- •Московский государственный университет
- •Введение
- •Глава 1. Человек и его среда обитания
- •1.1. Современное состояние среды обитания человека
- •1.2. Техносфера
- •1.3. Негативные факторы, присущие техносфере
- •1.4. Возможные состояния среды обитания
- •1.5. Критерии безопасного и комфортного взаимодействия человека со средой обитания.
- •Глава 2. Медико-биологические основы взаимодействия человека со средой обитания
- •2.1. Системы восприятия человеком факторов среды обитания
- •2.2.Физиологические характеристики анализаторов человека
- •2.3. Нервная система.
- •2.4. Гомеостаз и адаптация организма к условиям среды обитания
- •2.5. Естественные системы защиты организма
- •2.6. Классификация основных форм трудовой деятельности человека
- •Глава 3. Негативные факторы техносферы и их воздействие на человека
- •3.1. Классификация опасных и вредных факторов
- •3.2. Химический фактор
- •3.3. Параметры микроклимата
- •3.4. Акустические колебания
- •3.6. Электромагнитные поля
- •3.7. Факторы световой среды
- •3.8. Ионизирующие излучения
- •3.9. Факторы тяжести и напряженности труда
- •3.10. Воздействие на человека электрического тока
- •Глава 4. Создание оптимальной производственной среды
- •4.1. Гигиеническая классификация условий труда
- •4.2. Создание комфортной воздушной среды
- •3. Определение потери давления (Па) в нижних проемах .
- •4.3. Создание оптимальной световой среды
- •4.4. Защита от шума
- •4.5. Защита от вибрации
- •4.6. 3Ащита от электромагнитных полей и излучений
- •4.7. Средства индивидуальной защиты.
- •Глава 5. Промышленная безопасность
- •5.1. Электробезопасность производственных систем
- •6.2. Основы пожарной безопасности
- •6.3. Применение взрывозащиты;
- •6.4. Безопасность функционирования автоматизированных и роботизированных производств.
- •6.5. Защитные ограждения
- •6.6. Предохранительные защитные средства.
- •6.7. Блокировочные защитные устройства.
- •6.8. Сигнализирующие устройства
- •Глава 9. Управление безопасностью жизнедеятельности
- •9.1. Государственное управление безопасностью труда.
- •9.2. Государственное управление охраной окружающей среды
- •9.3. Государственное управление в области промышленной безопасности
- •9.4. Государственное управление в чрезвычайных ситуациях.
- •9.5. Профессиональный отбор и обучения операторов технических систем
- •9.6. Анализ экономических последствий и эффективности материальных затрат на обеспечение бжд
- •9.7. Международное сотрудничество в области безопасности жизнедеятельности
- •Литература
- •Приложение 1 Перечень законов и нормативно – правовых актов в области бжд
- •Контрольные тесты
- •К Главе 5.
- •Содержание
- •80 ДБ в третьоктавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 12500 и 16000 Гц, 55
- •100 ДБ в третьоктавной полосе 20000 Гц, 55
- •105 ДБ в в третьоктавной полосе 25000 Гц, 55
- •110 ДБ в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами от 31500 до 100 000 Гц. 55
- •3.5. Вибрация 56
3.6. Электромагнитные поля
Научно-технический прогресс сопровождается резким увеличением мощности электромагнитных полей(ЭМП), созданных человеком, которые в отдельных случаях в сотни и тысячи раз выше уровня естественных полей.
Спектр электромагнитных колебаний включает волны длиной от 1000 км до 0,001 мкм и по частотеfот 3102до 31020Гц. Электромагнитное поле характеризуется совокупностью векторов электрических и магнитных составляющих. Разные диапазоны электромагнитных волн имеют общую физическую природу, но различаются энергией, характером распространения, поглощения, отражения и действием на среду, человека. Чем короче длина волны, тем больше энергии несет в себе квант.
Основными характеристиками ЭМП являются:
- Напряженность электрического поляЕ, В/м.
- Напряженность магнитного поляН, А/м.
- Плотность потока энергии, переносимый электромагнитными волнамиI, Вт/м2.
Связь между ними определяется зависимостью
Связь энергии Iи частотыfколебаний определяется как:
где: f = с/,а с = 3108м/с (скорость распространения электромагнитных волн),h= 6,61034Вт/см2(постоянная Планка).
В пространстве. окружающем источник ЭМП выделяют 3 зоны (рис.9):
а) Ближняя зона(индукции), где нет распространения волны, нет переноса энергии, а следовательно электрическая и магнитная составляющая ЭМП рассматриваются независимо. Граница зоны R </2.
