Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания
1.4.1. Естественные системы зашиты человека от опасных и вредных факторов. В основе всех защитных реакций человека – от сознательного изменения поведения до простейших защитных рефлексов - лежит работа его нервной системы с ее безусловными и условными рефлексами и сложнейшими формами приспособительных реакции, например, динамическим стереотипом. Передающиеся по наследству врожденные рефлексы обеспечивают практически мгновенные защитные реакции при явной опасности (защитный мигательный рефлекс, рефлекторные двигательные реакций при ожоге, боли). Потеря болевой и тактильной чувствительности при некоторых болезнях ведет к постоянному транслированию пораженной части тела человека. Условные рефлексы, формирующиеся в процессе жизни человека, обеспечивают заблаговременное принятие защитных мер при первых признаках надвигающейся опасности, а иногда и интуитивно, на основе неосознанного опыта.
Организм человека имеет ряд естественных систем, обеспечивающих его защиту при воздействии опасных и вредных факторов среды:
1) иммунная система для защиты от болезнетворных микроорганизмов. Она обеспечивает невосприимчивость к воздействию биологических и части химических факторов в результате врожденного или приобретенного (вследствие перенесенной болезни) иммунитета. Введением ослабленных возбудителей (прививками) создают такой же приобретенный иммунитет без существенных проявлений болезни, что широко используется для профилактики ряда опасных инфекций (например, оспы);
2) система покровных тканей и, прежде всего кожа, защищающая внутренние органы от комплекса физических (например, электротока) и химических факторов;
3) система обеспечения постоянства внутренней среды организма - гомеостаза, к которой относится, например, система терморегуляции. Она обеспечивает возможность трудовой деятельности в экстремальных климатических условиях - от экватора до Антарктиды, на что, кстати, не способно ни одно животное.
Механизм адаптации у зрительного и слухового анализаторов обеспечивают восприятие сигналов в громадном диапазоне интенсивностей (для слухового анализатора, например, болевая интенсивность звукового давления в 1012 выше пороговых значений).
Время реакции (ВР) человека на воздействие раздражителей зависит от их вида (ВР на температурные раздражители в несколько раз длиннее, чем на свет или звук), а также от состояния человека (ВР при утомлении увеличивается). Последствия воздействия опасных (травмирующих) факторов обычно проявляются сразу, для вредных факторов характерен скрытый период, который может быть весьма длительным (для канцерогенных факторов) или может проявиться в последующих поколениях (мутагенные изменения от ионизирующей радиации).
Критериями допустимого воздействия вредных факторов на человека являются сохранение его здоровья и высокой работоспособности, а также отсутствие негативных изменений в его потомстве. Критерии допустимого воздействия на среду обитания в основном была рассмотрены в дисциплине "Экология".
1.4.2. Воздействие на человека вредных веществ (ВВ), их нормирование. Перечень ВВ производственной среды приведен в ГОСТ 12.1.005-88. В бытовой среде ВВ чаще всего являются токсины, т.е. сложные соединения животного, растительного и бактериального происхождения, вызывающие отравления. Классификация ВВ по степени их физиологической активности (токсичности) приведена выше в п.п. 1.3.1. По механизму действия и вызываемым нарушениям в состоянии здоровья выделяют следующие группы ВВ: а) общетоксического действия (нервные, ферментные, печеночные и кровяные яды, например, синильная кислота, СО, H2S и др.); б) раздражающие, воздействующие на дыхательные пути (CL2, SO4, NH3 и др.); в) прижигающие или агрессивные вещества, действующие на кожу (щелочи, кислоты, ангидриды и др.); г) мутагены, вызывающие изменения в наследственном аппарате (соединения свинца, ртути и др.); д) аллергены, вызывающие повышенные или извращенные реакции при повторных воздействиях (соединения никеля, алкалоиды и др.); е) канцерогены, вызывающие злокачественные опухоли (бензпирен, фенантрен и др.).
