1.2.1. 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".
1.2.2. 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 С S 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.
1.2.3 . 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 V и а, 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 f для общих вибраций и в октавных полосах f для 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 L в октавных полосах со среднегеометрическими f 2, 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.
1.2.4. 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 ∆Р избыточное давление отраженной волны приближается к 8 ∆Рф , а при малых значениях ∆Р уменьшается 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=3 Ö (q1/q2) при ∆ Рф =const, (4)
где R 1 и R 2 - 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].
Лекция 3
1.2.5. 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).
1.2.5.1. 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 t доп = 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
t доп = (Епду/Еф)2 . ( 5 )
1.2.5.2. 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 Еф от 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, E 2, ..., En .
1.2.5.3. 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).
1.2.5.4. 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 ∙ Т и ЭНн = Н2 ∙ Т, (9)
где Т - время воздействия, ч.
Одновременное воздействие электрического и магнитного полей в диапазоне - f от 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.2.5.5. 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 - ожоги всех 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).
1.2.5.6. Электромагнитный импульс ядерного взрыва. При ядерных взрывах в результате взаимодействия γ-излучения с атомами и молекулами среды, приводящего к ионизации, возникают кратковременные (практически исчезающие уже через 8∙10-2) электрические и магнитные поля, которые и представляют собой электромагнитный импульс (ЭМИ) ядерного взрыва. Очень крутой передний фронт ЭМИ составляет всего несколько сотых микросекунды, а поражающее действие быстро уменьшается о увеличением расстояния (Ен уже на удалении 2 км при взрыве в 1 Мт составляет всего 13 кВ/м). Поэтому непосредственное действие на человека у ЭМИ отсутствует. Однако, в проводниках электротока появляется разность потенциалов относительно земли, что может привести к пробою изоляции, выгоранию плавких вставок, повреждению входных элементов аппаратуры, подключенных к антеннам и линиям электропередач. Наиболее опасен ЭМИ для аппаратуры без специальной защиты, даже если эта аппаратура находится в особо прочных сооружениях.
1.4.5.7. Широкополосное излучение большой мощности, которое создается светящейся областью ядерного взрыва, включает в себя помимо видимого света УФО и ИК. Длительность его воздействия зависит от мощности взрыва (от 3 с при мощности 20 кт до 10 с зри мощности 1 Мт), а поражающее действие характеризуется световым импульсом (СИ), т.е. отношением количества световой энергии к площади поверхности, расположенной перпендикулярно распространенно световых лучей. Единица СИ - 1 джоуль на 1 м2. Энергия светового излучения ядерного взрыва составляет примерно 1/3 полной мощности взрыва. СИ зависит от мощности и вида взрыва, расстояния от центра взрыва, ослабления излучения в атмосфере, экранирующего действия дыма, пыли, препятствий и т.д. Так как энергия взрыва пропорциональна его мощности, то СИ для другой мощности на том же расстоянии R можно определить по формуле
СИ i = СИэт ∙ qi / q эт при R = const (13)
где qi и q эт - соответственно мощности данного и эталонного взрывов. При наземном взрыве мощностью 1 Мт СИ на удалении от центра взрыва 15 км составляет 100 кДж/м2, 8 км - 500 кДж/м2, 5 км - 1250 кДж/м2. При воздушных взрывах значения СИ при той же мощности в 1,5-2 раза больше. Сравнительно с ясным солнечным днем, при очень сильной дымке и тумане значения СИ уменьшаются с 96 до 12%, т.е. в 8 раз.
Воздействие светового излучения на человека приводит к временному ослеплению (на 3 мин днём и на 30 мин ночью), а при фиксированном взгляде на вспышку - к ожогам глазного дна. Световое излучение при СИ = 80 …160 кДж/м2 вызывает ожога кожи I степени; I60...400 кДж/м2 - II; 400...600 кДж/м2 – III; >600 кДж/м2 – IV. Характерными особенностями ожогов от светового излучения ядерного взрыва большой мощности являются их профильность (ожоги только тех участков кожи, которые обращены к взрыву) и зависимость от свойств одежда (более высокие степени ожогов при темной одежде сравнительно с одеждой светлых тонов, ожоги в виде рисунков платья и т.д.)
