Михнюк Т.Ф. Охрана труда

Подождите немного. Документ загружается.

121

обработанная поверхность должна составлять не менее 60% от общей площади

ограничивающих поверхностей.

В узких и высоких помещениях целесообразно облицовку размещать на

стенках, оставляя нижние части стен (до 2 м высотой) необлицованными, либо

проектировать конструкцию звукопоглощающего подвесного потолка.

Если площадь поверхностей, на которых возможно размещение

звукопоглощающей облицовки мала, рекомендуется применять дополнительно

штучные поглотители, подвешивая их как можно ближе к источнику шума,

либо предусматривать устройство щитов в виде звукопоглощающих кулис.

Эффективность акустической обработки помещения (в зоне отраженного

звука) определяется по формуле:

10lg=Δ

обл

L , дБ,

где

B и

B – постоянные помещения до и после облицовки.

()

111

1 α−= AB , где

A – эквивалентная площадь звукопоглощения до

проведения акустической обработки помещения, м

и может быть определена

по времени реверберации помещения (Т, с): TVA

, где

– объем

помещения, м

;

α – средний коэффициент звукопоглощения.

=α , где

S – площадь внутренних поверхностей помещения до облицовки.

()

222

1 α−= AB , м

, где

A – эквивалентная площадь звукопоглощения

помещения после его акустической обработки, равная

AAA +Δ= , где

–

добавочное поглощение, вносимое акустической обработкой (

обл

S⋅=Δ

обл

);

– средний коэффициент звукопоглощения после обработки помещения

(

SA=α

Архитектурно-планировочные меры, применяемые для улучшения

шумового режима в жилых районах, включают в себя ряд градостроительных

приемов таких как: вынос из селитебных зон шумных промышленных

объектов; использование территориальных разрывов между источниками шума

и жилой застройкой; районирование и зонирование жилых территорий и

объектов с учетом интенсивности источников шума; использование рельефа

местности, специальных искусственных экранов-выемок, насыпей, экранов-

стенок, экранов-зданий жилого и нежилого типа, озеленения и др.

Строительно-акустические методы включают в себя различные

конструктивные и строительные средства: планировку помещений;

использование звукопоглощающих конструкций (стен, перекрытий, окон и

т.п.); снижение шума санитарно-технического оборудования и др.

Административные меры заключаются в регламентировании работ

промышленных объектов, отдельных агрегатов, машин и оборудования, особой

организации движения транспорта и т.п.

В качестве средств для временной защиты людей от шума и в случаях,

когда применение других методов борьбы с шумами недостаточно,

применяются индивидуальные средства. Они бывают внутреннего и наружного

122

типов. К внутренним относятся вкладыши, закладываемые в слуховой канал

уха, а к наружным – наушники, шлемы, каски, которые с помощью оголовья

удерживаются на голове.

Вкладыши бывают многократного (определенной формы и размеров) и

однократного использования. Вкладыши многократного использования

изготавливаются из эластичных материалов (литая или пористая резина,

пластмассы, эбонит и др.), а для однократного – из рыхлых и легко

деформируемых материалов (хлопковая вата, ультрасупертонкое волокно и

др.).

Вкладыши многократного использования более эффективны по

сравнению с вкладышами однократного пользования, однако последние более

удобны в эксплуатации – облегчают их подбор, не вызывают болевых

ощущений и раздражений кожи наружного слухового прохода.

Противошумные наушники, шлемы и каски более эффективны, чем

вкладыши. Они плотно прилегают к голове вокруг слуховых каналов (что

достигается наличием эластичных уплотнительных валиков по краям чашек

наушников), создают минимальное раздражающее действие. Однако применять

их рекомендуется при высоких уровнях шума (более 120 дБ). Это вызвано тем,

что использование их более двух часов может вызывать сильное раздражающее

действие.

Основными методами борьбы с аэродинамическими шумами является

установка глушителей в сечениях истечения газов и звукоизоляция источника,

поскольку по их снижению в источнике оборудования мало эффективны.

