Воздействие негативных факторов и их нормирование

Лекция 5

Воздействие негативных факторов на человека и техносферу

Воздействие негативных факторов и их нормирование

Негативные факторы подразделяют на: вредные вещества, вибрации, акустические колебания, электромагнитные поля и излучения, ионизирующие излучения, электрический ток.

Вредные вещества. Вредным называется вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе контакта с ними, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Ядовитые свойства могут проявить все вещества, даже такие, как поваренная соль в больших дозах или кислород при повышенном давлении. Однако к ядам принято относить лишь те, которые свое вредное действие проявляют в обычных условиях и относительно небольших концентрациях.

Токсическое действие вредных веществ характеризуется показателями токсикометрии, в соответствии с которыми вещества классифицируют на чрезвычайно токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные и малотоксичные. Эффект токсического действия различных веществ зависит от количества попавшего в организм вещества, его физических свойств, длительности поступления, химизма взаимодействия с биологическими средами (кровью, ферментами). Кроме того, эффект зависит от пола, возраста, индивидуальной чувствительности, путей поступления и выведения, распределения в организме, а также метеорологических условий и других сопутствующих факторов окружающей среды.

Показатели токсиметрии и критерии токсичности вредных веществ – это количественные показатели токсичности и опасности вредных веществ. Токсический эффект при действии различных доз и концентрации ядов может проявиться функциональными и структурными (патоморфологическими) изменениями или гибелью организма. В первом случае токсичность принято выражать в виде действующих пороговых и недействующих доз и концентраций, во втором – в виде смертельных концентраций.

Отравления протекают в острой, подострой и хронической формах.

Острые отравления часто бывают групповыми и происходят в результате аварий, поломок оборудования и грубых нарушений требований безопасности труда; они характеризуются кратковременностью действия токсичных веществ, не более чем в течение одной смены; поступлением в организм вредного вещества в относительно больших количествах – при высоких концентрациях в воздухе; ошибочном приеме внутрь; сильном загрязнении кожных покровов.

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном поступлении яда в организм в относительно небольших количествах. Отравления развиваются вследствие накопления массы вредного вещества в организме (материальной кумуляции) или вызываемых ими нарушений в организме (функциональная кумуляция). Хронические отравления органов дыхания могут быть следствием перенесенной однократной или нескольких повторных острых интоксикаций. К ядам, вызывающим хронические отравления в результате только функциональной кумуляции, относятся хлорированные углеводороды, бензол, бензин и др.

Сенсибилизация – состояние организма, при котором повторное воздействие вещества вызывает больший эффект, чем предыдущий. Эффект сенсибилизации связан с образованием в крови и других внутренних средах измененных и ставших чужеродными для организма белковых молекул, индуцирующих формирование антител. К веществам, вызывающим сенсибилизацию, относятся бериллий и его соединения, карбонилы никеля, железа, кобальта и т.д.

Биологическое действие вредных веществ осуществляется через рецепторный аппарат клеток и внутриклеточных структур. Во многих случаях рецепторами токсичности являются ферменты, аминокислоты, витамины, некоторые активные функциональные группы, а также различные медиаторы и гормоны, регулирующие обмен веществ. Первичное специфическое действие вредных веществ на организм обусловлено образованием комплекса «вещество – рецептор». Токсическое действие яда проявляется тогда, когда минимальное число его молекул способно связывать и выводить из строя наиболее жизненно важные клетки – мишени.

Классификация веществ по характеру воздействия на организм и общие требования безопасности регламентируются ГОСТ 12.0.003-74*.

Очень важно отметить комбинированное действие вредных веществ на здоровье человека. Комбинированное действие – это одновременное или последовательное действие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления. Различают несколько типов комбинированного действия ядов в зависимости от эффектов токсичности:

Аддитивное действие – это суммарных эффект смеси, равный сумме эффектов действующих компонентов.

Потенцированное действие – компоненты смеси действуют так, что одно вещество усиливает действие другого.

Антагонистическое действие – одно вещество ослабляет действие другого.

Для ограничения неблагоприятного воздействия вредных веществ применяют гигиеническое нормирование их содержания в различных средах.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных ГОСТ 12.1.005-88 и ГН 2.1.5.686-98 ПДК.

Нормирование качества воды рек, озер и водохранилищ проводят в соответствии с «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения» №4630-88 МЗ СССР двух категорий: 1 – водоемы хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения и 2 – рыбохозяйственного назначения.

Нормирование химического загрязнения почв осуществляется по предельно допустимым концентрациям. Это концентрация химического вещества (мг) в пахотном слое почвы (кг), которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.

Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест проводится по методическим указаниям МУ 2.1.7.730-99.

Вибрации. Малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля, называют вибрацией. Воздействие вибрации на человека классифицируют: по способу передачи колебаний; по направлению действия вибрации; по временной характеристике вибрации. Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обуславливается силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, явления резонанса и других условий.

При повышении частот колебаний более 0, 7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека.

Вибрационная патология стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний. При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройства координации движения, симптомы укачивания, вестибуло-вегетативная неустойчивость, нарушение зрительной функции.