По агрегатному состоянию ВВ могут быть представлены газами, пылью, аэрозолями дезинтеграции и конденсации, жидкостями и твердыми веществами. Для газов, пыли и аэрозолей основным путем поступления в организм являются дыхательные пути; жидкие и твердые ВВ могут поступить в желудочно-кишечный тракт с пищей или водой; жирорастворимые ВВ - всасываются через кожу. Часть ВВ при поступлении в организм оседает в определённых органах и тканях, вызывая изменения, прежде всего в них (например, соединения йода в щитовидной железе, СО в крови, алкоголя в спинномозговой жидкости). В организме человека ВВ под воздействием защитных его систем могут изменяться и переводиться в менее опасные соединения, могут накапливаться в его органах и тканях (материальная кумуляция) и даже вызывать хронические отравления. Часть ВВ выводится из организма почками; многие яды, попавшие в организм, обезвреживаются в печени, а летучие вещества (например, этанол и эфир) выводятся и через органы дыхания.
Основными эффектами воздействия ВЗ являются острые и хронические отравления. Первые могут развиваться непосредственно в момент воздействия (например, при отравлении цианидами) или после скрытого (обычно несколько часов) периода (например, при отравлении фосгеном и NO2). Хронические отравления развиваются значительно позже (через месяцы и годы). Конкретная клиническая картина поражения чаще всего специфична для каждого ВВ (например, психические расстройства при отравлении ТЭС и потеря зрения при отравлении метиловым спиртом).
В ГОСТ 12.1.005-88 выделена группа аэрозолей преимущественно фиброгенного действия, вызывающих профболезнь №I - пневмокониозы (каменноугольная пыль - антракозы, асбестовая пыль - асбестозы, кремневая пыль - силикозы и др. - всего 90 наименований).
Чувствительность к воздействию ВВ зависит от пола (например, женщины более чувствительны к бензолу) и возраста (как правило, дети более чувствительны, чем взрослые). Соответственно ПДК ряда ВВ для населенных пунктов в десятки и сотни раз меньше, чем для производственной среды (например, у бензина - в 200 раз, у H2S - в 375 раз и т.д.). Для некоторых ВВ характерны выраженные индивидуальные эффекты воздействия, например, для метилового спирта. Индивидуальная чувствительность возрастает при повторном действии аллергенов.
При комбинированном воздействий ВВ различают следующие варианты их совместного действия: а) однонаправленное, при котором "точкой приложения" различных ВВ являются одни и те же системы организма, а суммарный эффект равен сумме эффектов действующих компонентов (в ГОСТ 12.1.005-88 выделено 25 таких ВВ); б) независимое действие при различных "точках приложения" ВВ); в) потенцирование, когда эффект комбинированного действия больше суммы раздельного действия тех же ВВ; г) антагонизм, когда комбинированный эффект меньше этой суммы
Нормирование содержания ВВ заключается в установлении для них ПДК, т.е. концентраций ЗВ, которые при ежедневной работе в течение всего рабочего стажа не вызывают заболеваний или нарушений здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Различают максимально разовые (воздействующие в течение 20 минут), среднесменные и среднесуточные ПДК. Для ВВ с неустановленными ПДК временно вводятся ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ), которые должны пересматриваться через 3 года с учетом накопленных данных или заменяться ПДК. Для смеси ВВ однонаправленного действия определяют безразмерную суммарную концентрацию СS по формуле
(1)
где С1, С2, …, Сn - фактические концентрации каждого ВВ в воздухе в мг/м3; ПДК1, ПДК2, …, ПДКn - их ПДК, мг/м3.
Для пищевой и кожевенной промышленности, а также биотехнологических производств и в быту возможны профессиональные и бытовые заболевания и отравления, вызываемые токсинами (алкалоидами, наркотическими веществами, растительными и животными ядами). Количество бытовых отравлений в последние годы существенно увеличилось из-за роста наркомании и токсикомании и резкого увеличения, поступающих на недостаточно контролируемый рынок недоброкачественных продуктов и напитков.
1.4.3. Воздействие на человека механических и акустических колебаний, их нормирование. К механическим колебаниям относятся вибрации, которые возбуждаются рабочими органами вибромашин или возникают при движении транспортных средств и работе производственного оборудования. К акустическим колебаниям относят волнообразные упругие колебания в воздухе, жидкой и твердой среде под воздействием возмущающей силы. Колебания в диапазоне - f = 16 Гц ... 20 кГц называют звуковыми, с f <16 Гц - инфразвуком, с f > 20 кГц - ультразвуком.