Воздействие СИ на здания и сооружения приводят к пожарам. В ясную солнечную погоду при наземном взрыве 1 Мт деревянные здания загораются на удалении 20 км от центра взрыва, автотранспорт - 18 км, сухая трава и листья - 17 км. Вызываемые СИ пожары классифицируются по 3 зонам: а) отдельных пожаров, б) сплошных пожаров, в) горения и тления в завалах. Для наземного взрыва мощностью 1 Мт радиус зоны А - 6,4 км, зоны Б - 4,4 км; зоны В -3,5 км.
Лекция 4
1.2.6. Воздействие на человека ионизирующей радиации (ИР), ее нормирование. Излучения, вызывающие в среде образование электрических зарядов разных знаков (ионов), называют ионизирующей радиацией (ИР). ИР может быть корпускулярной (a -лучи - поток ядер гелия, b -лучи - поток электронов, нейтронное излучение - поток нейтронов я т.д.) и электромагнитной ( g -излучение, возникающее при ядерных превращениях; рентгеновское излучение, возникающее при торможений заряженных частиц в ускорителях электронов, рентгеновских трубках и т.д.). Эти излучения характеризуются проникающей и ионизирующей способностями. Проникающая способность a -лучей наименьшая (несколько см в воздухе), а ионизирующая - максимальная. Длина пробега b -частиц в воздухе - десятки метров, ионизирующая - в десятки тысяч раз меньше, чем у a -лучей. Наименьшая ионизирующая и наибольшая проникающая способности у g -лучей. Нейтронное излучение отличается высокими проникающей и ионизирующей способностями.
Количественной мерой корпускулярной ИР является поглощенная доза (энергия излучения, поглощенная массой вещества единица - грей, Гр; 1 Гр = 1 Дж/кг), а электромагнитной ИР - экспозиционная доза (кулон на кг). На практике часто используют внесистемные единицы - соответственно рад (1 рад = 0,01 Гр) и рентген (1 Р = 2,58∙10-4 Кл/кг). 1 рад = 1,14 Р, а при ЧС принимают 1 рад = 1 Р = 1 бэр.
Поскольку энергетически разные уровня ИP разной природы создают различную выраженность биологического эффекта, то была введена единица эквивалентной дозы, которая рассчитывается как произведение поглощенной и экспозиционной доз на коэффициент качества Q . Для g и b -лучей Q = 1, нейтронов - 10, a -лучей - 20. Единица эквивалентной дозы - зиверт (1 Зв = 1 Гр∙ Q). Внесистемной единицей эквивалентной дозы является бэр (биологический эквивалент рад ), 1 бэр = 0,01 Зв.
Поглощенная, экспозиционная и эквивалентная дозы, отнесенные к единице времени, характеризуют мощность излучения.
Воздействие ИР на биологические объекты приводит к разрыву химических связей сложных молекул, образованию свободных радикалов, нарушению обмена и т.д. Последствия облучения делятся на соматические и генетические. Первые выражаются в нарушениях здоровья, вторые - в изменениях наследственности, проявляющихся только в последующих поколениях.
Очень высокие дозы ИР могут привести к быстрой гибели человека - "смерти под лучом". При меньших дозах развивается острая лучевая болезнь, в основе которой лежит разрушение или гибель кроветворной системы (красного костного мозга) и защитных систем организма (прежде всего иммунной системы). При острой лучевой болезни первые 5-7 дней после облучения представляют собой скрытый период заболевания. Затем наступает упадок защитных функций организма, обострение всех хронических болезней и инфекций. На четвертой неделе появляется малокровие, нарушается свертываемость крови, каждая небольшая травма приводит к длительному кровотечению. При поглощенной дозе > 6 Гр (без лечения) гибнут все облученные, при 4...6 Гр - 50%. Применение современных методов лечения спасает и при дозах до 10 Гр. При систематическом облучении более низкими дозами развивается хроническая лучевая болезнь с менее выраженными симптомами и длительным течением.
