Основы физиологии труда и комфортные условия жизнедеятельности 4 страница

При светотехническом расчете (наиболее массовый инженерный расчет) производят выбор источников света, системы освещения Е_мин, коэффициента запаса, типов светильников и их размещение в освещаемом пространстве. Для этого применяют следующие методы: светового потока, удельной мощности и точечный (детально см. практикум [6] и пособие [9]).

В процессе эксплуатации искусственного освещения уменьшается фактическая освещенность на РМ за счет уменьшения светового по­тока ламп или их несвоевременной замены, загрязнения светильни­ков, стен и потолка помещения. Поэтому необходимо осуществлять регулярную чистку светильников в течение года: при запыленности воздуха свыше 5 мг/м³ - 18 раз; от 1 до 5 мг/м³ - 6 раз и менее 1 мг/м³ - 4 раза.

Тщательный и регулярные уход за осветительными установками обеспечивают рациональные зрительные УТ без дополнительных затрат электроэнергии. Для этого рекомендуется создавать специальные бригады или группы эксплуатации, отвечающие только за освещение.

1.3. Негативные факторы в системе "человек - среда обитания"

1.3.1. Классификация негативных факторов (НФ). В основе возникновения негативных воздействий на человека и ПС лежит неравновесное состояние материального мира и прежде всего различия в энергетических характеристиках его компонентов, в уровнях тепловой, кинетической, электромагнитной и прочих видов энергии. Кинетическая энергия ветра и водной стихии, высвобождающаяся энер­гия напряжений земной коры, термическая энергия вулканов - при­меры естественных негативных воздействий. Появление человечес­кого общества и его хозяйственной деятельности привело к формированию новых источников негативных воздействий и нового класса - антропогенных НФ. Рост масштабов экономической деятельности и совершенствование промышленного производства резко расширили пе­речень антропогенных НФ и увеличили интенсивность их воздействия. Общей главной причиной реализации антропогенных НФ с самого начала был неконтролируемый выход энергии.

Деление НФ на естественные и антропогенные - это классифика­ция факторов по происхождению. По природе воздействия их можно разделить на физические, химические и биологические. Определяю­щий признаком для первой группы является вид энергии (например, механической, тепловой или электромагнитной). К этой группе НФ относятся рассмотренные выше основные неблагоприятные характе­ристики воздушной среды и освещенности; механические факторы, включающие воздействие движущихся машин и механизмов, вибрации и ускорения; акустические факторы (инфразвук, шум и ультразвук); большой перечень электромагнитных излучений (ультрафиолетовая и инфракрасная радиация, высоко- и сверхвысокочастотные излучения, ионизирующая радиация, лазерное излучение и т.д.).

Воздействие второй группы НФ определяется химической струк­турой вещества. Эта группа НФ включает отклонения в естественном составе воздуха (слишком низкие или слишком высокие уровни парциального давления О₂, высокий уровень парциального давления N₂ и т.п.), а также его запылённость и загазованность. В за­висимости от токсичности (ядовитости) НФ воздушной среды делят на чрезвычайно опасные (с ПДК<0,1мг/м³), высокоопасные (с ПДК = 0,1…1),умеренно опасные (с ПДК = 1,1…10,0) и малоопасные (с ПДК > 10 мг/м³). К биологическим факторам относят прямое воздействие живых организмов : повреждения от животных, пресмыкающихся и насекомых, воздействие продуктов жизнедеятельности(например пыльцы) и биотехнологических производств. Последние, в частности, являются одним из основных источников аллергенов, т.е. веществ, вызывающих аллергические реакции и заболевания (например, бронхиальную астму или экзему).

С трудовой деятельностью человека связана особая группа психофизиологических факторов, т.е. НФ, создающих высокие уровни физических и нервно-психологических нагрузок и обусловленную ими степень тяжести и напряженности труда (ГОСТ 12.0.003-74).

По характеру воздействия различаются активные, воздействующие собственной энергией(например движущиеся машины и механизмы, разрушающиеся конструкции, термические и электрические факторы) и пассивные факторы, активизирующиеся за счёт энергии, носителем которой является сам человек (например, острые колющие и режущие предметы, неровности поверхности и т.д.). Выделяются также непосредственные и косвенные опасности. Примером первых могут быть сжатые и сжиженные газы, а вторых - коррозия сосудов под давлением, в которых эти газы находятся.