1.4.3.1. Вибрации, передающиеся на тело человека через его опору, называют общими, а передающиеся через руки - локальными. Общие вибрации подразделяют на транспортные (автомашины, трактора), транспортно-технологические (машины с ограниченной подвижностью, например, экскаваторы и краны) и технологические (стационарные машины и станки). Вибрации различают по направлению воздействия: по оси Х - для общей вибрации горизонтальное направление "спина-грудь", а для локальной - "большой палец-мизинец"; по оси У - соответственно направления "правое плечо - левое плечо" и "запястье-ладонь"; по оси Z - для общей вибрации вертикальное направление "ноги - голова", а для локальной "основная фаланга - ногтевая фаланга".
Основные характеристики вибраций: частота, колебаний f, Гц (диапазон общих вибраций 0,8...80 Гц, локальных 1...1000 Гц), виброскорость V, м/с, и виброускорение а, м/с2. Помимо абсолютных значений Vиа, широко применяют их логарифмические уровни в дБ (Lv и La), которые рассчитываются по формулам
(2)
где 5∙10-8 и 1∙10-6 - опорные величины V и a. Предпочтительным параметром при оценке вибраций является а.
Вибрации обладают выраженным биологическим действием, которое зависит от f , интенсивности, направления и времени воздействия. Каждое колебание воспринимается организмом человека как толчок, на который уже через 20 мс развивается компенсаторное напряжение мышц. Соответственно наиболее опасны вибраций с f >50 Гц. Для эффектов воздействия вибраций существенное значение имеют резонансные f: для тела по оси Z - 4...8 Гц (особенно 5 Гц), а по оси Х и Y - 1...2 Гц; для головы и плеч - 20...30 Гц, глаз - 60...80 Гц. Вибрации снижают и остроту зрения (в основном при f = 1...25 Гц). Главным эффектом воздействия вибраций является развитие вибрационной болезни - одного из ведущих профзаболеваний. Уже через 2 года работы на шлифовальных станках у 50% работников регистрируют признаки виброболезни. В ее основе лежат нервные и гуморальные нарушения и микротравмы опорно-двигательного аппарата. Действие вибраций усиливается при интенсивных шумах и высокой физической нагрузке. При низкочастотной локальной вибрации эта болезнь развивается через 8...10 лет с основным поражением опорно-двигательного аппарата. Высокочастотная вибрация (f = 125...250 Гц) уже через 5 лет приводит к сосудистым расстройствам, побелению пальцев, ломящим, ноющим болям и т.д. При общей вибрации наблюдаются головокружения, головные боли, поражения внутренних органов и позвоночника.
ПДУ вибрации установлены c учетом их спектра и направления осей действия (через весовые коэффициенты для f и осей Z, X, Y) для 3 критериев оценки - безопасность, снижение производительности труда и комфортность. Нормы локальной и транспортной вибрации обеспечивают безопасность персонажи, (профилактику виброболезни), а транспортно-технологической и технологической -предупреждают снижение производительности труда. Для работников умственного труда установлен критерий комфорта (он в 3,15 раз ниже нормы снижения производительности).
Нормы вибраций в ГОСТ 12.1.012-90 приведены в абсолютных значениях и относительных уровнях V и а в 1/3 октавных полосах fдля общих вибраций и в октавных полосах fдля локальных. ГОСТом также установлены предельные дозы вибрационного воздействия. Расчет их проводится путем энергетического суммирования корректированных по спектру и осям направления воздействия интенсивности V и а во всех октавных полосах. Полученные значения дозы используют для последующего расчета эквивалентного корректированного значения ПДУ вибраций, выраженного одним числом. Для 8-часового воздействия локальных вибраций этот уровень по V равен 2 м/с или 112 дБ, по а - 2 м/с2 или 126 дБ.
Если уровень вибрации, создаваемый машиной, выше ПДУ более чем на 2 дБ, то применение машины запрещается. При превышении на 1...12 дБ (т.е. в 1,12...4 раза) в течение рабочей смены должно быть сделано 2 регламентированных перерыва: первый - 20-минутный перерыв через 1...2 ч после начала работы, второй - 30-минутный через 2 ч после обеденного перерыва.
1.4.3.2. Шумом называют беспорядочные звуки различной природы со случайными изменениями по частоте и амплитуде, которые мешают работе, отдыху и восприятию речи. Основной его характеристикой является интенсивность - мощность потока энергии в Вт на м2. Последняя прямо пропорциональна квадрату звукового давления или силе, действующей на единицу площади. Поскольку прямое измерение интенсивности шума невозможно, для ее оценки используется уровень звукового давления, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими f 31.5; 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Уровень звукового давления L является логарифмом отношения измеряемого давления Px к ее пороговому значению Ро - порогу слышимости человеческого уха, равному 2∙102 Па.