Бич современного производства – локальная вибрация. Ей подвергаются работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов.

Гигиеническое нормирование вибраций регламентирует параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием, ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования», Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». Документы устанавливают: классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, нормируемые параметры и их допустимые значения, режим труда лиц виброопасных профессий, подвергающихся воздействию локальной вибрации, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин.

Акустическиеколебания. Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает как слышимые, так и неслышимые колебания упругих сред. Акустические колебания в диапазоне 16 Гц…20кГц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом, называют звуковыми, с частотой менее 16 Гц – инфразвуковыми, выше 20кГц – ультразвуковыми. Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле.

Шум определяют как совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. Интенсивный шум на производстве способствует снижению внимания и увеличению числа ошибок при выполнении работы, быстроты реакции. Шум затрудняет своевременную реакцию работающих на предупредительные сигналы внутрицехового транспорта, что способствует возникновению несчастных случаев на производстве. Шум оказывает влияние на весь организм человека: угнетает ЦНС, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни, может приводить к профессиональным заболеваниям.

Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены ГОСТ 12.1.003-83* и Санитарными номами СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». Документы дают классификацию шумов по спектру на широкополосные и тональные, а по временным характеристикам - на постоянные и непостоянные.

Ультразвук как упругие волны не отличается от слышимого звука, однако частота колебательного процесса способствует большему затуханию колебаний вследствие трансформации энергии в теплоту.

Длительное систематическое влияние ультразвука вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. У работающих на ультразвуковых установках отмечают выраженную астению, сосудистую гипотонию, снижение электрической активности сердца и мозга. Контактное воздействие высокочастотного ультразвука на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук снижению болевой чувствительности, т.е. развиваются периферические неврологические нарушения.

Гигиенические нормативы ультразвука определены ГОСТ 12.1.001-89 и СНиП 2.2.4/2.1.8.582-96. Гигиенической характеристикой воздушного ультразвука на рабочих местах являются уровни звукового давления (дБ) в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами 12, 5…100 кГц.

Инфразвук – область акустических колебаний с частотой ниже 16 Гц. В условиях производства инфразвук сочетается с низкочастотным шумом, в ряде случаев – с низкочастотной вибрацией.

При воздействии инфразвука на организм уровнем 110…150дБ могут возникать неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения: нарушения НЦС, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе. Отмечают жалобы на головные боли, головокружения, осязаемые движения барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижение внимания и работоспособности; может проявиться чувство страха, сонливость, затруднение речи, нарушение равновесия.

Гигиеническая регламентация инфразвука производится по Санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.583-96, которые задают для постоянного инфразвука предельно допустимые уровни звукового давления на рабочих местах для различных видов работ, а также в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки.

Электромагнитные поля и излучения. Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 10²¹Гц. В зависимости от энергии фотонов его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят электрические и магнитные поля. Действие электрических и магнитных полей приводят к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль, вялость, расстройства сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боль в области сердца. Для хронического воздействия ЭМП промышленной частоты характерно нарушение ритма и замедление частоты сердечных сокращений, функциональные нарушения в НЦС и сердечно-сосудистой системе, в составе крови. Поэтому необходимо ограничивать время пребывания человека в зоне действия электрического поля, создаваемого токами промышленной частоты напряжением выше 400кВ.

Нормирование ЭМП промышленной частоты осуществляют по предельно допустимым уровням напряженности электрического и магнитного полей частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в нем и регламентируется «Санитарными нормами и правилами выполнения работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты» №5802-91 и ГОСТ 12.1.002-84 по электрическому полю и СНиП 2.2.4.723-98 по переменному магнитному полю частоты (50Гц) в производственных условиях.

Пребывание в ЭП напряженностью до 5кВ/м включительно допускается в течение всего рабочего дня.

Воздействие электростатического поля (ЭСП) – статического электричества – на человека связано с протеканием через него слабого тока (несколько мкА). При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на ток возможна механическая травма, падение с высоты и т.д. Наиболее чувствительны к электростатическому полю НЦС, сердечно-сосудистая система, анализаторы. Работающие в зоне ЭСП жалуются на головную боль, раздражительность, нарушение сна и др. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда, склонность к психосоматическим расстройствам с повышенной эмоциональной возбудимостью и быстрой истощаемостью, неустойчивость показателей пульса и артериального давления.

Нормирование уровня напряженностиЭСП осуществляют в соответствии с ГОСТ 12.1.042-84 в зависимости от времени пребывания персонала на рабочих местах. Предельно допустимый уровень напряженности ЭСП 60кВ/м в течение одного часа.

При постоянной работе в условиях хронического воздействия МП, превышающих предельно допустимые уровни, развиваются нарушения функций нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. Могут развиваться вегетативные и трофические нарушения в областях тела, находящегося под непосредственным воздействием МП. Они проявляются ощущением зуда, бледностью или синюшностью кожных покровов, отечностью, уплотнением кожи.

В соответствии с СН 1742-77 напряженность МП на рабочем месте не должна превышать 8 кА/м.

