Негативные факторы в системе «человек – среда обитания». Лекция 8

1.

Негативные факторы в
системе «человек – среда
обитания»
1

2.

Производственный шум - сочетание
звуков различной интенсивности и частоты.
2

3.

Виды производственных шумов
(по происхождению):
• шум механического происхождения,
• шум аэродинамического происхождения,
• шум электромагнитного происхождения,
• шум гидродинамического происхождения,
• воздушный шум,
• структурный шум
3

4.

Шум механического происхождения — шум, возникающий
вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а
также одиночных или периодических ударов в сочленениях
деталей, сборочных единиц или конструкций в целом.
4

5.

Шум аэродинамического происхождения — шум, возникающий
вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах
(истечение сжатого воздуха или газа из отверстий; пульсация
давления при движении потоков воздуха или газа в трубах или при
движении в воздухе тел с большими скоростями, горение жидкого
и распыленного топлива в форсунках и др.).
5

6.

Шум электромагнитного происхождения — шум, возникающий
вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под
влиянием переменных магнитных сил (колебания статора и ротора
электрических машин, сердечника трансформатора и др.).
Шум гидродинамического происхождения — шум, возникающий
вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях
(гидравлические удары, турбулентность потока, кавитация и др.).
Воздушный шум — шум, распространяющийся в воздушной среде
от источника возникновения до места наблюдения.
Структурный шум — шум, излучаемый поверхностями
колеблющихся конструкций стен, перекрытий, перегородок зданий в
звуковом диапазоне частот.
6

7.

Звук как явление физическое представляет собой
колебательное движение упругой среды.
Физиологически он определяется ощущением,
воспринимаемым органом слуха и центральной нервной
системой при воздействии на него звуковых волн.
Основные параметры шума (звука) :
• частота колебаний звуковой волны (f);
• интенсивность звука (J);
• звуковое давление (P).
7

8.

Частота звука характеризуется числом колебаний звуковой
волны в единицу времени (с) и измеряется в герцах (Гц).
Органами слуха человека воспринимаются звуки с частотами
от 20 до 20 000 Гц, которые называются слышимыми звуками.
Звуковые волны с f<20 Гц называются инфразвуковыми, а
волны с f>20 ООО Гц — ультразвуковыми.
Интенсивность звука — средний поток энергии звуковой
волны проходящий в единицу времени через единицу
поверхности, перпендикулярной направлению потока.
Интенсивность звука измеряется в ваттах на м2 (Вт/м2).
При интенсивности звука в 102 Вт/м2 создается ощущение
боли в ушах; этот уровень называется порогом болевого
ощущения; он превышает порог слышимости в 1014 раз.
8

9.

9

10.

10

11.

Вредное воздействие слабого шума на человеческий организм
зависит:
от возраста,
здоровья,
физического и душевного состояния людей,
вида труда,
степени отличия от привычного шума,
индивидуальных свойств организма.
Длительное воздействие сильного шума (более 80 дБА)
вызывает
общее утомление,
снижает слуховую чувствительность,
может привести к профессиональной тугоухости и даже к
шумовой травме (при уровнях более 120 дБА).
11

12.

Шумовые травмы связаны с влиянием высокого звукового
давления, что может наблюдаться, например, при взрывных
работах.
При этом у пострадавших отмечаются головокружение, шум и
боль в ушах, может лопнуть барабанная перепонка.
12

13.

ВРЕДНОЕ ВЛИЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА
(90—100 дБА ):
снижается слух, острота зрения,
изменяются ритмы дыхания и сердечной деятельности,
повышается внутричерепное и кровяное давление,
появляются головные боли и головокружение,
нарушается процесс пищеварения,
понижается трудоспособность и уменьшается
производительность труда (на 10-20 %),
рост общей заболеваемости на 20—30 %.
13

14.

ЗАЩИТА ОТ ШУМА:
(Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях
жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки»)
Архитектурно-планировочные решения (правильное расположение
оборудования, планировка помещения).
Средства коллективной защиты:
Акустические:
Звукоизоляция (ограждения, кабины, пульты, кожухи, экраны);
• Звукопоглощение (облицовки, штучные звукопоглотители);
Глушители (абсорбционные, реактивные, комбинированные);
Средства демпфирования (с сухим трением, с вязким трением, с
внутренним трением).
Организационно-технические (применение маломощных технологических
процессов, дистанционное управление; замена шумных машин/процессов
бесшумными; рациональные режимы труда и отдыха).
Средства индивидуальной защиты (наушники, вкладыши, шлемы)
14 снижают уровень шума на 7-35 дБ.

