Хван Т.А., Хван П.А. Безопасность жизнедеятельности

Подождите немного. Документ загружается.

ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА ЧЕЛОВЕКА И СРЕДУ ОБИТАНИЯ

новой для проектирования, строительства и эксп-

луатации промышленных предприятий, планиров-

ки и застройки жилья, создания и применения ин-

дивидуальных средств защиты.

Обоснованию предельно допустимых концентраций

должно уделяться большое внимание, исследования

должны быть выполнены тщательно, так как малей-

шие ошибки могут привести либо к ущербу для здо-

ровья, либо к значительным экономическим потерям.

Известный парадокс Гадамера гласит: «Ядов как

таковых не существует». Как правило, причиной ядо-

витости является количество, сообщающее веществу

в определенных условиях качественно новые свойства.

Здесь уместно напомнить знаменитую формулировку

Парацельса: «Все есть яд, ничто не лишено ядовитос-

ти, одна лишь доза делает яд незаметным».

По мнению токсикологов, ядом называется хи-

мический компонент среды обитания, поступающий

в организм в количестве (реже в качестве), не соот-

ветствующем врожденным или приобретенным свой-

ствам организма, и поэтому несовместимый с жиз-

нью. Яды могут оказывать на организм как обще-

токсическое так и специфическое действие: сенсиби-

лизирующее (вызывающее повышенную чувстви-

тельность), бластомогениое (образование опухолей),

гонадотропное (действие на половые железы), эмб-

риотропное (действие на зародыш и плод), терато-

генное (вызывает уродства), мутагенное (действие

на генетический аппарат). Яды могут вызывать как

острые, так и хронические отравления.

Острые отравления носят преимущественно бы-

товой, а хронические — профессиональный харак-

тер. Острое отравление — это такое, симптомо-

171

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

комплекс которого развивается при однократном по-

ступлении большого количества вредного вещества

в организм. Хроническим называют отравление,

возникающее постепенно при повторном или мно-

гократном поступлении вредного вещества в орга-

низм в относительно небольших количествах.

При установлении предельно допустимых концен-

траций химических веществ в окружающей среде

решаются следующие задачи:

1. Разработка методики обнаружения и количествен-

ного определения вредного химического компонента

и установление его физико-химических свойств.

2. Предварительная оценка токсичности и уста-

новление ориентировочного безопасного уровня воз-

действия (ОБУВ).

3. Моделирование взаимодействия организма с

исследуемым химическим веществом и изучение

реакции организма на его воздействие; качествен-

ная и количественная оценка реакции организма;

обоснование рекомендуемой ПДК, а также других

мероприятий, направленных на предупреждение за-

болеваний и поддержание оптимального самочув-

ствия человека.

4. Внедрение ПДК в практику и проверка ее эф-

фективности на основании изучения состояния здо-

ровья и самочувствия лиц, контактирующих с ис-

следуемым химическим веществом.

Исходя из поставленных задач становится оче-

видным, что организация столь разностороннего ис-

следования требует больших материальных затрат

и привлечения большого круга специалистов раз-

личного профиля: химиков, токсикологов, биохи-

миков, гистологов, врачей, экономистов.

172

ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА ЧЕЛОВЕКА И СРЕДУ ОБИТАНИЯ

Важное значение при изучении токсичности лю-

бого компонента окружающей среды имеет изуче-

ние его физико-химических свойств, которые по-

зволяют по имеющимся в распоряжении химиков

и токсикологов формулам рассчитать ОБУВ, даю-

щий первоначальные представления о токсичнос-

ти вещества и который может быть использован

на стадии разработки технологического процесса

или опытной установки. Имеется около 20 формул

для расчета ОБУВ, чем больше формул использо-

вано для расчета, тем точнее полученная величина

ОБУВ. В качестве примера может служить следую-

щая формула:

где — растворимость химического вещества

— молекулярный вес вещества

— коэффициент распределения вещества

между водой и воздухом.

Рекомендуется производить расчет по всем име-

ющимся константам (физико-химическим свой-

ствам), довести до логарифма ОБУВ и взять число

по среднему логарифму из всех логарифмов ОБУВ,

рассчитанных по разным константам.

Следующим этапом исследования является опре-

деление токсичности вещества путем воздействия на

лабораторных животных в однократных опытах для

изучения острого действия вещества и при повтор-

ном введении вещества различными путями для изу-

чения возможности хронического отравления.

В токсикологических экспериментах обычно ис-

пользуются лабораторные животные, реакция ко-

173

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

торых на воздействие химических веществ наибо-

лее близка к реакции организма человека. Необ-

ходимо использовать не менее двух видов лабора-

торных животных. Чаще всего используются бе-

лые мыши, белые крысы, кошки, кролики, морс-

кие свинки и другие животные. Немаловажное зна-

чение имеет фактор стоимости — более крупные

животные стоят дороже. Если учесть, что для пол-

ного обоснования ПДК хотя бы в одной среде (на-

пример, в воздухе рабочей зоны) требуется около 4-

х тысяч животных, становится понятным значение

их стоимости.