(3)
Интенсивность шума уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от источника шума; уровень звукового давленая - обратно пропорционально расстоянию. Высокочастотные звука (f > 800 Гц) с расстоянием соответственно ослабляются за счет молекулярного поглощения. При прохождении препятствий имеют место отражение, дифракция и поглощение звука. В закрытых помещениях учитывается реверберация - послезвучание при выключении источника шума.
Воздействие любого уровня шума вызывает адаптацию слухового анализатора. При громкостной адаптации пороги слуха за 2...5 мин повышаются на 15...25 дБ, а восстановление их до исходного уровня занимает 3 ч. Измерение порогов слуха называется аудиометрией.
Действие шума на человека интенсивностью 85 дБ А и выше приводит к постоянному повышению порогов слуха вначале на высоких f, а затем и к развитию профессиональной тугоухости и глухоты. Потеря слуха на 20 дБ серьезно мешает человеку (при шуме 95 дБ А такая потеря раззевается через 15 лет). Поэтому зоны с уровнем звука выше 85 дБ А обозначают знаками безопасности по ГОСТ 12.4.026-76*, а лиц, работающих в этих зонах, снабжают СИЗ от шума. Кроме того, шумы мешают восприятию звуковых сигналов (при уровнях 65 дБ А и выше), снижают разборчивость речи, ускоряют развитие утомления и соответственно снижают производительность труда. Средний уровень шума на РМ четко коррелирует с частотой (но не с тяжестью) НС (главным образом из-за нарушений внимания).
Нормативы шума - в производственных условиях установлены ГОСТ 12.1.003-83, а в жилых помещениях, общественных зданиях и на территории жилой застройки - в СН 3077-84 и ГОСТ 12.1.036-81.
Шум нормируется по предельным спектрам (ПС), каждый из которых имеет свой индекс, соответствующий уровню звукового давления для данного спектра на f = 1000 Гц. Нормируемой характеристикой является и уровень звукового давления в октавных полосах f. ГОСТами также установлены изменения в ПДУ шума при воздействии прерывистых, импульсных и тональных шумов, а также с учетом напряженности труда для различных видов деятельности.
1.4.3.3. Воздействие инфразвука на человека проявляется в нарушении пространственной ориентации, головных болях, головокружения, снижении внимания и работоспособности (особенно на f около 7 Гц). Ряд симптомов можно объяснить резонансными явлениями внутренних органов: например, резонанс сердца наступает при 7 Гц, других органов - 3,5...5 Гц.
Нормативным документом для инфразвука на производстве является СН 22-74-80, а на территории жилой застройки - СанПиН 42-128-4948-89. Согласно СН 22-74-80 Lв октавных полосах со среднегеометрическими f2, 4, 8, 16 Гц не должны быть более 105 дБ, а для полосы с f 32 Гц - не более 102 дБ. Согласно СанПиН 42-128-4948-89 на территории жилой застройки уровень L не должен превышать 90 дБ.
1.4.3.4. Ультразвук в последние десятилетия получил широкое распространение в промышленности, науке и медицине. В основе его биологического действия лежит молекулярный нагрев тканей организма и кавитация или образование в жидкостях организма газовых пузырьков. На человека ультразвук может действовать через воздушную среду и контактно - через жидкую и твердую среду. При действии ультразвука возникают нервные расстройства, нарушения состава крови, потеря слуха, повышенная утомляемость.
Нормативы ультразвукового воздействия установлены ГОСТ 12.1.001-83. Допустимые L на РМ даны для 1/3 октавных полос в диапазоне f 1,25...100 кГц и составляют 80…110 дБ. При контактном действии ультразвука его уровень не должен превышать 110 дБ. ГОСТом также предусмотрены изменения ПДУ ультразвука при суммарном сокращении времени его воздействия (на 6 дБ при времени воздействия 1...4 часа в смену и 24 дБ при времени воздействия 1...5 мин).
