![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Лекция №6 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. 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
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. 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. 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. 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. Лекция №7 Воздействие на организм человека электротока, его нормирование зависят от вида поражения факторов среды и т.д. 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 =10 5… 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 Rч = 2Rн + Rв (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. 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%. 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. 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 втабл. 1.
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 φ 3 заземленной нетоковедущей части ЭУ. Снижение φ 3 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. Uш = φ А – φ Б или Uш = φ 3 х β, 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. 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 (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 снятиемU 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".
|