Кроме лучевой болезни ИР вызывает лейкозы (белокровие) и развитие других злокачественных опухолей. Данная группа заболеваний проявляется после длительного (до нескольких лет) скрытого периода.
Предельно допустимые дозы (ПДД) и предельные дозы (ПД) ИР установлены "Нормами радиационной безопасности НРБ 76/87" и "Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений ОСП 72/87". Указанными документами установлены 3 группы облучаемых лиц: А - работники, которые непосредственно связаны с источниками ИР; Б – лица, которые непосредственно не связаны с источниками ИР, но по условиям проживания или расположения своих РМ могут подвергнуться воздействию ИР ("ограниченная часть населения"); В - остальное население страны. В связи с различной чувствительностью тканей человека к ИР установлены 3 группы критических органов: I - все тело, гонады и красный костный мозг; II - мышцы и другие органы, за исключением входящих в I и III группу; III - кожа, кости, кисти, предплечья, лодыжки и стопы. Для категории А установлены ПДД для I, II и III групп критических органов соответственно 50, 150 и 300 бэр/год. ПД для категории Б для тех же групп органов в 10 раз меньше, чем значения ПДД. ПДД - это наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет неблагоприятных изменений в состояние здоровья. ПДД за первые 30 лет жизни не должны превышать 30 бэр. При хроническом облучении допускаются дозы в 1 ПДД за любой промежуток времени с последующей их компенсацией, за исключением женщин, ПДД которых устанавливаются на срок до 2 месяцев.
Приведенные нормативы ИР применяют при внешнем облучении, когда исключено попадание радиоактивных веществ (РВ) в организм. При поступлении РВ в организм мерой их количества является активность, единица которой 1 беккерель соответствует одному ядерному превращению в секунду. Есть и внесистемная единица активности – кюри - Ки, равная 3,7∙1010 распадам в секунду. На практике чаще используют производные Ки - миликюри - 1 мКи = 1∙10-3 Ки и микрокюри - I мкКи = 1∙10-6 Ки.
1.2.7. Воздействие на организм человека электротока, его нормирование зависят от вида поражения факторов среды и т.д.
1.2.7.1. Виды поражений электротоком. Различают термическое, электролитическое, биологическое и механическое воздействия электротока. Термическое воздействие тока проявляется в ожогах отдельных участков тела и нагреве до высокой температуры сосудов, нервов, сердца и мозга ; электролитическое - в разложении органической жидкости, в том числе и крови; биологическое - в раздражении и возбуждении тканей организма, в нарушении внутренних биоэлектрических процессов и рефлекторных реакциях организма; механическое - в расслоении и разрыве тканей, повреждении связок и костей при вызванных током судорогах.
Все электротравмы разделяют также на местные (20%), общие (25%) и смешанные (55%). К местным электротравмам относят электрические ожоги (могут быть всех четырех степеней), электрические знаки или метки, металлизацию кожи (зеленого цвета при медных проводах, серого - алюминиевых и т.д.), механические повреждения, электроофтальмию (поражение глаз при воздействии УФО электродуги) и различные комбинации из перечисленных травм.
Общие электротравмы, представленные электроударами, являются самыми опасными. По тяжести их разделяют на 4 степени: 1 - судорожные сокращения мышц при сохраненном сознании; 2 - потеря сознания при сохраненном пульсе и дыхании; 3 - потеря сознания с нарушениями пульса и/или дыхания; 4 - потеря сознания с отсутствием пульса и дыхания, т.е. клиническая смерть. В состоянии клинической смерти клетки коры мозга еще в течение 4...8 мин сохраняют способность к восстановлению, после чего наступает их гибель.
1.2.7.2. Факторы, определяющие опасность поражения электротоком. На тяжесть поражения человека электротоком влияют характеристики самого тока (сила тока I , его род - постоянный или переменный и частота тока), а также ряд неэлектрических факторов ( электросопротивление организма, путь тока в теле человека, время воздействия тока, температурные условия и еще ряд свойств и параметров организма).