Поскольку шум, ультра- и инфразвук воздействуют прежде всего на слуховой аппарат человека, то их можно отнести к факторам однонаправленного действия. Следовательно, одновременное воздействие этих факторов в любом сочетании приводит к суммированию эффекта воздействия.
1.4.4. Воздействие на человека, сооружения и технику ударной волны (УВ) взрыва. Взрыв - это внезапное высвобождение энергии взрывчатых веществ, сопровождающееся образованием волны сжатия (при наземном взрыве - воздушная УВ). По форме УВ состоит из относительно короткой фазы избыточного давления (фазы сжатия) и более продолжительной, но менее выраженной фазы разрежения с отрицательным давлением (рис. 2). Негативное воздействие второй фазы на человека и здания несущественно.
Рис. 2. Характер изменения давления во времени в фиксированной точке при прохождении УВ.
УВ характеризуется скоростью распространения V , скоростным напором и избыточным давлением ∆P.V воздушной взрывной волны в непосредственно близости от места взрыва в несколько раз превышает скорость звука в воздухе, а с увеличением расстояния снижается до нее, т.е. до 340 м/с. Скоростной напор создают движущиеся массы воздуха непосредственно за фронтом УВ, в области сжатия. Он исчезает несколько позднее нежели ∆Р (за счет инерции воздушных масс). Избыточное давление во фронте УВ (∆Рф) - ее основной поражающий фактор, представляющий из себя разность между максимальным давлением УВ и нормальным атмосферным давлением перед фронтом УВ.
При встрече с препятствием в так называемой зоне регулярного отражения ∆Р увеличивается за счет резкой остановки движущихся слоев сжатого воздуха, создавая избыточное давление в отраженной волне - Ротр. ∆Рф можно измерить датчиком, расположенным параллельно распространению УВ, ∆Ротр - датчиком, расположенным перпендикулярно проходящей УВ. При больших значениях ∆Ризбыточное давление отраженной волны приближается к 8 ∆Рф , а при малых значениях ∆Руменьшается до 2 ∆Рф.
∆Рф для эталонной мощности взрыва на заданных расстояниях от его центра при наземном взрыве (или эпицентра при воздушном или подземном) находят по таблицам или графикам. Для наземного взрыва мощностью в 1 Мт ∆Рф на удалении 3 км составляет 90 кПа, 4 км - 50 кПа. 6 км - 25 кПа, 10 км - 12 кПа, 20 км - 5 кПа. Для взрывов другой мощности точка с аналогичным давлением легко определяется по формуле, полученной на основе закона подобия (расстояние от центра взрыва, на котором образуется данное давление, пропорционально кубическому корню из мощности взрыва).
R1/R2=3Ö(q1/q2)при∆Рф=const, (4)
где R1 и R2 - расстояния до центров взрывов с тротиловыми эквивалентами q1 и q2 соответственно.
При воздушном взрыве на расстояниях равных высоте взрыва, ∆Рф равна ∆Рф наземного взрыва, при больших расстояниях ∆Рф воздушного взрыва больше ∆Рф наземного за счет совместного воздействия проходящей (или падающей) и отраженной ударных волн.
УВ приводят к поражений людей как за счет воздействия ∆Р, так и вследствие ударов обломками разрушаемых зданий и сооружений, осколками стекла и другими вторичными НФ. Крайне тяжелые, ведущие к смертельному исходу, контузии и травмы (разрывы внутренних органов, переломы костей, внутренние кровотечения и т.п.) вызываются воздействием ∆Рф > 100 кПа, тяжелые контузии и травм - при ∆Рф= 60.. 100 кПа, поражения средней тяжести - при ∆Рф = 40...60 кПа, легкие - при ∆Рф = 20...40 кПа.
Воздействие ∆Рф на здания и сооружения вызывает следующие степени разрушения (для зданий с металлическим каркасом): полное разрушение - с невозможностью дальнейшего использования здания - при ∆Рф = 60... 80 кПа; сильные разрушения при не целесообразности ремонта и восстановления - при ∆Рф = 20...40 кПа; разрушение остекления - при ∆Рф = 2...7 кПа. Тяжесть разрушений может существенно меняться в зависимости от характера строений (например, деревянные и железобетонные здания), их этажности, плотности застройки и т.д. Плотность застройки 50% и более уменьшает ∆Рф на 20...40%, плотность менее 30% практически не сказывается на степени разрушений. Из энергетического, коммунального и промышленного оборудования наиболее стойкими к воздействию УВ являются подземные газовые, водопроводные и канализационные сети (их разрушения возможны только при ∆Рф = 600...1500 кПа).
