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 (Limac). 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 (Limch) 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 Limch — порог хронического действия,
Ks — 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! |
Мы поможем в написании ваших работ!