Человек начинает ощущать воздействие электротока при Iч 0,5...1,5 ( f = 50 Гц) и 5...7 (постоянный ток) мА. При постоянном токе появляется ощущение нагрева кожи , при переменном - слабый зуд и легкое покалывание. Наименьшее значение ощутимого тока называется пороговым.
При 10...15 мА (f=50 Гц) появляются непреодолимые судорожные сокращения мышц рук и человек не может ее разжать для освобождения от токоведущей части; при постоянном токе в 50… 80 мА, человек испытывает при отрыве рук от электродов тяжелейшие болезненные сокращения мышц, что затрудняет его освобождение. Наименьшее значение такого тока принято называть пороговым неотпускающим током.
Ток 100 мА и более (при f = 50 Гц) и 300 мА и более (при постоянном токе), проходя через тело человека, может вызвать фибрилляцию сердца и его остановку, а затем и остановку дыхания. Наименьшее значение такого тока называется пороговым фибрилляционным током (при f = 50 Гц - от 100 мА до 5 А, при постоянном токе - от 300 мА до 5 А).
Воздействие тока I больше 5 А независимо от рода тока приводит к немедленным параличу дыхания и остановке сердца.
Из приведенных данных следует, что постоянный ток в 4...5 раз безопаснее переменного с f = 50 Гц. Постоянный ток одинаковой величины с переменным вызывает более слабые сокращения мышц и менее неприятные ощущения. Однако при U более 500 В постоянный ток становится опаснее переменного с f = 50 Гц.
Наиболее опасным диапазоном частот для человека является переменный ток с f = 20...100 Гц. От 0 до 50 Гц повышается опасность поражения в виде электроударов; дальнейшее повышение f снижает эту опасность, а при f =450...500 кГц она полностью исчезает, но сохраняется опасность ожогов.
Из неэлектрических факторов наибольшее значение имеет электрическое сопротивление тела человека - Rч .
Относительно большое электросопротивление имеют кожа, кости, жировая ткань, сухожилия и хрящи, а малое сопротивление - мышечная ткань, кровь, спинной и головной мозг. При этом кожа обладает очень большим удельным сопротивлением
p = 3 х 103…2 х I04 Ом м, которое является главным фактором, определяющим Rч. Наружный ороговевающий слой кожи - эпидермис в сухом и незагрязненном состоянии рассматривается как диэлектрик с p =105… 106 Ом м.В целом, при сухой, чистой неповрежденной коже (измеренное при U до
I5...20 В ) Rч составляет от 3 до 10 кОм, а иногда до 5 МОм и более. При снятии рогового слоя кожи оно падает до 1... 5 кОм, а при удалении всего эпидермиса - до 500...700 Ом; сопротивление внутренних тканей тела Rв составляет лишь 300...500 Ом. Величина
R ч = 2 R н + R в (14)
где Rн - сопротивление эпидермиса, Ом.
Порезы, царапины, ссадины я другие микротравмы, увлажнение и потовыделение снижают Rч . Оно уменьшается также с увеличением тока и длительности его протекания, а также с повышением U , приложенного к телу человека. Rч больше при постоянном токе , чем при переменном любой частоты. При f = 0 Rч имеет наибольшее значение, а с ростом f уменьшается и при f = бесконечность Rч = Rв . Кроме того, на уменьшение Rч влияют физиологические факторы (пол, возраст, раздражители - уколы, удары, звуковые, световые и пр.) и состояние ОС. Поэтому при расчетах Rч = 1000 Ом.
Вероятность поражения электротоком растет при удлинении времени его воздействия, что прежде всего объясняется повышением вероятности совпадения момента прохождения тока через сердце с зубцом Т кардиоцикла. Зубец Т с длительностью 0,2 с возникает при переходе желудочков в расслабленное состояние, когда сердце наиболее чувствительно к воздействию электротока и когда наиболее легко развивается фибрилляция сердечной мышцы. Кроме того, с увеличением времени воздействия тока растет значение Iч и накапливаются неблагоприятные последствия его воздействия.