При моделировании на лабораторных животных

взаимодействия химического вещества с организ-

мом преследуются следующие цели:

1) выявление возможности острого отравления;

2) если отравление возникло — выявление его сим-

птомов и клинической картины гибели животных;

3) путем исследования трупов погибших живот-

ных выясняют точки приложения токсического воз-

действия вещества макро- и микроскопическими ис-

следованиями ;

4) установление параметров острого токсическо-

го действия вещества при различных путях поступ-

ления в организм: средне-смертельной дозы

(ДЬ

средне-смертельной концентрации

(CL

порога ос-

трого действия

(Lim

При этом исследуются все

возможные пути поступления вещества в организм.

Полученные среднесмертельные дозы и концентра-

ции необходимы для уточнения ориентировочного

уровня воздействия, рассчитанного ранее по фор-

174

ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА ЧЕЛОВЕКА И СРЕДУ ОБИТАНИЯ

мулам. На вооружении токсикологов имеются фор-

мулы для уточнения ОБУВ, например:

Одним из важнейших этапов является определе-

ние порога острого действия вещества на организм.

По величине порога острого действия можно судить о

возможности острого отравления веществом, степени

его опасности в условиях производства. Порог остро-

го действия необходимо знать для выбора концентра-

ций при моделировании хронического отравления.

Порог острого действия — эта та наименьшая

концентрация химического вещества, которая вы-

зывает статистически достоверные изменения в орга-

низме при однократном воздействии. Зная порог ос-

трого действия, мы можем определить зону острого

действия и КВИО (коэффициент возможности ин-

галяционного отравления).

Важным этапом является установление способ-

ности вещества кумулировать в организме при по-

вторном воздействии. Кумуляция изучается при та-

ком пути введения вещества в организм животных,

который наиболее характерен в условиях контакта

человека с данным веществом.

Изучается также способность вещества проникать

через неповрежденную кожу или наличие резорб-

тивного действия.

Наиболее важным и ответственным моментом яв-

ляется определение порога хронического действия

вещества (Lim

) и характера его воздействия при

повторном поступлении в организм.

175

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Порог хронического действия — это та мини-

мальная концентрация, которая при хроническом

воздействии вызывает существенные (достоверные)

изменения в организме лабораторных животных.

Порог хронического действия является основным

показателем при установлении рекомендуемой ПДК

химического вещества.

где Lim

— порог хронического действия,

— коэфициент запаса.

Коэффициент запаса — это величина, на кото-

рую нужно разделить порог хронического действия,

чтобы обеспечить полную безопасность вещества.

Величина коэффициента запаса зависит от степени

токсичности вещества, способности к кумуляции,

наличия специфических видов действия и может

быть равной от 2 до 20 в зависимости от вышепере-

численных факторов.

Рекомендованная ПДК, обоснованная эксперимен-

тальным путем, корректируется при изучении со-

стояния здоровья работающих или населения в це-

лом и только после этого становится государствен-

ным стандартом.

Таким образом, предельно допустимая концент-

рация -это максимальная концентрация вредных

веществ, не оказывающая воздействия на здоровье

человека. Определяют ее врачи-гигиенисты на ос-

новании данных экспериментальных исследований

над подопытными животными и наблюдений за со-

стоянием здоровья людей, находящихся под воздей-

ствием вредных веществ.

176

ВОЗЛЕЙСТВИЕ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА ЧЕЛОВЕКА Н

СРЕАУ

ОБИТАНИЯ

ПДК вредных веществ, загрязняющих воздуш-

ную среду, регламентирует ГОСТ 12.1.005 для бо-

лее чем 1300 различных вредных веществ.

Для атмосферного воздуха введена предельно до-

пустимая максимально разовая концентрация вред-

ных веществ ПДРмр. Разовая концентрация опреде-

ляется по пробам, отобранным в течение 20 минут.

Для некоторых вредных веществ установлен нор-

матив среднесменных ПДК, а для воздуха населен-

ных мест — среднесуточных ПДКсс. Введением этих

нормативов контролируется содержание в воздухе

веществ, накапливающих свое вредное воздействие

на человека.

Z.4. МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ.

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЧЕЛОВЕКА

Вибрация

Колебания — многократное повторение одинако-

вых или почти одинаковых процессов, — сопутству-

ют многим природным процессам и явлениям, выз-

ванным человеческой деятельностью, — от простей-

ших колебаний маятника до электромагнитных

колебаний распространяющейся световой волны.

Механические колебания — это периодически

повторяющиеся движения, вращательные или воз-

вратнопоступательные. Это тепловые колебания

атомов, биение сердца, колебания моста под нога-

ми, земли от проезжающего рядом поезда.