По последствиям воздействия на человека различают опасные (травмирующие) и вредные (вызывающие заболевания) факторы. От­несение ряда физических и химических НФ к вредным или опасным зависит от их количественных характеристик (интенсивности, кон­центрации, дозы и т.д.). Даже те факторы, которые в определен­ном диапазоне значений обеспечивают комфорт человеку, при дру­гих значениях становятся вредными или опасными. Например, тем­пературные условия для легкой физической работы (категория Iа), оцениваемые по индексу WBGT , в диапазоне его значений 21,0... 23,4 являются комфортными, 23,5…25,4 - допустимыми, 25,5…31,0 - вредными и более 31,0 - опасными или экстремальными (по Р 2.2.013-94).

На Западе нашла широкое применение классификация опасных фак­торов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Согласно этой классификации выделяется 4 группы факторов: опасных веществ, механических, термических и электрических опасностей. К опасным веществам относят: а) взрывчатые вещества (конденсированные взрывчатые вещества, сжатые газы, взрывоопасные парогазовые смеси, перегретые жидкости, пылевоздушные смеси и другие); б) ядовитые вещества эндо- и экзогенного происхождения (в том числе и сильно ядовитые вещества - СДЯВ); в) пожароопас­ные вещества, в том числе легко воспламеняющиеся и горючие жид­кости; г) окисляющиеся и д) агрессивные (кислоты, щелочи) ве­щества; е) источники проникающей ионизирующей радиации и т.д. К механическим опасностям относятся: а) движущееся машина, заго­товка и т.д.; б) разрушение аппаратов, механизмов, зданий и со­оружений; в) острые предметы и инструменты и т.д. К термическим опасностям относятся экстремальные (высокие и низкие) темпера­туры, а к электрическим - электроток, статические поля и элек­тромагнитные излучения.

В нашей стране разработан перечень, содержащий около 200 на­иболее опасных и вредных факторов, представленных в алфавитном порядке [10].

Пространство, в котором возможно воздействие опасного или вредного фактора, называется опасной зоной. К этим зонам относят­ся: зоны захвата машин, поверхности и выступы движущихся частей, рабочие зоны подъемно-транспортного оборудования, а также зоны вокруг разрушающихся зданий, механизмов, сосудов под давлением и т.д. Различают постоянные и временные опасные зоны, которые характеризуются геометрическими размерами, а временные - еще и вероятностью ее возникновения. Условия, в которых создается воз­можность воздействия на человека опасных факторов, определяют как опасную ситуацию. Она возникает при нахождении человека в опасной зоне в момент реализации соответствующей опасности. Для характеристики опасных ситуаций используют вероятностные показатели. Частоту или вероятность реализации опасностей и вызыва­емых ими несчастных случаев (НС) называют риском (риск аварии или отказа, риск НС и травмы). В математическом смысле риск представляет собой числовую характеристику случайной величины, используемой для описания опасности. НС возможен при двух усло­виях: нахождения человека в опасной зоне в момент реализации опасности и отсутствия у него достаточных С3.

В качестве характеристик уровня воздействия НФ используют размеры материального ущерба при его реализации, число постра­давших, трудопотери. Однако наиболее частой мерой оценка опас­ности является число погибших. В Положении о порядке расследова­ния и учета НС на производстве [11] выделяют следующие уровни воздействия: а) приводящие к трудопотерям одного пострадавшего; б) приводящие к групповым трудопотерям; в) приводящие к инва­лидности; г) вызывающие гибель одного или нескольких человек; д) вызывающие гибель 5 и более человек (в Великобритании за кри­терий катастрофы принято не явно оговоренное количество погибших в 10 чел. [12]).

Перечень НФ, их источники, особенности реализации а воздейст­вия на человека во многом зависят от конкретной среды обитания - природной или антропогенной.

1.3.2. Естественные НФ вызываются стихийными явлениями и про­цессами в воздушной, водной и субстратной средах планеты. К ним также относят факторы космического происхождения: падения круп­ных метеоритов, космическая радиация. Воздушная среда является источником ураганов, бурь, смерчей, ударов молний; водная - ис­точником наводнений и цунами. Процессы в земной коре приводят к землетрясениям и извержениям вулканов. Правда, в последнее деся­тилетие регистрируются и землетрясения, вызванные напряжениями коры в регионах с искусственными водохранилищами; аварий же на их плотинах и дамбах приводят к наводнениям, не уступающим естественным.