Характер изменений вероятности поражения электротоком Рэт в зависимости от рода, напряжения U и частоты тока f , а также изменений значения пороговой фибрилляционнои силы тока Iчф от времени его воздействия t представлен на рис. 3.
Наиболее опасными путями прохождения тока через организм человека (петлями тока) являются те, при которых поражаются головной мозг (петли "голова - руки", "голова - ноги") и сердце (петли "рука - рука", "рука - ноги"). Наибольшая частота поражения у петли "рука - рука" - 40% (потерявших сознание при этом 83%) и петли "рука - ноги" - частота поражения 17-20%, потерявших сознание 80...87%. У петли "нога - нога" частота поражений 6%, потерявших сознание 15%. 
Рис. 3. Характер зависимости Рэт от f электротока (А), его рода и U(Б) и зависимости Iчф от t (В).
Для поражения электротоком существенное значение имеют пол и возраст , а также состояние здоровья. Опасность поражения электротоком растет при утомлении и опьянении, но она может быть снижена при повышенном внимании и сосредоточенности человека. Как говорил Еллинек, "силу падающей балки или взрыва невозможно ослабить мужеством и героической выдержкой, но зато это вполне возможно по отношению к действию электротока".
Вероятность поражения электротоком увеличивается при повышении температуры и влажности воздуха (из-за снижения электросопротивления кожи вследствие расширения сосудов и увеличения потоотделения). С учетом этих, а также и некоторых других условий на РМ ГОСТ 12.1.013-78 и ПУЭ устанавливают следующие категории помещений по электроопасности: I - без повышенной опасности, т.е. при отсутствии условий, указанных ниже для категорий II и III; II - с повышенной опасностью, когда имеется одно из следующих условий: а) влажность воздуха φ>75%; б) температура воздуха длительно больше 35°C, кратковременно >40°С; в) токопроводящая пыль; г) токопроводящие полы; д) возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям, имеющим соединение с землей, с одной стороны, и металлическим корпусам ЭУ – с другой; III - особо опасные, когда имеется одновременно 2 и более перечисленных выше условий повышенной опасности, а также при φ = 100% или в случае химической активности среды на РМ. Производственные помещения чаще бывают II и III категории, жилые помещения - I, кухни - II, ванны - III.
По электроопасности ЭУ делят на 2 группы - с U до 1000 В и выше
1000 В. При этом выделяют ЭУ с малым U - до 42 В.
1.2.7.3. Нормирование электротока . Предельно допустимые (ПД) напряжения прикосновения и силы тока Iч установлены ГОСТ 12.1.038-82*. При нормальном режиме любых ЭУ для петель "рука - рука" и "рука - ноги" при продолжительности воздействия не более 10 мин в сутки для тока с
f = 50 Гц Uпр ≤ 2,0 B и Iч ≤ 0,3 мА; для постоянного тока Uпр ≤ 8,0 B и Iч ≤ 1,0 мА. При температуре воздуха больше 20°С и влажности больше 75% значения Uпр и Iч должны быть уменьшены в три раза.
При аварийном режиме ЭУ U до 1000 В c глухозаземленной или изолированной нейтралью ПД значения Unp и Iч в зависимости от продолжительности воздействия электротока не должны превышать величин, указанных в табл. 1.