б) Промежуточная зона(дифракции), где волны накладываются друг на друга, образуя максимумы и стоячие волны. Границы зоны/2<R< 2. Основная характеристика зоны суммарная плотность потоков энергии волн.
в) Зона излучения(волновая) с границей R > 2. Есть распространение волны, следовательно характеристикой зоны излучения является плотность потока энергии, т.е. количество энергии, падающей на единицу поверхностиI(Вт/м2).
Рис. 1.9. Зоны существования электромагнитного поля
Электромагнитное поле по мере удаления от источников излучения затухает обратно пропорционально квадрату расстояний от источника. В зоне индукции напряженность электрического поля убывает обратно пропорционально расстоянию в третьей степени, а магнитного поля обратно пропорционально квадрату расстояния.
По характеру воздействия на организм человека ЭМП разделяют на 5 диапазонов:
Электромагнитные поля промышленной частоты(ЭМП ПЧ):f< 10 000 Гц.
Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона(ЭМИ РЧ)f10 000 Гц.
Электромагнитные поля радиочастотной части спектра разбиваются на четыре поддиапазона
fот 10 000 Гц до 3 000 000 Гц (3 МГц);
f от 3 до 30 МГц;
fот 30 до 300 МГц;
fот 300 МГц до 300 000 МГЦ (300 ГГц).
Источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются линии электропередач высокого напряжения, открытые распределительные устройства, все электрические сети и приборы, питающиеся переменным током 50 Гц. Опасность воздействия линий растет с увеличением напряжения вследствие возрастания заряда, сосредоточенного на фазе. Напряженность электрического поля в районах прохождения высоковольтных линий электропередач может достигать нескольких тысяч вольт на метр. Волны этого диапазона сильно поглощаются почвой и на удалении 50-100 м от линии напряженность падает до нескольких десятков вольт на метр. При систематическом воздействии ЭП наблюдаются функциональные нарушения в деятельности нервной и сердечно-сосудистой системы. С возрастанием напряженности поля в организме наступают стойкие функциональные изменения в ЦНС. Наряду с биологическим действием электрического поля между человеком и металлическим предметом могут возникнуть разряды, обусловленные потенциалом тела, который достигает нескольких киловольт, если человек изолирован от Земли.
Допустимые уровни напряженности электрических полей на рабочих местах устанавливаются ГОСТом 12.1.002-84 «Электрические поля промышленной частоты». Предельно допустимый уровень напряженности ЭМП ПЧ устанавливается в 25 кВ/м. Допустимое время пребывания в таком поле составляет 10 мин. Пребывание в ЭМП ПЧ напряженностью более 25 кВ/м без средств защиты не допускается, а в ЭМП ПЧ напряженностью до 5 кВ/м пребывание допускается в течение всего рабочего дня. Для расчета допустимого времени пребывания в ЭП при напряженности свыше 5 до 20 кВ/м включительно используется формула
Т = (50/Е) - 2,
где: Т- допустимое время пребывания в ЭМП ПЧ, (час);
Е- напряженность электрической составляющей ЭМП ПЧ, (кВ/м).
Санитарные нормы СН 2.2.4.723-98 регламентируют ПДУ магнитной составляющей ЭМП ПЧ на рабочих местах. Напряженность магнитной составляющей Нне должна превышать 80 А/м при 8-ми часовом пребывании в условиях этого поля.
Напряженность электрической составляющей ЭМП ПЧ в жилой застройке и квартирах регламентируется СанПиН 2971-84 «Санитарными нормами и правилами защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты». Согласно этому документу, величинаЕне должна превышать 0,5 кВ/м внутри жилых помещений и 1 кВ/м на территории городской застройки. Нормы ПДУ магнитной составляющей ЭМП ПЧ для жилой и городской среды в настоящее время не разработаны.
ЭМИ РЧ используются для термообработки, плавки металлов, в радиосвязи, медицине. Источниками ЭМП в производственных помещениях являются ламповые генераторы, в радиотехнических установках - антенные системы, в СВЧ-печах - утечки энергии при нарушении экрана рабочей камеры.
ЭМИ РЧ при действии на организм вызывает поляризацию атомов и молекул тканей, ориентацию полярных молекул, появление в тканях ионных токов, нагрев тканей за счет поглощения энергии ЭМП. Это нарушает структуру электрических потенциалов, циркуляцию жидкости в клетках организма, биохимическую активность молекул, состав крови.
