (до 139) Iб(140…174) IIa(175…232) IIб(233…290) III(более 290)	23…25 22…24 20…22 19…21 18…20	22…26 21…25 19…23 18…22 17…21	60…40 60…40 60…40 60…40 60…40	0,1 0,1 0,2 0,2 0,3

Оптимальный воздушно-тепловой режим в помещениях, особенно в холодный и переходный период года, достигается работой отопительной и вентиляционной систем.

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 нормируемые параметры микроклимата подразделяются на оптимальные и допустимые (таблица 3.2).

Оптимальные параметры микроклимата – такое сочетание температуры, относит. влажности и скорости воздуха, которое при длительном и систематическом воздействии не вызывает отклонений в состоянии человека.

Допустимые параметры микроклимата – такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном воздействии вызывает приходящее и быстро нормализующееся изменение в состоянии работающего.

Атмосферное давление. В условиях жизни и трудовой деятельности человека нередко имеют место значительные отклонения от нормального атмосферного давления, которые могут послужить непосредственной причиной нарушения здоровья. По мере уменьшения атмосферного давления с высотой снижается и величина парциального давления кислорода в воздухе, которая на высоте 15 км практически равна нулю. На высоте 3000-4000 м над уровнем моря снижение парциального давления кислорода приводит к недостаточному обеспечению им крови и тканей организма человека, что сопровождается рядом функциональных расстройств. Наибольшим образом страдает центральная нервная система. Появляются головные боли, одышка, шум в ушах, нарушения координации движений, бледность кожи и слизистых оболочек, носовые кровотечения, ухудшение обоняния, слуха, понижение тактильной чувствительности и зрения. Весь этот симптомокомплекс принято называть высотной болезнью, а при подъёме в горы - горной болезнью. Горная и высотная болезни возникают у летчиков при разгерметизации кабины, у спортсменов-альпинистов.

Повышенное атмосферное давление является вредным и опасным производственным фактором при строительстве подводных тоннелей, метро, выполнении водолазных работ. При быстром восстановлении атмосферного давления при поднятии человека из глубины может развиваться декомпрессионная (кессонная) болезнь. Её происхождение объясняется тем, что при пребывании в условиях высокого атмосферного давления в крови и тканях организма повышается растворимость азота, который при быстром выходе из зоны высокого давления выделяется в виде пузырьков и закупоривает просвет мелких и крупных кровеносных сосудов.

Освещение

Отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная освещенность рабочей зоны, повышенная яркость света, пониженная контрастность, прямая и отраженная блесткость, повышенная пульсация светового потока негативно сказываются на работоспособности и здоровье человека в целом.

Нормы естественного, искусственного и совмещенного освещения зданий и сооружений, а также нормы искусственного освещения селитебных зон, площадок предприятий и мест производства работ вне зданий установлены в СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

При нормировании освещенности производственных помещений регламентируется ее минимальный допустимый уровень в зависимости от характеристик и вида выполняемой зрительной работы, применяемой системы освещения и типа используемых источников света.

Для различных видов освещения нормируемые показатели различны.

При искусственном освещении в соответствии соСНиП 23–05–95для каждого разряда и подразряда зрительной работы нормируются:

- освещенность Е, лк;

- показатель ослепленности Р;

- коэффициент пульсации Кп, %.

При естественном и совмещенном освещении в соответствии соСНиП 23–05–95 для каждого разряда зрительной работы в зависимости от характеристики освещения (верхнее, боковое или комбинированное) нормируется коэффициент естественной освещенности КЕО, причём для бокового освещения нормируется минимальное значение КЕО, а для верхнего и комбинированного - среднее значение.

Производственное освещение должно обеспечивать отсутствие в поле зрения работающего резких теней, которые искажают размеры и формы объектов различения и тем самым повышают утомляемость и снижают производительность труда. Колебания освещенности обуславливают переадаптацию глаза, приводя также к значительному утомлению.

Обеспечение требуемого уровня нормируемых показателей освещенности, для различных видов освещения, является залогом успешного выполнения производственных задач и способствует сохранению здоровья населения в целом.

Вибрация

Вибрация - это малые механические колебания, возникающие в упругих телах. Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия.

Их источниками являются:

- возвратно-поступательные движущиеся системы (кривошипно-шатунные механизмы, ручные перфораторы и др.);

- неуравновешенные вращающиеся массы (ручные электрические и пневматические шлифовальные машины, режущий инструмент станков и др.);

- удары деталей (зубчатые зацепления, подшипниковые узлы);

- неоднородность материала вращающегося тела;

- несовпадение центра массы тела и оси вращения;

- деформация деталей от неравномерного нагрева при горячих посадках.