Воздействие естественных НФ непосредственно приводит к гибели людей и большому материальному ущербу, а в районах жилой заст­ройки и промзонах - к разрушению зданий и сооружений, высвобож­дению энергии этих зон, пожарам, взрывам и токсическим выбросам. Все это резко увеличивает масштабы бедствий, приводит к гибели десятков и сотен тысяч людей (землетрясения в Ашхабаде в 1946г., Армении в 1988г., Нефтегорске на Сахалине в 1995г.)

Пространственное распределение стихийных бедствий (СБ) под­чинено определенным закономерностям. Так, наводнения чаще всего бывают в Юго-Восточной Азии; землетрясения, цунами и извержения вулканов в РФ характерны для Дальнего Востока (Камчатки, Курил, Сахалина), нагонные наводнения - для Санкт-Петербурга; снежные бури и заносы - для степных и горных районов; оползни - для се­литебных зон на высоких берегах рек (например, в Нижнее Новго­роде).

В зависимости от продолжительности действия различают кратко­временные СБ (землетрясения, удары молний), быстро распространя­ющиеся (пожары, цунами), умеренные (весенние паводки) и "ползу­чие" (засуха). Длительным развитием отличаются экологические бедствия, вызываемые нерациональными методами ведения хозяйства и приводящие к появлению экологических беженцев и громадному материальному ущербу (например, в Сахеле и на Арале). Существен­ной особенностью СБ является отсутствиедостоверного прогноза точного времени и места их реализации.

Поражающими факторами СБ являются первичные и вторичные меха­нические воздействия (при землетрясениях), экстремальные темпе­ратуры (при извержении вулканов и снежных заносах), асфиксия (при наводнениях и завалах) и т.д. СБ с их масштабностью могут приводить к глобальным изменениям ПС. Именно с ними связываются геологические катаклизмы с гибелью господствующих форм жизни на планете и резкими изменениями эволюции живого мера.

1.3.3. НФ в техносфере. Для нашего времени характерно ускорен­ное формирование и расширение техносферы. В странах Запада, на­пример, в США, только 4% населения занято в аграрном секторе, обеспечивая продовольствием оставшиеся 96%. Повсеместная урбани­зация ведет к росту числа городов, увеличению их населения, по­явлению мегаполисов с населением каждого до 10 и более миллионов человек. Подавляющее большинство населения почти 1/3 жизни про­водит в производственной среде, а остальную - в условиях совре­менного города, в его селитебной, транспортной и бытовой средах. Первая особенность жизни в условиях техносферы заключается в постоянно растущем энергетическом уровне НФ. Это связано с воз­растающим ростом производства опасных (взрывчатых, токсических, горючих) веществ и увеличением их объемов на производственных площадках и промзонах. Триллионы смертельных доз ядовитых ве­ществ на химических предприятиях, гигантские запасы пожароопас­ных материалов в нефтехимии, взрывчатых веществ в горнодобыва­ющей промышленности резко увеличивают риск крупномасштабных аварий и катастроф. Второй причиной повышения энергетического потенциала НФ техносферы является укрупнение производственных установок, рост их мощности, создание крупных ТС и комплексов. Например, в химической промышленности в ХX веке мощность агре­гатов возросла в десятки и даже в сотни раз [12]. Соответст­венно увеличилось и их энергопотребление. Наконец, третья при­чина заключается в использование принципиально новых источников энергии, понимании истинной опасности которых идет с заметным отставанием от внедрения в практику. Наглядным примером в этом отношении служит влияние Чернобыльской аварии на оценку безопас­ности и экологичности атомной энергетики.

Второй особенностью НФ техносферы можно назвать постоянное расширение их перечня. Почти каждое изменение и совершенствова­ние оборудования и технологий, расширение области применения ТС ведет к появлению новых НФ. Одних новых синтетических веществ ежегодно создается более тысячи, причем значительная их часть является вредной или опасной для человека.

Третья особенность - это последствия реализации НФ. Рост го­родского населения и размещение селитебных зон в относительной близости от технических объектов приводят к резкому увеличению числа жертв техногенных аварий, а сами аварии становятся вполне сопоставимыми с наиболее крупными СБ. Аварийный выброс 42 т метилизоцианата в 1984г. в г. Бхопале привел к гибели 3500 чел., инвалидности 20000 и острым отравлениям примерно 200000 чел. Подавляющее большинство жертв при этом не имело никакого отноше­ния к производству, явившемуся источником выброса. По статисти­ке РФ из примерно четверти миллиона ежегодных жертв аварий, дорожно-транспортных происшествий, убийств и т.д. только у 8000 погибших их смерть связана о профдеятельностью.