15.

15

16.

Инфразвук — звуковые колебания и волны с частотами,
лежащими ниже полосы слышимости частот — 20 Гц,
которые не воспринимаются человеком.
16

17.

ИСТОЧНИКИ ИНФРАЗВУКА:
средства транспорта,
компрессорные установки,
мощные вентиляционные системы,
системы кондиционирования и др.
ЗАЩИТА ОТ ИНФРАЗВУКА:
изменение режима работы устройства;
звукоизоляция источника;
поглощение звуковой энергии;
применение глушителей шума;
применение механического преобразователя частоты.
17

18.

Ультразвук — это колебания в диапазоне частот от 20 кГц и
выше, которые не воспринимаются человеческим ухом.
18

19.

19

20.

ИСТОЧНИКИ УЛЬТРАЗВУКА:
пьезоэлектрические и магнитострикционные преобразователи,
аэродинамические процессы,
он нередко сопутствует шуму при работе реактивных
двигателей, газовых турбин и др.
ЗАЩИТА ОТ УЛЬТРАЗВУКА:
дистанционное управление;
автоблокировка;
звукопоглощающие кожухи, экраны;
приспособления для удержания источника ультразвука;
индивидуальные средства защиты (нарукавники, рукавицы,
перчатки);
режим работы.
20

21.

21

22.

Вибрация - механические колебания
упругих тел: частей аппаратов,
инструмента, машин, оборудования,
сооружений.
Местная (локальная) вибрация - колебания приложены к
отдельным частям тела (например, к рукам при работе с
ударным или вращательным, особенно пневматическим
инструментом).
Общая вибрация - колебания передаются всему телу от
работающих механизмов на рабочем месте через пол,
сиденье или рабочую площадку механизма (вибрация
рабочего места).
22

23.

ОСНОВНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ ВИБРАЦИИ:
• частота колебаний f (числом полных колебаний в с), Гц;
• амплитуда колебаний А (максимальным смещением
колеблющейся точки относительно положения равновесия),
мм;
• виброскорость V (максимальной скоростью
колебательного движения точки в конце полупериода
колебания, когда смещение равно 0), см/с
• ускорение колебательных движений, см/с2
23

24.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ВИБРАЦИИ:
изменения в периферической и центральной нервной
системах,
изменения в сердечно-сосудистой системе, опорнодвигательном аппарате,
повышенное утомление,
головная боль, боли в суставах костей и пальцах рук,
повышенная раздражительность,
нарушение координации движения.
24

25.

МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ ВИБРАЦИИ:
Снижение виброактивности источника вибрации;
Применение вибродемпфирующих (вибропоглащающих) покрытий,
приводящих к снижению интенсивности пространственной вибрации
конструкции за счёт рассеивания энергии механических колебаний;
Виброизоляция, когда между источником и защитным объектом
размещается устройство (виброизолятор);
Динамическое гашение вибрации (к защищённому объекту
присоединяются дополнительная механическая система, изменяющая
характер его колебаний);
Активное гашение вибрации (используется дополнительный источник
вибрации, который генерирует колебания той же амплитуды, что
источник, но противоположной фазы;
Режим работы (не должно превышать 2/3 фазы рабочей смены);
Индивидуальная защита (виброзащитные подставки, сидения, рукоятки,
виброрукавицы, виброобувь).
25

26.

26

27.

27

28.

Спектр электромагнитных колебаний по частоте охватывает
от 5·103 до 1021 Гц.
В зависимости от энергии фотонов его подразделяют на
область неионизирующих и ионизирующих излучений.
Интенсивность воздействия электрического (ЭП),
магнитного (МП) и электромагнитного (ЭМП) полей
зависит от:
мощности источника,
режима его работы,
конструктивных особенностей излучающего устройства,
технического состояния аппаратуры,
от расположения рабочего места и эффективности
защитных мероприятий.
28

29.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭП, МП, ЭМП:
изолированное (от одного источника),
сочетанное (от двух и более источников одного частотного
диапазонов),
смешанное (от двух и более источников ЭМП различных частотных
диапазонов),
комбинированное (в случае одновременного действия какого-либо
другого неблагоприятного фактора).
ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ
(в зависимости от отношения облучаемого к источнику облучения):
профессиональное,
непрофессиональное,
облучение в быту,
облучение, осуществляемое в лечебных целях.
29

30.

30

31.