Таблица 1
| Род тока | Норми-руемая величина | ПД значения , не более , при продолжительности воздействия тока, с | |||||
| 0,01... 0,08 | 0,1 | 0,2 | 0,5 | 1,0 | свыше 1,0 | ||
| Переменный, 50 Гц | Unp, В Iч , мА | 550 650 | 340 400 | 160 190 | 105 125 | 60 50 | 20 6 |
| Постоянный | Unp, В Iч , мА | 650 650 | 500 500 | 400 400 | 250 250 | 200 200 | 40 15 |
1.2.7.4. Условия поражения человека электротоком. Поражение человека электротоком происходит только при включении его в электроцепь. Возможны следующие случаи включения человека в электроцепь: 1) прикосновение к токоведущим частям ЭУ (одно- или двухфазное прикосновение), из-за которого происходит до 56% всех электротравм; 2). прикосновение к частям ЭУ, оказавшимся под U из-за повреждения изоляции фаз или по другим причинам (происходит до 40% всех электротравм); 3) прикосновение к двум точкам земли, имеющим разные потенциалы (происходит до 4% всех электротравм). В основе этих включений (кроме двухфазного) лежат явления, возникающие при стекании тока в землю.
Стекание тока в землю чаще всего происходит через проводник, находящийся в непосредственном контакте с землей. Такой контакт может быть случайным (при падении на землю оборванного провода, при пробое электрической изоляции ЭУ U и т.п.) и преднамеренным (при заземлении корпуса ЭУ или другого оборудования). В последнем случае проводник или группа соединенных между собой проводников, находящихся в контакте с землей, называются заземлителем (одиночным или групповым). При стекании тока на землю происходит, во-первых, резкое снижение потенциала φ3 заземленной нетоковедущей части ЭУ. Снижение φ3 будет тем больше, чем меньше сопротивление заземлителя, что используется как мера защиты человека при случайном появлении U на металлических не-токоведущих частях (защитное заземление). Во-вторых, на поверхности грунта вокруг места стекания тока в землю появляется потенциал, изменяющийся по закону гиперболы. Если человек не соприкасается с корпусом ЭУ, оказавшейся под напряжением, а только стоит или проходит около нее, он попадает под шаговое напряжение (рис. 4).
Uш = φА – φБ или Uш = φ3 х β, (15)
где φ А и φ Б - потенциалы левой и правой ног, находящихся в точках А и Б; β - коэффициент Uш , учитывающий форму потенциала кривой φ 3 . Значение Uш изменяется от некоторого максимума на минимальном расстоянии от заземлителя до нуля при удалении более 20 м. 1.4.7.5. Основные причины поражения электротоком и первая помощь пострадавшему . Основные причины поражения электротоком подразделяются на: 1) технические (в среднем 24,7%) - несоответствие ЭУ, средств защиты и приспособлений требованиям БТ и условиям применения, связанное с дефектами конструкторской документации, изготовления, монтажа и ремонта; неисправности ЭУ, возникшие в процессе их эксплуатации; 2) организационно-технические
Рис. 4. Изменение напряжения шага:
I, 2 и 3 - места нахождения человека; Uш1,Uш2 и Uш3- шаговые напряжения на расстоянии X+a , Х1+a и
Х=20 м от места замыкания фазы
(в среднем 59,7%) - несоблюдение технических мероприятий на стадии эксплуатации (обслуживания) ЭУ, несвоевременная замена неисправного оборудования и использование ЭУ, не принятых в эксплуатацию; 3) организационные (в среднем 46,3%) - невыполнение или неправильное выполнение организационных мероприятий на стадии эксплуатации, несоответствие работы заданию; 4) организационно-социальные (в среднем 25,8%) - работа в сверхурочное время, несоответствие работы специальности, нарушение трудовой дисциплины, допуск к работе в ЭУ лиц моложе 18 лет или имеющих медицинские противопоказания.
Первая помощь пострадавшему состоит в том, чтобы, не теряя лишней секунды: 1) освободить пострадавшего от действия электротока, обеспечив собственную безопасность; 2) оказать ему доврачебную помощь; 3) вызвать скорую помощь.
Освобождение пострадавшего от действия электротока может быть выполнено снятием U выключением рубильника или перерубанием электропровода или искусственным коротким замыканием и т.д. При невозможности проведения указанных мероприятий следует со всеми предосторожностями (применение диэлектрического коврика, резиновых перчаток и т.д.) оттянуть пострадавшего от нетоковедущих частей установки, оказавшихся под напряжением.