Биологический эффект ЭМИ РЧ зависит от его параметров: длины волны, интенсивности и режима излучения (импульсный, непрерывный, прерывистый), от площади облучаемой поверхности, продолжительности облучения. Электромагнитная энергия частично поглощается тканями и превращается в тепловую, происходит локальный нагрев тканей, клеток. ЭМИ РЧ оказывает неблагоприятное действие на ЦНС, вызывает нарушения в нервно-эндокринной регуляции, изменения в крови, помутнение хрусталика глаз (исключительно 4 поддиапазон), нарушения обменных процессов.
Гигиеническое нормирование ЭМИ РЧ осуществляется согласно ГОСТ 12.1.006-84 «Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля». Уровни ЭМП на рабочих местах контролируются измерением в диапазоне частот 60 кГц-300 МГц напряженности электрической и магнитных составляющих, а в диапазоне частот 300 МГц-300 ГГц плотности потока энергии (ППЭ) ЭМП с учетом времени пребывания в зоне облучения.
Для ЭМП радиочастот от 10 кГц до 300 МГц регламентируется напряженность электрической и магнитной составляющей поля в зависимости от диапазона частот: чем выше частоты, тем меньше допускаемая величина напряженности. Например, электрическая составляющая ЭМП для частот 10 кГц - 3МГц составляет 50 В/м, а для частот 50 МГц - 300 МГц только 5 В/м. В диапазоне частоты 300 МГц - 300 ГГц регламентируется плотность потока энергии излучения и создаваемая им энергетическая нагрузка, т.е. поток энергии, проходящий через единицу облучаемой поверхности за время действия. Максимальное значение плотности потока энергии не должно превышать 1000 мкВт/см2. Время пребывания в таком поле не должно превышать 20 мин. Пребывание в поле в ППЭ равном 25 мкВт/см2допускается в течение 8-ми часовой рабочей смены.
В городской и бытовой среде нормирование ЭМИ РЧ осуществляется согласно СН 2.2.4/2.1.8-055-96 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона». В жилых помещениях ППЭ ЭМИ РЧ не должна превышать 10 мкВт/см2.
В машиностроении широко используется магнитно-импульсная и электрогидравлическая обработка металлов низкочастотным импульсным током 5-10 кГц (резка и обжатие трубчатых заготовок, штамповка, вырубка отверстий, очистка отливок). Источниками импульсного магнитногополя на рабочих местах являются открытые рабочие индукторы, электроды, тоководящие шины. Импульсное магнитное поле оказывает влияние на обмен веществ в тканях головного мозга, на эндокринные системы регуляции.
Электростатическое поле(ЭСП) - это поле неподвижных электрических зарядов, взаимодействующих между собой. ЭСП характеризуется напряженностьюЕ, то есть отношением силы, действующей в поле на точечный заряд, к величине этого заряда. Напряженность ЭСП измеряется в В/м. ЭСП возникают в энергетических установках, в электротехнологических процессах. ЭСП используется в электрогазоочистке, при нанесении лакокрасочных покрытий. ЭСП оказывает негативное влияние на ЦНС; у работающих в зоне ЭСП возникает головная боль, нарушение сна и др. В источниках ЭСП, помимо биологического воздействия, определенную опасность представляет аэроионы. Источником аэроионов является корона, возникающая на проводах при напряженностиЕ>50 кВ/м.Допустимые уровни напряженностиЭСП установлены ГОСТ 12.1.045-84 «Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля». Допустимый уровень напряженности ЭСП устанавливается в зависимости от времени пребывания на рабочих местах. ПДУ напряженности ЭСП устанавливается равный 60 кВ/м в течение 1 часа. При напряженности ЭСП менее 20 кВ/м время пребывания в ЭСП не регламентируется.
Основными характеристиками лазерного излученияявляются: длина волны, (мкм), интенсивность излучения, определяемая по величине энергии или мощности выходного пучка и выражаемая в джоулях (Дж) или ваттах (Вт): длительность импульса (сек), частота повторения импульса (Гц). Главными критериями опасности лазера являются его мощность, длина волны, длительность импульса и экспозиция облучения.
По степени опасности лазеры разделены на 4 класса: 1 - выходное излучение не опасно для глаз, 2 - опасно для глаз прямое и зеркально отраженное излучение, 3 - опасно для глаз диффузно отраженное излучение, 4 - опасно для кожи диффузно отраженное излучение.
Класс лазера по степени опасности генерируемого излучения определяется предприятием-изготовителем. При работе с лазерами персонал подвергается воздействию вредных и опасных производственных факторов.