Вибрации могут быть непреднамеренными (например, из-за плохой балансировки и центровки вращающихся частей машин и оборудования, пульсирующего движения жидкости, работы перфоратора) и специально используемые в технологических процессах (вибропогружатели свай, вибрационное оборудование для производства железобетонных конструкций и укладки бетона, специальное оборудование для ускорения химических реакций и т.п.).

При воздействии вибрации на организм (рисунок 3.3) важную роль играют анализаторы ЦНС — вестибулярный, кожный и другие аппараты.

Воздействие вибраций на человека классифицируется:

— по способу передачи колебаний;

— по направлению действия вибраций;

— по временной характеристике.

Раздражение

Нервные клетки и органы

Деформация ткани и клеток отдельных органов

Смещение органов

Источник вибрации

Снижение работоспособности

Нарушение функций ЦНС

Нарушение функций опорно-двигательного аппарата

Нарушение функций половых органов

Рис. 3.2 - Действие вибрации на человека

В зависимости от способа передачи колебаний человеку вибрацию подразделяют на общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека; локальную, передающуюся через руки или участки тела человека, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов.

Общую вибрацию по источнику ее возникновения и возможности регулирования ее интенсивности оператором подразделяют на следующие категории (ГОСТ 12.1.012–90 Вибрационная безопасность. Общие требования):

Категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, в том числе при их строительстве; при этом оператор может активно, в известных пределах, регулировать воздействия вибрации.

Категория 2 – транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека-оператора на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок; при этом оператор может лишь иногда регулировать воздействие вибрации.

Категория 3а – технологическая вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Категория 3б – вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом. К ней относятся рабочие места на промышленных кранах, у станков металло- и деревообрабатывающих, кузнечно - прессового оборудования, литейных машин и другого стационарного технологического оборудования.

Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравматизацию различных тканей с последующими их изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.

При действии на организм общей вибрации в первую очередь страдает опорно-двигательный аппарат, нервная система и такие анализаторы как вестибулярный, зрительный, тактильный.

Бич современного производства, особенно машиностроения, – локальная вибрация. Локальной вибрации подвергаются главным образом лица, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью.

Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов. Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а колебания высоких частот — спазм сосудов.

Локальная вибрация по источнику возникновения подразделяется на:

- передающуюся от органов ручного управления машин и оборудования;

- передающуюся от ручных инструментов (без двигателей) и обрабатываемых деталей.

По направлению действия вибрация подразделяется на:

– вертикальную;

– горизонтальную, от спины к груди;

– горизонтальную, от правого плеча к левому плечу.

При работе строительных машин и технологических процессов существуют горизонтальные и вертикальные толчки и тряска, сопровождающиеся возникновением периодических импульсных ускорений.

При частоте колебаний от 1 до 10 Гц предельные ускорения равные

10 мм/с², являются неощутимыми,

40 мм/с² – слабо ощутимыми,

400 мм/с² – сильно ощутимыми,

1000 мм/с² – вредными,

4000 мм/с² – непереносимые.

По временной характеристике различаются:

- постоянная вибрация, для которой контролируемый параметр, например, виброскорость за время наблюдения изменяется не более чем в 2 раза;

- непостоянная вибрация, изменяющаяся по контролируемым параметрам более чем в 2 раза.

Вибрационная болезнь (ВБ) от воздействия общей вибрации и толчков регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, часто, на заводах железобетонных изделий.

Основные параметры вибрации. В качестве параметров, оценивающих вибрацию могут служить: виброперемещение u (м) или его производные: виброскорость v (м/c) и виброускорение a (м/c²). Если виброскорость изменяется по гармоническому закону с амплитудой А, то этому закону будут подчиняться и два других параметра. При этом амплитуды виброускорения А _a и виброперемещения А _u связаны с амплитудой А соотношениями:

; (3.8)

При анализе вибраций обычно рассматривают не амплитудные, а средние квадратичные значения, определяемые усреднением по времени величины ω(t) на отрезке Т

(3.9)

Таким образом, для характеристики вибраций используют спектры действующих значений параметров или средних квадратов последних.

В практике виброакустических исследований весь диапазон частот вибраций разбивают на октавные диапазоны. В октавном диапазоне верхняя граничная частота в два раза больше нижней . Анализ и построение спектров параметров могут производиться также в третьоктавных полосах частот, которые в три раза уже .