Для снижения шума аэродинамических установок и устройств

(вентиляционные установки, воздуховоды, пневмоинструмент, газотурбины,

компрессоры и др.) применяются поглощающие (активные), отражающие

(реактивные) и комбинированные глушители шума (рис. 3.14).

В глушителях активного типа снижение шума происходит за счет

превращение звуковой энергии в тепловую в звукопоглощающем материале,

размещенном во внутренних полостях. Наиболее распространенным элементом

активных глушителей являются облицованные каналы круглого и

прямоугольного сечения. Такие глушители называют трубчатыми. Чтобы

достичь большей эффективности звука в канале располагают

звукопоглощающие пластины, цилиндры, соты. Такие глушители называют

соответственно пластинчатыми, цилиндрическими и сотовыми. Если канал

состоит из отдельных камер, то глушители называют камерными.

123

Рис.3.14. Глушители шума:

1, 2, 3, 4 – соответственно трубчатые, сотовые, пластинчатые и

цилиндрические глушители; 5, 6, 7 – камерные глушители; 8, 9 – резонансные

глушители

В глушителях реактивного типа шум снижается за счет отражения

энергии звуковых волн в системе расширительных и резонансных камер,

соединенных между собой и с воздуховодом. Внутренние поверхности этих

камер могут облицовываться звукопоглощающим материалом, тогда в

низкочастотной области они работают как отражатели, а в высокочастотной –

как поглотители звука. Таким образом, в комбинированных глушителях

добиваются снижения шума как за счет поглощения, так и за счет отражения.

Борьба с шумами электромагнитного происхождения заключается в более

плотной прессовке пакетов магнитопроводов (трансформаторов, дросселей и

т.п.) и применении демпфирующих материалов.

3.4.3 Защита от ультра- и инфразвука

Звуковые колебания с частотой более 16-20 кГц называют

ультразвуковыми.

В последние десятилетия ультразвуковая энергия получила широкое

применение в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний, в

промышленности для очистки деталей, прошивки мелких отверстий, сварки

миниатюрных узлов, ускорения химических реакций и электролитических

124

процессов, в сельском хозяйстве для обработки семян перед посевом и др.

Плотность энергии ультразвуковых колебаний и волн в миллионы раз

больше плотности звуковой энергии слышимых звуков, по этому они сильнее

воздействуют на организм человека.

Систематическое воздействие на человека ультразвука больших уровней

(100-120 дБ) может вызвать быструю утомляемость, боль в ушах, головную

боль, функциональные нарушения нервной и сердечно-сосудистой систем,

изменение давления, состава и свойств крови.

Ультразвук может действовать на человека, как через воздушную, так и

через жидкую и твердую среды.

Допустимые уровни звукового давления в среднегеометрических частотах

соответственно равны:

12 500 Гц 75 дБ

16 000 Гц 85 дБ

20 000 Гц и выше 110 дБ

Вредное воздействие ультразвука на организм человека может быть

устранено или снижено путем повышения рабочих частот, исключения

паразитного излучения звуковой энергии, применением звукоизолирующих

кожухов и экранов, механизацией и автоматизацией процессов, использованием

дистанционного управления ультразвуковыми технологическими установками.

Важное значение имеют организационно-планировочные мероприятия

(обучение, инструктаж, рационализация режима труда и отдыха и др.).

Используемые для защиты от ультразвука кожухи и экраны

изготавливаются из листовой стали, дюралюминия (толщиной 1 мм),

текстолита или гетинакса (толщиной 5 мм). Эластичные кожухи могут быть

изготовлены из нескольких слоев резины общей толщиной 3-5 мм. Экраны

могут быть прозрачными.

Защита от действия ультразвука при контактном воздействии состоит в

принятии мер, позволяющих исключить контакт работающего с источником.