К группе физических вредных и опасных факторов при работе лазеров относят:
- лазерное излучение (прямое, рассеянное, зеркальное или диффузно отраженное),
- повышенное значение напряжения электропитания лазеров,
- запыленность воздуха рабочей зоны продуктами взаимодействия лазерного излучения с мишенью, повышенный уровень ультрафиолетовой и инфракрасной радиации,
- ионизирующие и электромагнитные излучения в рабочей зоне, повышенная яркость света от импульсных ламп накачки и взрывоопасность систем накачки лазеров.
На персонал, обслуживающий лазеры, действуют химически опасные и вредные факторы, как-то: озон, окислы азота и другие газы, обусловленные характером производственного процесса.
Действие лазерного излучения на организм зависит от параметров излучения (мощности, длины волны, длительности импульса, частоты следования импульсов, времени облучения и площади облучаемой поверхности), локализация воздействия и особенности облучаемого объекта. Лазерное излучение вызывает в облучаемых тканях органические изменения (первичные эффекты) и специфические изменения в самом организме (вторичные эффекты). При действии излучения происходит быстрый нагрев облучаемых тканей, т.е. термический ожог. В результате быстрого нагрева до высоких температур происходит резкое повышение давления в облучаемых тканях, что приводит к их механическому повреждению. Действия лазерного излучения на организм могут вызвать функциональные нарушения и даже полную потерю зрения. Характер поврежденной кожи варьирует от легких до разной степени ожогов, вплоть до некрозов. Помимо изменений тканей, лазерное излучение вызывает функциональные сдвиги в организме.
Предельно допустимые уровни облучения регламентируются «Санитарными нормами и правилами устройства и эксплуатации лазеров» 2392-81. Предельно допустимые уровни облучения дифференцированы с учетом режима работы лазеров. Для каждого режима работы, участка оптического диапазона величина ПДУ определяется по специальным таблицам. Дозиметрический контроль лазерного излучения осуществляют в соответствии с ГОСТ 12.1.031-81. При контроле измеряются плотность мощности непрерывного излучения, плотность энергии импульсного и импульсно-модулированного излучения и другие параметры.
Ультрафиолетовое излучение -это невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее промежуточное положение между светом и рентгеновским излучением. Биологически активную часть УФ-излучения делят на три части: А с длиной волны 400-315 нм, В с длиной волны 315-280 нм и С 280-200 нм. УФ-лучи обладают способностью вызывать фотоэлектрический эффект, люминесценцию, развитие фотохимических реакций, а также обладают значительной биологической активностью.
УФ-излучения характеризуется бактерицидными и эритемными свойствами. Мощность эритемного излучения -это величина, характеризующая полезное воздействие УФ-излучений на человека. За единицу эритемного излучения принят Эр, соответствующий мощности в 1 Вт для длины волны 297 нм. Единица эритемной освещенности (облученности) Эр на квадратный метр (Эр/м2) или Вт/м2. Доза облученияНэр измеряется в Эрч/м2, т.е. это облучение поверхности за определенное время. Бактерицидность потока УФ-излучения измеряется в бакт. Соответственно бактерицидная облученность-бакт на м2, а доза бакт в час на м2(бкч/м2).
Источниками УФ-излучения на производстве являются электрическая дуга, автогенное пламя, ртутно-кварцевые горелки и другие температурные излучатели.
Естественные УФ-лучи оказывают положительное влияние на организм. При недостатке солнечного света возникает "световое голодание", авитаминоз Д, ослабление иммунитета, функциональные расстройства нервной системы. Вместе с тем УФ-излучение от производственных источников может стать причиной острых и хронических профессиональных заболеваний глаз. Острое поражение глаз называется электроофтальмия. Нередко обнаруживается эритема кожи лица и век. К хроническим поражениям следует отнести хронический коньюнктивит, катаракту хрусталика, кожные поражения (дерматиты, отеки с образованием пузырей).
Нормирование УФ-излученияосуществляется согласно «Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях» 4557-88. При нормировании устанавливается интенсивность излучения в Вт/м2. При поверхности облучения 0,2 м2 в течение до 5 мин с перерывом 30 мин при общей продолжительности до 60 мин норма для УФ-А 50 Вт/ м2, для УФ-В 0,05 Вт/ м2 и для УФ-С 0,01 Вт/ м2. При общей продолжительности облучения 50% рабочей смены и однократном облучении 5 мин норма для УФ-А 10 Вт/ м2, для УФ-В 0,01 Вт/ м2 при площади облучения 0,1 м2, а облучение УФ-С не допускается.