Если f₁ - нижняя граничная частота, а f₂ - верхняя, то в качестве частоты, характеризующей полосу в целом, берется среднегеометрическая частота . Среднегеометрические частоты октавных полос частот вибрации стандартизированы и составляют: 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц.

Так как параметры вибрации могут изменяться в очень широких пределах, то на практике часто используются логарифмические уровни вибрации. Логарифмическая единица называется бел (Б), а её десятая часть - децибел (дБ). Логарифмический уровень - характеристика колебаний, сравнивающая две одноименные физические величины, пропорциональные десятичному логарифму отношения оцениваемого и исходного значения величины. В качестве исходного используются опорные значения параметров, принятые за начало отсчета. Таким образом, логарифмический уровень вибрации будет определяться по формуле:

(3.10)

где ω- среднее квадратичное значение рассматриваемого параметра вибрации, ω⁰- пороговое значение соответствующего параметра.

Для виброскорости пороговое значение , пороговые значения для виброускорения а₀ и виброперемещения u₀ равны: ; , при .

Вибрация нормируется стандартами и другими правилами и нормами. Различают Санитарно-гигиеническое (документы устанавливают нормируемые параметры и их допустимые значения, режимы труда лиц виброопасных профессий) и техническое (защита оборудования) нормирование вибрации.

При гигиенической оценке двух видов вибрации следует иметь в виду, что санитарно-гигиенические требования и правила в первом случае включаются в техническую документацию на машины и оборудование, а во втором — в документацию на технологию проведения работ.

Акустические колебания

Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает как слышимые, так и неслышимые колебания упругих сред.

- акустические колебания в диапазоне 16Гц...20кГц - звуковые;

- акустические колебания с частотой менее 16Гц - инфразвуковые,

-выше 20кГц — ультразвуковые.

Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле. Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот и интенсивностей. Самые низкие значения порогов лежат в диапазоне частот 800….4000 Гц.

С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятно воспринимаемый звук.

Классификация шумов:

- в зависимости от преобладания звуковой энергии в соответствующем диапазоне частот различают низко-, средне- и высокочастотные шумы;

- по временным характеристикам — постоянные и непостоянные, постоянные - уровень звука за 8-часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБА и непостоянные - уровень звука за 8-часовой рабочий день изменяется не менее чем на 5 дБА. В свою очередь Непостоянные шумы подразделяется на колеблющийся во времени, прерывистый, импульсный;

- по длительности действия — продолжительные и кратковременные;

- по спектру — широкополосные (интервалы между частотными составляющими очень малы) и тональные. Тональные - в спектре которых имеются слышимые дискретные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 7 дБ. (шум дисковой пилы – тональный, реактивного двигателя - широкополосный);

- по природе возникновения – механический, аэродинамический, гидравлический, электромагнитный.

Шумовое воздействие, сопровождающееся повреждением слухового анализатора, проявляется медленно прогрессирующим снижением слуха.

Степень влияния шума зависит от его интенсивности и продолжительности воздействия, состояния ЦНС и что очень важно, от индивидуальной чувствительности организма к акустическому раздражителю. Особенно чувствительны к шуму детский и женский организмы. Высокая индивидуальная чувствительность может быть одной из причин повышенной утомляемости и развития неврозов.

Шум влияет на весь организм человека: угнетает ЦНС, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечнососудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни, может приводить к профессиональным заболеваниям.

Звуковые волны возникают при нарушении стационарного состояния среды вследствие наличия в ней какого-либо возмущающего воздействия. Скорость распространения звуковой волны – скорость звука (м/c), зависит только от характеристик среды распространения

(3.11)

где ρ – плотность среды, кг/м³, K – модуль объемной упругости среды, Па.

В воздухе при температуре 20⁰С скорость звука составляет 340 м/с.

Любое колебательное движение характеризуется периодом колебаний Т и частотой f.

Период колебаний Т=1/f соответствует временному интервалу, через который в каждой точке пространства временное развитие колебаний будет повторятся. Этому временному интервалу будет соответствовать пространственный интервал повторения волновой картины, так называемая длина волны λ=с/f.

Звуковое поле - область пространства, в котором распространяются звуковые волны. В каждой точке звукового поля давление и скорость движения частиц воздуха изменяются во времени.

Звуковое давление – разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде, Па.

Таблица 3.3