Так, загрузку и выгрузку изделий следует производить при выключенном

источнике ультразвука, а в случаях, когда выключение установки

нежелательно, применяют специальные приспособления и индивидуальные

средства защиты (ручки с виброизолирующим покрытием, резиновые перчатки

и т.п.).

Инфразвук – это упругие волны, аналогичные звуковым, но с частотами

ниже области слышимых человеком частот. За верхнюю границу

инфразвуковой области принимают частоты 16-20 Гц.

Инфразвуковые колебания в природе генерируются землетрясениями,

извержениями вулканов, морскими бурями и штормами. Они содержатся в

шуме атмосферы и леса. Их источниками являются также грозовые разряды,

взрывы и орудийные выстрелы. В сфере производства их источниками

являются крупногабаритные машины и механизмы (турбины, компрессоры,

125

промышленные вентиляционные установки, холодновысадочное и

штамповочное оборудование, кузнечное производство и др.).

Инфразвуковые колебания ввиду их большой длины волны

характеризуются незначительным поглощением. По этому инфразвуковые

волны в воздухе, в воде и в земной коре могут распространяться на очень

большие расстояния, что используется как предвестник стихийных бедствий. В

конце 60-х годов прошлого столетия французский исследователь Гавро

обнаружил, что инфразвук определенных частот может вызвать у человека

тревожность и беспокойства. Слабые инфразвуки действуют на вестибулярный

аппарат и вызывают ощущение морской болезни.

Длительное воздействие инфразвуковых колебаний на организм человека

приводит к появлению утомляемости, головокружению, нарушению сна,

психическим расстройствам, нарушению периферического кровообращения,

функции центральной нервной системы и пищеварения. Колебания, с уровнем

звукового давления более 120-130 дБ в диапазоне частот от 2 до 10 Гц могут

приводить к резонансным явлениям в организме.

Для органов дыхания опасны колебания с частотой 1-3 Гц, для сердца – 3-

5 Гц, для биотоков мозга – 8 Гц, для желудка – 5-9 Гц.

Опасность инфразвука усугубляется тем, что колебания, имея большую

длину, распространяются на большие расстояния без заметного ослабления.

Уровни звукового давления в октавных полосах со

среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц должны быть не более 105 дБ,

а в полосе с частотой 32 Гц – не более 102 дБ.

Снижение неблагоприятного воздействия инфразвука достигается

комплексом инженерно-технических и медицинских мероприятий, основными

из которых являются: устранение причин генерации инфразвука в источнике

оборудования (повышение жесткости конструкций больших размеров),

устранение низкочастотных вибраций, применение глушителей реактивного

типа (резонансных и камерных), применение индивидуальных средств защиты

(специальные противошумы) и проведение медицинской профилактики

(предварительных и периодических медицинских осмотров).

Первостепенное значение в борьбе с инфразвуком имеют методы,

снижающие его возникновение и ослабление в источнике, так как методы,

использующие звукоизоляцию и звукопоглощение малоэффективны.

3.5 Защита от неионизирующих электромагнитных излучений

3.5.1 Естественные и искусственные источники электромагнитных

полей

Одним из биологически значимых физических факторов, определяющих

экологическую ситуацию на Земле, являются электромагнитные излучения

различного происхождения и различных диапазонов частот.

Электромагнитное поле (ЭМП) представляет собой особую форму

материи. Всякое электрически заряженная частица окружена

126

электромагнитным полем, составляющим с ней единое целое. ЭМП может

существовать и в свободном, отделенном от заряженных частиц состоянии в

виде движущихся со скоростью близкой к 300 км/с фотонов или вообще в виде

извлеченных с этой скоростью электромагнитных волн.

Спектр электромагнитных колебаний по частоте охватывает свыше 20

порядков, от 5·10

-3

до 10

Гц. В зависимости от энергии фотонов его

подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В

гигиенической практике к неионизирующим излечениям относят также

электрические и магнитные поля.

Движущееся ЭМП (электромагнитное излучение – ЭМИ) характеризуется

векторами напряженности

Е и магнитного Н полей, которые отражают силовые

свойства ЭМП.