Доврачебная первая помощь заключается в обеспечении полного покоя пострадавшему до прибытия врача, а при отсутствии дыхания и пульса - в проведении наружного массажа сердца и искусственного дыхания по способу "изо рта в рот" или "изо рта в нос".
1.4.8. Сочетанное действие НФ . Варианты сочетанного действия различных химических факторов приведены в пп. 1.4.2. Аналогичные явления суммации, потенциирования и антагонизма установлены и для ряда физических НФ. Так, однонаправленное действие инфразвука, шума и ультразвука приводят к тому, что отрицательные последствия высокого уровня шумов увеличиваются при одновременном воздействии инфра- и/или ультразвука. Такой же взаимно отягощающий эффект характерен для сочетанного воздействия шума и вибрации.
Расширяющееся применение химических веществ в народном хозяйстве и рост числа объектов и мощностей атомной энергетики обусловили особый интерес, во-первых, к сочетанному воздействию физических и химических НФ и, во-вторых, к сочетанному воздействию ИР и других НФ. Установлено, что неблагоприятный температурно-влажностный режим на РМ, изменения уровней Рб и акустического шума существенно сказываются на эффектах воздействия ВВ . Повышенные t воздуха, вызывающие резкое расширение кожных сосудов и увеличение минутного объема дыхания и потоотделения, значительно увеличивают поступление токсических веществ через легкие и кожу (например, паров ртути и бензина, NO2 и др.). С другой стороны, понижение t воздуха повышает токсичность бензола и сероуглерода. Всасываемость токсических веществ через кожу и слизистую дыхательных путей растет при увеличении относительной влажности воздуха (за счет задержки ядов на слизистой, усиления их гидролиза и облегчения всасывания).
Аналогично повышенным температурам влияет на взаимодействие организма с ВВ физическая работа. Главным механизмом в данном случае является увеличение минутного объема дыхания: при легкой работе - в 2 раза, работе средней тяжести - в 4 раза, а при утомительных и изнуряющих работах – в 10-15 раз. Это создает особо благоприятные условия для всасывания летучих ВВ (эфир, алкоголь и др.).
Повышенное Рб также увеличивает поступление токсических веществ в организм за счет их ускоренного перехода из воздуха в кровь при увеличенном парциальном давлении . Более опасно снижение Рб , которое из-за уменьшения парциального давления О2 приводит к недостаточному содержанию О2 в клетках и тканях, т.е. гипоксии. последняя усиливает токсическое воздействие бензола, NO2, алкоголя. Усиление токсического эффекта СО а стирола вызывает высокие уровни акустических шумов (за счет создаваемых ими нарушений в функционировании центральной нервной и сердечно-сосудистой систем). УФО в городах способствует образованию смога, вызывает дерматит кожи при ее загрязнениях производственной пылью, но одновременно уменьшает токсический эффект СО. Преимущественно тепловое воздействие СВЧ-излучений усиливается повышенными t воздуха и вообще всеми факторами, мешающими теплоотдаче.
При сочетанном воздействии ИР и токсических ВВ возможны 2 варианта их взаимодействия. В том случае, когда ВВ вызывают гипоксию (например, СО, цианиды и др.), радиоустойчивость организма повышается (особенно для рентгеновского и гамма - излучения). Этот эффект меньше при нейтронном излучении и полностью отсутствует при альфа -лучах.
Второй вариант взаимодействия - усиление действия ИР - характерен для повышенного содержания ВВ в тканях организма, что в свою очередь связано с интоксикацией организма соединениями ртути, Н2S , формальдегидом и т.д. Такой вариант, заключающийся в ухудшении течения лучевых поражений, используется в клинической медицине при лечении злокачественных опухолей.
В заключение следует указать на явно недостаточную изученность сочетанного воздействия НФ. Ведь всего у 25 из 1307 представленных в ГОСТ 12.1.005-88 ВВ достоверно установлена однонаправленность действия и не приведено ни одного существенного для практической работы примера потенцирования или антагонизма.
Лекция 5
Дата: 2019-07-24, просмотров: 249.