Прогнозирование поражений людей и разрушений зданий, промышленного и коммунального оборудования УВ ядерных взрывов детально изложено в справочниках и руководствах по ГО, а также в учебнике [13].
1.4.5. Воздействие на человека электрических, магнитных и электромагнитных полей и излучений, их нормирование. К перечисленным НФ относятся постоянные магнитные и электростатические поля (ПМП и ПЭСП соответственно), электромагнитные излучения токов промышленной частоты, высокой (ВЧ), ультравысокой (УВЧ) и сверхвысокой (СВЧ) частот, видимый свет, ультрафиолетовое (УФО) и инфракрасное (ИК) излучения, электромагнитные ионизирующие излучения. Значение видимого света для производственной деятельности и ИК излучения для теплового состояния человека рассмотрены выше, а электромагнитные ионизирующие излучения будут рассмотрены в п.п. 1.4.6 вместе с другими видами ионизирующей радиации (ИР).
1.4.5.1. ПМП и ПЭСП могут быть естественными и антропогенными. Из всех естественных полей наиболее существенным является ПМП Земли. Хорошо известны его биологические эффекты (ориентация семян, перелеты птиц и др.), В отношении человека установлена четкая связь между магнитными бурями и вспышками инфекционных болезней, между колебаниями напряженности ПМП и частотой инфарктов миокарда и т.д. Только 10...15% людей не реагируют на изменения ПМП, а большинство реагирует сразу же или за (спустя) 2…3 дня.
Антропогенные ПМП возбуждаются электромагнитами, соленоидами, импульсными установками полупериодного или конденсаторного типа, литыми и металлокерамическими магнитами. Воздействие ПМП на работающих зависит от напряженности (Н), удаления РМ от источника ПМП и режима труда. СН 1742-77 установлен ПДУ по Н≤8 кА/м. При превышении ПДУ у постоянно работающих в ПМП развиваются нарушения со стороны нервной, сердечно-сосудистой систем, внешнего дыхания, пищеварительного аппарата, биохимических показателей мочи и крови, а в последующем наступает и потеря трудоспособности.
ПСЭП или поле неподвижных электрических зарядов возникает в процессе статической электризации при деформации, дроблении веществ, относительном перемещении двух находящихся в контакте тел, слоев жидких и сыпучих материалов. ПЭСП характеризуется электрической напряженностью Е, В/м. Фактическая величина Е может достигать: на прядильных и ткацких фабриках - 20…160 кВ/м; в химической промышленности - 240...250 кВ/м; при изготовлении гибких грампластинок - I5...280 кВ/м. ПЭСП создаются также при эксплуатации электроустановок (ЭУ) высокого напряжения постоянного тока.
Систематические воздействия ПЭСП на людей могут вызвать функциональные изменения со стороны центральной нервной, сердечно-сосудистой и других систем организма. Работающие при этом жалуются на головные боли, раздражительность, плохой сон и снижение аппетита. Характерна повышенная эмоциональная возбудимость и боязнь ожидаемого разряда.
СН 1757-77 и ГОСТ 12.1.045-84 устанавливают ПДУ поля Епду = 60 кВ/м в течение tдоп= 1 ч. При Е < 20 кВ/м время пребывания человека в ПЭСП не регламентируется, а при Еф от 20 до 60 кВ/м допустимое время пребывания, ч, определяется по формуле
tдоп = (Епду/Еф)2 . ( 5 )
1.4.5.2. Источниками ЭП токов промышленной частоты являются токоведущие части действующих ЭУ, ЛЭП, открытые распределительные устройства. Воздействие этих ЭП возможно при ремонтных работах в местах повышенной напряженности поля. При оценке УТ необходимо учитывать электрическую и магнитную напряженности поля (соответственно Н, А/м и Е, В/м). Но так как пороговое действие магнитного поля возможно лишь при Н > 160...200 А/м, а фактическая Н не превышает 20...25 А/м, то при оценке опасности фактора ограничиваются только Е.
Воздействие ЭП токов промышленной частоты на организм человека приводит к более раннему развитию утомления, многочисленным жалобам на головные боли, ухудшению памяти, апатии, депрессии, вялости, разбитости и т.д.