Последней, четвертой особенностью реализации НФ в техносфере является возрастающее влияние на здоровье городского населения техногенных загрязнений, что обусловлено ростом выбросов, отбро­сов и отходов. Преждевременная смертность от аллергических забо­леваний, вызываемых загрязнениями, стала почти такой же частой, как и от сердечно-сосудистых болезней. Число недожитых до пен­сионного возраста лет из-за экологических болезней больше, чем в какой-либо другой группе нарушений здоровья.

В каждой из сред и зон техносферы имеются свои особенности в отношении перечня НФ, последствий их воздействия и организации защитных мер.

Для НФ производственной среды характерны все указанные выше закономерности появления и воздействия новых НФ техносферы. Более того, именно производственная среда становится первой, а иногда и единственной точкой приложения новых НФ. Так, только при работе под повышенным давлением (в кессонах и под водой) возможно ток­сическое действие высоких уровней парциального давления О₂; только с деятельностью космонавтов связана невесомость, вызыва­ющая глубокие нарушения опорно-двигательного аппарата человека. НТП обусловлено появление таких НФ в производственной среде, как ионизирующие излучения (источники - технологические процессы, КИП); лазерное излучение (источники - металлообработка); электромагнитные излучения высокой и сверхвысокой частоты (источники - установки ТВЧ и индукционной сушки, сварочные генераторы, РЛС). Резкое повышение энергопотребления делает одним из самых распространенных НФ производственной среды электроток (с ним связано от 20 до 40% всех смертельных травм на производстве). Значительное число травм обусловлено воздействием НФ, источника­ми которых являются установки и системы повышенной опасности (сосуды под давлением, транспортные и грузоподъемные средства). Соответственно наиболее опасными профессиями по показателям травматизма являются водители (18,9%), электромонтеры (6,3%) и газосварщики (3,9%). Перечень НФ производственной среды с указа­нием их источников и уровней применительно к конкретным отраслям и видам промышленности, энергетики, строительства и транспорта приведен в соответствующей НТД, учебной и справочной литературе по ОТ. Его объем (одних только вредных веществ в воздухе рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005-88 1307 наименований), а также то, что часть этих НФ (неблагоприятные условия освещённости и микроклимата) рассмотрена в предыдущем подразделе, приводят к тому, что ниже будут указаны только наиболее существенные НФ.

Среди них следует, во-первых, указать на запыленность воздуха, источником которой является негерметичность оборудования, транс­портирование и переработка сыпучих материалов, ряд технологичес­ких процессов в машиностроении и строительстве. Особую опасность, во-вторых, представляют механические колебания-вибрации, вызывае­мые работой ручного инструмента, виброплощадками и транспортны­ми средствами. В третьих, на ряде производств создаются высокие уровни шумов, на 2...3 порядка превышающие ПДУ. В четвертых, око­ло 15 миллионов работников подвергаются воздействию вредных примесей воздуха с концентрацией выше ПДК. Основными травмирую­щими факторами в машиностроении являются: оборудование (41,9%), падающие предметы (27,7%), падения персонала (11,7%) и заводской транспорт (10%).

Изменение содержания трудовой деятельности (выражается увели­чением роли умственного труда) привело к ужесточению требова­ний к ряду НФ производственной среды, воздействие которых резко снижает умственную работоспособность и приводит к переутомлению (вибрация, шумы).

Значительное число НФ производственной среды активно прояв­ляет себя в селитебной зоне и жилищах, а также в ПС. Уровни загрязнений атмосферного воздуха в ряде ситуаций уже приводят к массовым острым отравлениям в наиболее крупных городах планеты ( например, в Лондоне и Токио). Резкое повышение выбросов, раз­рушающих озоновый "экран" планеты и вызывающих развитие "парни­кового" эффекта, создает реальную угрозу самому существовании жизни на Земле. Масштабы воздействия промобъектов на ПС, взаи­модействие загрязнений ПС, их трансформация в ней и вызываемые ими экономический и экологический ущербы и нарушения в состоя­ние здоровья населения подробно были ранее рассмотрены в дисциплине «Экология».