В электромагнитной волне векторы

Е и Н всегда взаимно

перпендикулярны. В вакууме и в воздухе

Е=377 Н. Длина волны λ, частота

колебаний

f и скорость распространения электромагнитных волн в воздухе с

связаны соотношением:

⋅

Например, для промышленной частоты

f=50 Гц длина волны λ=300/50=6

км.

Около источника ЭМП выделяют ближнюю зону, или зону индукции,

которая находится на расстоянии

r≤λ/2

, и дальнюю зону, или зону излучения,

в которой

r>λ/2

. В зоне индукции электрическое и магнитное поля можно

считать независимыми друг от друга. По этому количественными

характеристиками поля в этой зоне являются напряженность электрической

Е и

магнитной

Н составляющих. В зоне измерения (волновой зоне), где уже

сформировалась бегущая электромагнитная волна, наиболее важным

параметром является плотность потока энергии (интенсивность), которая в

общем виде определяется векторным произведением

Е и Н, а для сферических

волн при распространении в воздухе может быть выражена в следующем виде:

)(

ПППЭ

ист

⋅

, Вт/м

где

ист

– мощность излучения; r – расстояние от источника.

Многие тысячелетия электромагнитный фон Земли формировался,

главным образом, естественными источниками, основными из которых

являются геоэлектрическое и геомагнитное поля, излучения космического,

солнечного и околоземного происхождения, а также излучения живых

организмов.

Электрическое поле Земли направлено перпендикулярно к земной

поверхности, заряженной отрицательно относительно верхних слоев

атмосферы. У поверхности Земли напряженность

его составляет порядка

130

и с высотой убывает приблизительно по экспоненциальному закону. На

высоте около 9

км

напряженность уменьшается до 5

Годовые изменения электрического поля Земли сходны по характеру на

127

всем земном шаре и достигают максимума в январе – феврале (до 150-250

)

и минимума в июне – июле (100-120

). Суточные вариации, обусловлены в

основном грозовой деятельностью как по земному шару, так и местной

грозовой активностью.

Частотный спектр атмосферного электричества простирается в диапазоне

от сотен

Гц до десятков МГц . Максимум интенсивности (напряженности)

находится вблизи 10

кГц

и убывает с частотой. Интенсивность грозовой

деятельности всегда и везде минимальна в утренние часы и повышается к ночи.

В холодное время максимум отмечается среди ночи, в теплое – в 15-18 часов.

Во время вспышек на Солнце интенсивность грозовой деятельности

усиливается.

Магнитное поле Земли характеризуется двумя параметрами –

горизонтальной и вертикальной составляющими.

Горизонтальная составляющая

имеет максимальную напряженность у

экватора (20-30

), которая убывает к полюсам до единиц

Вертикальная составляющая у полюсов имеет напряженность порядка 50-

, уменьшаясь у экватора до пренебрежительно малой величины.

При высокой солнечной активности к Земле могут подходить

высокоэнергетические частицы солнечной плазмы. Они вызывают магнитные

бури, нарушающие структуру геомагнитного поля (магнитосферу).

Спектр космического и солнечного излучения занимает область

приблизительно от 10

МГц до 10 ГГц . В «спокойном» состоянии интенсивности

(плотность истока энергии) солнечного излучения находится в пределах

810

1010

Вт

−−

−

. Во время вспышек излучение усиливается в несколько раз.

Спектр и интенсивность излучения галактик близки к спектру и

интенсивности солнечного излучения.

Электромагнитная энергия различных диапазонов частот в настоящее

время широко применяется в промышленности, науке, быту. Высокие и

ультравысокие частоты используются в радиосвязи, радиовещании,

телевидении, в промышленных установках и технологических процессах для

нагрева, закалки и ковки металла, термической обработки диэлектриков и

полупроводников. Сверхвысокие частоты применяются в радиолокации

различного назначения, ядерной физике, медицине, промышленности, быту, в

системах наземной и спутниковой связи и других коммуникационных системах

(сотовая связь и др.).