Допустимые уровни Е ЭП токов промышленной частоты установлены ГОСТ 12.1.002-84. ПДУ ЭП частотой 50 Гц для персонала, обслуживающего ЭУ, дается в зависимости от времени пребывания в его зоне. Так, пребывание в зоне с Еф более 25 кВ/м без средств защиты не допускается; при Еф ниже 5 кВ/м время пребывания не регламентируется. Допустимое время пребывания, ч, при Ефот 5 до 20 кВ/м определяется по формуле
Тд=(50 / Еф) – 2. (6)
Соответственно допустимая Е, кВ/м, в зависимости от времени пребывания рассчитывается по формуле
Едоп=50 / (Тд + 2). (7)
Допустимое время пребывания в ЭП токов промышленной частоты реализуют или одноразово, или дробно в течение рабочего дня.
Если в рабочей зоне имеются участки с различными значениями Е, то пребывание персонала ограничивается временем Тдоп:
(8)
где tE и TE соответственно фактическое и допустимое время пребывания персонала, ч, в зонах с напряженностями Е1, E2, ..., En .
1.4.5.3. Ультрафиолетовое излучение (УФО)- это электромагнитные волны с длиной волны 200...400 нм. Интенсивное УФО наблюдается при электросварке, работе плазменных установок, некоторых типов газоразрядных ламп и ртутно-кварцевых горелок. УФО обладает выраженным биологическим действием. С одной стороны, УФО является жизненно необходимым фактором, недостаток которого приводит к авитаминозу Д, ослаблению защитных реакций организма, обострению хронических заболеваний. Функциональным расстройствам нервной системы. Недостаток УФО наблюдается у людей, работающих без естественного освещения (в шахтах, рудниках, безоконных, безфонарных зданиях и т.д.). Под воздействием УФО более интенсивно выводятся некоторые яды, повышается сопротивляемость организма. С другой стороны, повышенное УФО глаз приводит к электроофтальмии, т.е. к развивающемуся через 10…12 ч после облучения острому поражению слизистой оболочки глаз со светобоязнью, слезотечением, ощущением песка в глазах. Чрезмерное общее УФО вызывает кожные поражения в виде острых дерматитов с эритемой, иногда отеком, вплоть до образования пузырей. УФО также может вызвать рак кожи.
Оценка УФ - излучения проводится по эритемной дозе ( эритема - покраснение кожи). Единицей эритемной дозы является 1 эр, разный 1 Вт мощности УФО на волне 297 нм.
Нормативы максимального УФО приведены в указаниях к проектированию и эксплуатации установок искусственного УФО и гигиенических требованиях к таким установкам (СH 1158-74 и СН 1154-78).
1.4.5.4. ЭМП ВЧ занимают диапазон 3 кГц...30 МГц, УВЧ - 30...300 МГц и СВЧ - 300 МГц...300 ГГц.
Вокруг любого источника такого излучения выделяют зоны индукции (ближнюю), интерференции (промежуточную) и волновую. Радиус первой зоны не превышает длины волны, деленной на 2π; начало волновой зоны находится на удалении большем, чем длина волны, помноженная на 2π. В зонах индукции и интерференции воздействуют различные по величине электрические и магнитные поля. Интенсивность излучения в этих зонах оценивается раздельно величинами Е и Н, составляющих поля в В/м и А/м. При излучениях от 3 кГц до 300 МГц (т.е. при ВЧ и УВЧ) с длиной волны от 10 км до 1 м обслуживающий персонал работает в зоне индукции. В волновой зоне (или зоне излучения) напряженность обеих составляющих полей совпадает по фазе и связана стабильными соотношениями по величине. В этой зоне интенсивность ЭМП можно оценивать величиной мощности потока мощности в мкВт/см2. Персонал, обслуживающий СВЧ установки - находится в волновой зоне.
В основе биологического воздействия ЭМП радиочастот лежит прежде всего избирательный локальный нагрев тканей и органов с плохой терморегуляцией (хрусталик и стекловидное тело глаза, семенники и т.д.). Тепловые эффекты возникают при интенсивности ВЧ и УВЧ -излучения 150… 8000 В/м и СВЧ -излучения 10…40 мВт/см2. Самым опасным последствием нагрева является помутнение хрусталика с одновременным резким снижением остроты зрения. Кроме того, может развиться состояние, которое обозначается как "последствия хронического воздействия СВЧ поля", с жалобами на головные боли, нарушение сна, утомляемость, раздражительность и т.д.