Большую часть спектра неионизирующих электромагнитных излучений (ЭМИ) составляют радиоволны (3Гц…3000ГГц), меньшую часть – колебания оптического диапазона (инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое излучения).

Биологические эффекты от воздействия ЭМИ могут проявляться в различной форме: от незначительных функциональных сдвигов до нарушений, свидетельствующих о развитии явной патологии. Следствием поглощения энергии ЭМИ является тепловой эффект. Избыточная теплота, выделяющаяся в организме человека, отводится путем увеличения нагрузки на механизм терморегуляции; начиная с определенного предела организм не справляется с отводом теплоты от отдельных органов и температура их может повышаться. Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей со слабо развитой сосудистой системой или недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузырь).

Для длительного действия ЭМИ характерным считают развитие функциональных расстройств ЦНС с не резко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появиться головные боли, повышение или понижение давления, урежение пульса, нервно-психические расстройства, утомление. Возможны трофические нарушения.

Нормирование ЭМИ радиочастотного диапазона проводится по ГОСТ 12.1.006-84* и Санитарным правилам и нормам СНиП 2.2.4/2.1.8.055-96.

Инфракрасное излучение (ИК) – часть электромагнитного спектра с длиной волны λ =780нм…1000мк, энергия которого при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект. Интенсивное ИК-излучение воздействует на обменные процессы в миокарде, вводно-электролитный баланс в организме, на состояние верхних дыхательных путей, на органы зрения.

Нормирование ИК – излучения осуществляется по интенсивности допустимых интегральных потоков излучения с учетом спектрального состава, размера облучаемой площади, защитных свойств спецодежды для продолжительности действия более 50% смены в соответствии ГОСТ 12.1.005-88 и СН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

Видимое (световое) излучение – диапазон электромагнитных колебаний 780…400нм. Излучение видимого диапазона при достаточных уровнях энергии может представлять опасность для кожных покровов м органов зрения. Широкополосное световое излучение больших энергий характеризуется световым импульсом, действие которого на организм приводит к ожогам открытых участков тела, временному ослеплению и ожогу сетчатки глаз. Минимальная ожоговая доза светового излучения колеблется 2, 93…8, 37 Дж/см²∙ с за время мигательного рефлекса (0, 15 с).

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) – спектр электромагнитных колебаний с длиной волны 200…400нм. УФИ искуственных источников (электросварочных дуг, плазматронов) может стать причиной острых хронических профессиональных поражений. Наиболее уязвимы глаза, особенно страдают роговица и сетчатка. Кожные поражения.

Гигиеническое нормирование УФИ осуществляется по СН 4557-88, которые устанавливают допустимые плотности потока излучения в зависимости от длины волн при условии защиты органов зрения и кожи.

Лазерное излучение (ЛИ) – особый вид электромагнитного излучения, генерируемого в диапазоне длин волн 0, 1…1000мкм. Отличие ЛИ от других видов излучений заключается в монохроматичности, когерентности и высокой степени направленности. ЛИ с длиной волны 380…1400нм представляет наибольшую опасность для сетчатки глаза, а 180…380 и выше – для передних сред глаза.

Гигиеническая регламентация ЛИ проводится СНиП 5804-91 устройства и эксплуатации лазеров.

Ионизирующее излучение вызывает в организме цепочку обратимых и необратимых изменений. Нарушаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения не свойственные организму.

Ионизирующая радиация при воздействии на организм человека может вызвать два вида эффектов: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта и др.) и стохастические беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).острые поражения развиваются при однократном равномерном гамма-облучении всего тела и поглощенной дозе выше 0, 25 Гр. При дозах превышающих 6, 0 Гр развивается крайне тяжелая форма лучевой болезни.

Гигиеническая регламентация ионизирующего излучения осуществляется нормами радиационной безопасности НРБ–99 (СП 2.6.1.758-99).

Электрический ток. Проходя через организм человека электроток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое действия.

Термическое действие тока проявляется ожогами отдельных участков тела, нагревом до высокой температуры органов, расположенных на пути тока, вызывая в них значительные функциональные расстройства. Электролитическое действие тока выражается в разложении органической жидкости, в том числе крови, в нарушении ее физико-химического состава. Механическое действие тока приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта. Биологическое действие тока проявляется раздражением и возбуждением живых тканей организма, а также нарушением внутренних биологических процессов.

Электротравмы условно разделяют на общие и местные. К общим относят электрический удар, при котором процесс возбуждения различных групп мышц может привести к судорогам, остановке дыхания и сердечной деятельности. К местным травмам относят ожоги, металлизацию кожи, механические повреждения, электроофтальмию.

Допустимым считается ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. При длительности действия более 10 с – 2мА, при 10с и менее – 6мА. Ток, при котором пострадавший не может самостоятельно оторваться от токоведущих частей, называется неотпускающим.

При гигиеническом нормировании ГОСТ 12.1.038-82* устанавливает предельно допустимые напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.

Сочетанное действие вредных факторов. В условиях среды обитания, особенно в производственных условиях, человек подвергается, как правило, многофакторному воздействию, эффект которого может оказаться более значительным, чем при изолированном действии того или иного фактора.