В связи с этим значительное воздействие на электромагнитный фон Земли

стали оказывать искусственные источники

электромагнитного поля (ЭМП). В

результате уже в настоящее время практически все население земного шара в

большей или меньшей степени подвергается воздействию надфоновых уровней

ЭМП.

В процессе эволюционного развития все живые существа на Земле

128

приспособились к определенным изменениям природных электромагнитных

полей и, по мнению большинства исследователей, вынуждены были выработать

по отношению к ним не только защитные механизмы, но и в какой-то степени

включить их в свою жизнедеятельность. Поэтому увеличение или уменьшение

параметров ЭМП, значительно отличающихся от адекватных, могут вызвать в

организмах функциональные сдвиги, в

ряде случаев перерастающих в

патологические.

О биологической значимости ЭМП свидетельствуют как давние

наблюдения, так и экспериментальные исследования на различном уровне

организации биологических систем. При этом установлено, что воздействие

искусственных ЭМП на биообъекты обусловлено не только энергетическими,

но и информационными его характеристиками, вызывая тепловое и нетепловое

действие.

Тепловой механизм воздействия современная

теория признает при

относительно высоких уровнях (к примеру, в диапазоне сверхвысоких частот

это более 1 мВт/см

). Информационные биоэффекты проявляются при более

низких уровнях ЭМП. В этом случае механизмы воздействия ЭМП еще мало

изучены, хотя достоверно установлено, что на биологическую реакцию, в таких

случаях кроме интенсивности, влияют частота и комбинация частот излучения,

продолжительность облучения, модуляция сигнала, периодичность действия и

др. Сочетание этих параметров может привести к существенно

различающимся

реакциям и последствиям облучаемого организма.

Многочисленные исследования позволили установить, что наиболее

чувствительными к действию ЭМП является нервная, сердечно-сосудистая,

иммунная и эндокринная системы, при этом выявлена повышенная опасность

ЭМП для растущих организмов, а также людей с заболеваниями указанных

критических систем организма.

При хроническом облучении более ранние и более выраженные реакции

обнаруживаются со стороны нервной системы, на уровне нервной клетки и

структурных образований по передаче нервных импульсов. Изменяется

проницаемость гемато-энцефалического барьера, угнетается высшая нервная

деятельность. Психоневрологические симптомы проявляются в виде

постоянной головной боли, повышенной утомляемости, слабости, нарушении

сна, повышенной раздражительности, ослаблении памяти и внимания, могут

развиваться стрессовые реакции. При многолетнем

облучении биоэффекты

могут накапливаться, в результате чего, возможно развитие отдаленных

последствий, включая дегенеративные процессы в центральной нервной

системе, опухоли мозга, лейкозы, гормональные заболевания и др.

Нарушение функции сердечно-сосудистой системы чаще всего

проявляется в виде нейроциркуляторной дистонии, наклонности к гипотонии,

болей в области сердца и др. Возможны фазовые изменения и состав

периферической крови с последующим развитием умеренной лейкопении,

нейропении и эритроцитопении.

В развитии информационных (нетепловых) реакций организма важную

129

роль играют некоторые формы модуляции, возможность возникновения так

называемых резонансных эффектов, наличие частотных и амплитудных окон,

обладающих высокой биологической активностью на клеточном уровне, при

воздействии ЭМП на центральную нервную и иммунную системы.

Воздействие ЭМП незначительных интенсивностей на фоне действия

физических и химических факторов усугубляет негативные последствия, а при

некоторых их сочетаниях

могут развиваться ярко выраженные патологические

реакции.

При длительном воздействии СВЧ-излучений могут иметь место

изменения в крови, помутнение хрусталика (катаракта), трофические

нарушения (выпадение волос, похудение, ломкость ногтей) и др.