ГОСТ 12.1.006-84* устанавливает ПДУ ЭМП радиочастот в зависимости от частотного диапазона f . Так, для зоны индукции (f от 60 кГц до 300 МГц) предусмотрены максимальные значения Епд (изменяются от 500 до 80 В/м с повышением f), Нпд = 50 А/м для f = 0,06...3 МГц и энергетическая нагрузка электрического и магнитного полей. Последнюю определяют по формулам
ЭНе = Е2 ∙ ТиЭНн = Н2 ∙ Т,(9)
где Т - время воздействия, ч.
Одновременное воздействие электрического и магнитного полей в диапазоне - fот 0,06 до 3 МГц считается допустимым при условии
(ЭНе / ЭНпд) + ( ЭНн / ЭНнпд) ≤ 1, (10)
где ЭНпд = 20000 (Вт/м)2∙ч - предельно допустимое значение энергетической нагрузки в течение рабочего дня, создаваемое электрическим полем; ЭНнпд = 200 (А/м)2∙ч - то же, создаваемое магнитным полем.
В волновой зоне (f от 300 МГц до 300 ГГц) на человека воздействует поверхностная плотность потока энергии (ППЭ, Вт/м2). Его энергетическая нагрузка согласно ГОСТ 12.1.006-84* определяется по формуле
ЭНппэ = ППЭ ∙ Т , (11)
Предельно допустимое значение ППЭПДЭМП определяют по формуле
ППЭпд = К ∙ Эппэпд / Т, (12)
где ЭНппэпд - ПД величина энергетической нагрузки ППЭ, равная 2 Вт/м2; К - коэффициент ослабления биологической эффективности, равный 10 (для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 50) и 1 (для остальных случаев); Т - время пребывания в зоне облучения за смену, ч. Максимальное значение ППЭпд согласно ГОСT 12.1.006-84* не должно превышать 10 Вт/м2 во всех случаях.
I.4.5.5. Лазерное излучение вызывает оптический квантовый генератор, создающий излучение высокой направленности и плотности энергии. Основными характеристиками лазеров являются интенсивность излучения, определяемая по величине энергий или мощности выходного пучка и выраженная в Дж или Вт, длительность и частота повторения импульсов.
При работе лазеров возможно воздействие целого ряда неблагоприятных факторов (ГОСТ 12.1.040-83). Так, при прямом лазерном излучении возможно воздействие импульсных световых вспышек, УФО, ЭМП, ионизирующих излучений, шума, озона и т.д. При диффузном и зеркально отраженном лазерном излучении возможно воздействие рассеянного лазерного излучения, импульсного шума, вредных примесей воздуха и ЭМП. Биологическое действие лазеров зависит от интенсивности излучения и локализаций воздействия. Основным результатом лазерного излучения является термический эффект. Из-за очень краткой длительности импульсов (1∙10-7 ... 1∙10-12 с) высокая скорость нагрева вызывает резкое повышение давления в тканях, из-за чего воздействие импульса ощущается как точечный удар. При воздействии на орган зрения больших интенсивностей излучения возможна полная потеря зрения (слепота); на кожу - ожогивсех 4 степеней - от эритемных до деструкции всей толщи кожи.
В СН 2392-81 и ГОСТ 12.1.040-83 в зависимости от степени опасности для персонала вое лазеры делятся на 4 класса: 1 класс - безопасные (выходное излучение не опасно для глаз); 2 класс - малоопасные (опасно для глаз прямое или зеркальное отраженное излучение); 3 класс - среднеопасные (опасно для глаз прямое, зеркальное и диффузно отраженное излучение на удалении 10 см и для кожи опасно прямое или зеркальное отраженное излучение); 4 класс - высокоопасные (опасно для кожи диффузно отраженное излучение на удалении 10 см).
Наличие конкретных опасных и вредных факторов при эксплуатации лазеров 1...4 классов указано в ГОСТ 12.1.040-83.
ПДУ облучения людей установлены СН 2392-81 с учетом режима работы лазеров (непрерывный, моноимпульсный или импульсно-периодический).
1.4.5.6. Электромагнитный импульс ядерного взрыва. При ядерны