В бытовой зоне помимо воздействия НФ производственной среды большое значение имеют факторы, создаваемые предметами быта, бы­товыми приборами и конкретными особенностями жизнеобеспечения. Насыщенность быта электроприборами, современными аудио- и видео средствами, вплоть до компьютеризации быта, приводит к поражениям электротоком, воздействию статических электрических полей и электромагнитных излучений. На близких расстояниях от видеотех­ники возможно воздействие ионизирующей радиации в дозах, вполне сопоставимых или даже превышающих фоновое облучение [3]. При близких расстояниях от транспортных магистралей и аэропортов ин­тенсивность акустических факторов может на несколько порядков превышать установленные нормативы. Рельсовый транспорт может явиться источником низкочастотных вибраций, а размещенные вокруг городов РЛС являются источниками сверхвысокочастотного электро­магнитного облучения. Существенное влияние на здоровье населения оказывает снижение качества продуктов питания и недостаток вита­минов.

Однако основными НФ городской и бытовой среды являются за­грязнения атмосферного воздуха. Производственные выбросы воздей­ствуют на все население, в том числе на детей и стариков, а их чувствительность к ряду химических НФ в десятки и сотни раз больше, чем у людей трудоспособного возраста. Поэтому ПДК для ряда веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов в десятки и сотни раз ниже, чем в производственной среде (например, ацетонов – в 571 раз, аммиака - в 100 раз, NO₂ - в 60 раз).

Интенсивный рост промышленного производства на урбанизирован­ных территориях стирает разницу между состоянием здоровья работ­ников промышленных предприятий и населения, не имеющего каких-либо связей с данным производством. Более того, пространство, где действуют НФ, вызывающие профболезни, постоянно расширяется. От асбестовой пыли страдает не только персонал обогатительных фаб­рик, но и все население окружающего фабрику региона, так как радиус зоны загрязнения у таких фабрик равен десяткам километров.

1.3.4. НФ техногенных аварий и катастроф. Резкое увеличение крупных техногенных аварий приходится на последнюю треть нашего века; по сравнению с первой половиной века их число увеличилось в десятки раз [12]. Главной причиной крупномасштабных техно­генных аварий является высокий остаточный риск современных ТС с их громадными запасами горючих, взрывчатых и токсических ве­ществ. Вторым почти постоянным компонентом развития аварий явля­ется человеческий фактор. Возникающие в предаварийном состоянии дефицит времени, недостаточность информации о путях преодоления аварийной ситуации, сложность принятия правильных решений и высокая ответственность за их результат - все это вызывает нерв­но-психическое напряжение и приводит к ошибочным и (или) несанк­ционированным действиям операторов. По данным [3], 90% работни­ков по своим психофизиологическим качествам не соответствуют требованиям современного производства.

Почти все крупные аварий конца века (в Бхопале в 1984г., Чернобыльская катастрофа в 1986г. и т.д.) развивались практичес­ки по одному сценарию. В первой фазе шло накопление мелких нарушений техники безопасности и производственной дисциплины (в Бхопале - отключение холодильника емкости с метилизоцианатом и фа­кела для аварийного сжигания выбросов, в Чернобыле - отключение аварийной защиты и уменьшение обязательного минимума поглощаю­щих стержней в активной зоне). Во второй фазе развития аварии несанкционированные или ошибочные действия персонала включают механизм неконтролируемого выхода энергии или токсического вы­броса (в Бхопале - ошибочная подача вместо азота в емкость воды, в Чернобыле - введение в активную зону реактора при ускорении ядерного распада положительной реактивности).

На третьей фазе развиваются неконтролируемые процессы разру­шения установок и высвобождение энергетического потенциала про­изводственной площадки, в том числе разрушения и разгерметизация систем повышенного давления и появление вторичных вредных и опасных факторов (воздушной ударной волны с ее воздействием на оборудование и несущие конструкции; экстремальных температур и обусловленной их воздействием потерей прочности конструкционных материалов; изменения химического состава атмосферы; загрязне­ния ПС радиоактивными н токсическими веществами). При таких авариях возможно загрязнение выбросами обширных территорий в соседних регионах и государствах (как, например, при Чернобыль­ской аварии), а масштабы поражений населения становятся сопос­тавимыми с самыми крупными СБ (как в Бхопале).

На четвертой фазе аварии разрушительные процессы затухают и создаются возможности для ликвидации их последствий.