Таким образом, признанная биологическая значимость ЭМП, все

возрастающая роль искусственных источников ЭМП в формировании

электромагнитной обстановки в производственной и окружающей среде

являются важной предпосылкой для освоения будущими специалистами и

руководителями производств методик гигиенической оценки и

прогнозирования электромагнитных полей в рабочей зоне и жилой территории,

определения санитарно – защитных зон и применения других инженерно –

технических способов и средств по снижению вредного воздействия ЭМП на

организм человека.

3.5.2 Гигиеническая оценка и нормирование ЭМП

в производственных условиях

Гигиеническая оценка электромагнитного поля заключается в измерении

или расчете (при прогнозировании) ожидаемых уровней нормируемых

энергетических характеристик поля (напряженностей электрической

, В/м и

магнитной

, А/м составляющих в диапазонах высоких (30 кГц – 30 МГц) и

ультра высоких (30 – 300 МГц) частот и плотности потока энергии ППЭ, Вт/м

(мкВт/см

) в диапазоне сверхвысоких частот (300 МГц – 300 ГГц)) и сравнении

их фактических значений на рабочих местах (в рабочей зоне) с предельно

допустимыми

ПДПДПД

ППЭНE ,,

в зависимости от продолжительности

воздействия.

Достоверная оценка опасности и вредности электромагнитного поля на

производстве позволяет определить необходимость проведения

профилактических мероприятий против их вредного воздействия на организм

людей и применения способов и средств защиты.

Рассчитанные значения нормируемых энергетических характеристик поля

допускается использовать для гигиенической оценки его на планируемых

производствах или объектах

с источниками электромагнитных излучений, то

есть для прогнозирования электромагнитной обстановки в том или ином

производственном помещении или жилой зоне.

Расчетные формулы для определения

ППЭHE ,, представлены в таблице

130

3.6.

Таблица 3.6

Частота

ЭМП

Формулы для расчета

нормируемых параметров

Обозначения

от 30

кГц

до 300

МГц

2 r

⋅⋅⋅⋅

⋅

ϖεπ

,В/м

4 r

⋅⋅

⋅

, А/м

,I А - ток в проводнике (антенне);

,L м - длина проводника (антенны);

Ф/м - диэлектрическая проницаемость среды;

рад/с – круговая частота поля.

от 300

МГц

до 300

ГГц

изл

ППЭ ⋅

⋅⋅

≈

Вт/м

изл

gР

ППЭ ⋅

⋅⋅

⋅

≈

Вт/м

изл

Р ,Вт – излучаемая мощность;

м – расстояние до излучателя;

g - коэффициент усиления антенны;

Ф - фактор земли, зависящий от типа передатчика

и характеристики трассы.

Для одиночного прямолинейного проводника с током напряженностью

магнитного поля

Н можно определить по закону полного тока

⋅

, где

– ток, А;

– расстояние от проводника до рассматриваемой точки, м.

(Например, при токе в однофазной сети, равном 3А, и при условии, что

обратный провод находится на достаточно большом расстоянии, чтобы его

полем можно пренебречь, на расстоянии 0,05м напряженность будет равна

H 10

05,02

≈

⋅

; что при длительном воздействии, как считается в

настоящее время представляется небезвредным).

В диапазоне частот 300 Гц – 30 кГц устанавливаются фиксированные

значения предельно допустимых уровней, равные их электрической

составляющей 1000 В/м (для условий шахт – 500 В/м), по магнитной

составляющей – 25 А/м.

Для персонала предельно допустимое значение

в диапазоне частот

30 кГц – 300 МГц на рабочем месте следует определять исходя из допустимой

энергетической нагрузки и времени воздействия по формулам:

ЭН

ПД

ЭН

ПД

где

, ч – время воздействия;

ПД

ЭН

, (В/м)

⋅

ч и

ПД

ЭН , (А/м)

⋅

ч –

предельно допустимое значение энергетической нагрузки в течение рабочего

дня (таблица 3.7).