Любой процесс механических колебаний можно

свести к одному или нескольким гармоническим

синусоидальным колебаниям. Основные парамет-

177

ры гармонического колебания: амплитуда, равная

максимальному отклонению от положения равно-

весия (м); скорость колебаний (м/с); ускорение (м/

); период колебаний, равный времени одного пол-

ного колебания (с); частота колебаний, равная чис-

лу полных колебаний за единицу времени (Гц).

Все виды техники, имеющие движущиеся узлы,

транспорт — создают механические колебания. Уве-

личение быстродействия и мощности техники приве-

ло к резкому повышению уровня вибрации. Вибра-

ция — это малые механические колебания, возника-

ющие в упругих телах под воздействием переменных

сил.

Так, электродвигатель передает на фундамент виб-

рацию, вызываемую неуравновешенным ротором.

Идеально уравновесить элементы механизмов прак-

тически невозможно, поэтому в механизмах с вра-

щающимися частями почти всегда возникает вибра-

ция. Резонансная вибрация вагона возникает в ре-

зультате близости частоты силы воздействия на

стыках рельсов к собственной частоте вагона. Виб-

рация по земле распространяется в виде упругих волн

и вызывает колебания зданий и сооружений.

Вибрация машин может приводить к нарушению

функционирования техники и вызвать серьезные

аварии. Установлено, что вибрация является при-

чиной 80% аварий в машинах, в частности, она

приводит к накоплению усталостных эффектов в ме-

таллах, появлению трещин.

При воздействии вибрации на человека наиболее

существенно то, что тело человека можно предста-

вить в виде сложной динамической системы. Мно-

гочисленные исследования показали, что эта дина-

ВОЗДЕЙСТВИЕ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА ЧЕЛОВЕКА И СРЕДУ ОБИТАНИЯ

мическая система меняется в зависимости от позы

человека, его состояния — расслабленности или на-

пряженности — и других факторов. Для такой сис-

темы существуют опасные, резонансные частоты,

и если внешние силы воздействуют на человека с

частотами, близкими или равными резонансным,

то резко возрастает амплитуда колебаний как всего

тела, так и отдельных его органов.

Для тела человека в положении сидя резонанс

наступает при частоте 4—6 Гц, для головы 20—

30 Гц, для глазных яблок 60—90 Гц. При этих ча-

стотах интенсивная вибрация может привести к

травматизации позвоночника и костной ткани, рас-

стройству зрения, у женщин вызвать преждевре-

менные роды.

Колебания вызывают в тканях организма пере-

менные механические напряжения. Изменения на-

пряжения улавливаются множеством рецепторов и

трансформируются в энергию биоэлектрических и

биохимических процессов. Информация о действу-

ющей на человека вибрации воспринимается осо-

бым органом чувств — вестибулярным аппаратом.

Вестибулярный аппарат располагается в височ-

ной кости черепа и состоит из преддверия и полу-

кружных каналов, расположенных во взаимоперпен-

дикулярных плоскостях. Вестибулярный аппарат

обеспечивает анализ положений и перемещений го-

ловы в пространстве, активизацию тонуса мышц и

поддержание равновесия тела. В преддверии и полу-

кружных каналах имеются рецепторы и эндолимфа

(жидкость, заполняющая каналы и преддверие). При

перемещении тела и движениях головы эндолимфа

оказывает неодинаковое давление на чувствительные

179

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕАЕЯТЕЛЬНОСГИ

клетки. Поскольку полукружные каналы распола-

гаются в трех взаимоперпендикулярных плоскостях,

то при любом перемещении тела и головы возбужда-

ются нервные клетки разных отделов вестибулярно-

го аппарата. Нервные волокна, идущие от рецепто-

ров вестибулярного аппарата, образуют вестибуляр-

ный нерв, который присоединяется к слуховому нерву

и направляется в головной мозг. В соответствующем

участке коры головного мозга в височной доле ана-

лизируются сигналы от рецепторов вестибулярного

аппарата.

Перевозбуждение рецепторов выражается в так

называемой «воздушной» или «морской» болезни.

При широком спектре воздействующих на чело-

века вибраций вестибулярный аппарат может по-

давать ложную информацию. Это связано с осо-

бенностями гидродинамического устройства вести-

булярного аппарата, не приспособившегося в ходе

биологической эволюции к функционированию в

условиях высокочастотных колебаний. Такая лож-

ная информация вызывает состояние укачивания у

некоторых людей, дезорганизует работу многих си-

стем организма, что необходимо учитывать при про-

фессиональной подготовке.

Воздействие вибрации на организм человека оп-

ределяется уровнем виброскорости и виброускоре-

ния, диапазоном действующих частот, индивидуаль-

ными особенностями человека. За нулевой уровень

виброскорости принята величина 5 •

10~

м/с, за ну-

левой уровень колебательного ускорения принята

величина 3 •

10~

м/с

, рассчитанные по порогу чув-

ствительности организма.

По способу передачи на человека вибрация под-

разделяется на: общую, передающуюся через опор-

180