Воздействие электростатического поля (ЭСП) на человека
связано с протеканием через него слабого тока (несколько
микроампер).
При этом электротравм никогда не наблюдается.
Однако вследствие рефлекторной реакции на электрический ток
(резкое отстранение от заряженного тела) возможна механическая
травма при ударе о рядом расположенные элементы конструкций,
падении с высоты и т. д.
Исследование биологических эффектов показало, что наиболее
чувствительны к электростатическому полю центральная нервная
система (ЦНС), сердечно-сосудистая система, анализаторы.
Люди, работающие в зоне воздействия ЭСП, жалуются на
раздражительность, головную боль, 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.
31

32.

МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ:
постоянные от искусственных магнитных материалов и систем,
импульсные (ИМП),
инфранизкочастотные (с частотой до 50 Гц),
переменные (ПеМП).
Действие магнитных полей может быть непрерывным и
прерывистым.
Степень воздействия магнитных полей (МП) на работающих
зависит от максимальной напряженности его в рабочем
пространстве магнитного устройства или в зоне влияния
искусственного магнита.
Доза, полученная человеком, зависит от расположения рабочего
места по отношению к МП и режима труда.
32

33.

При постоянной работе в условиях хронического воздействия
МП, превышающих предельно допустимые уровни (ПДУ),
наблюдаются:
нарушения функций ЦНС,
сердечно-сосудистой и дыхательной систем,
пищеварительного тракта,
изменения в крови.
При локальном воздействии МП могут развиваться
вегетативные и трофические нарушения, в областях тела,
находящегося под непосредственным воздействием МП (чаще
всего рук).
Эти нарушения проявляются ощущением зуда, бледностью или
синюшностью кожных покровов, отечностью и уплотнением кожи,
в некоторых случаях развивается гиперкератоз (ороговелость).
33

34.

Длительное воздействие электро-магнитных полей (ЭМП)
промышленной частоты приводит к расстройствам:
жалобы на головную боль в височной и затылочной области,
вялость,
расстройство сна,
снижение памяти,
повышенную раздражительность,
апатию,
боли в области сердца.
34

35.

Влияние постоянного воздействия ЭМП промышленной
частоты на человека:
нарушения ритма и замедление частоты сердечных
сокращений,
функциональные нарушения ЦНС и сердечно-сосудистой
системы,
изменения в составе крови.
Необходимо ограничивать время пребывания человека в зоне
действия электрического поля (выше 400 кВ).
35

36.

Воздействие ЭМП радиочастотного диапазона
нагрев тканей человека как за счет переменной поляризации диэлектрика
(сухожилия, хрящи и т. д.), так и за счет появления токов проводимости
(начиная с величины 10 мВт/см2, называемой тепловым порогом, организм не
справляется с отводом образующейся теплоты, и температура тела
повышается, что приносит вред здоровью),
перегрев особенно вреден для тканей со слаборазвитой сосудистой системой
или с недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный
и мочевой пузырь),
облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), которое
обнаруживается не сразу, а через несколько дней или недель после облучения
нарушаются функции сердечно-сосудистой системы и обмена веществ,
головные боли, повышение или понижение давления, снижение частоты
пульса,
нервно-психические расстройства,
быстрое развитие утомления,
трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижение массы
тела,
изменения возбудимости обонятельного, зрительного и вестибулярного
анализаторов.
36

37.

Лазер (оптический квантовый генератор) — генератор
электромагнитного излучения оптического диапазона,
основанный на использовании вынужденного
(стимулированного) излучения.
37

38.

Лазерные излучения — это электромагнитные излучения с
длиной волны 0,2-1000 мкм:
0,2-0,4 мкм — ультрафиолетовая;
свыше 0,4 до 0,75 мкм — видимая область;
свыше 0,75 до 1 мкм — ближняя инфракрасная область;
свыше 1,4 мкм — дальняя инфракрасная область.
Отличительные особенности лазерных излучений:
монохроматичность излучения (строго одной длины волны);
когерентность излучения (все источники излучения
испускают электромагнитные волны в одной фазе);
острая направленность луча (малое расхождение).
38

39.

Лазерные излучения (по виду излучения) :
прямое (заключенное в ограниченном телесном угле);
рассеянное (рассеянное от вещества, находящегося в составе среды,
сквозь которую проходит лазерный луч);
зеркально отраженное (отраженное от поверхности под углом,
равным углу падения излучения);
диффузно отраженное (отражается от поверхности по
всевозможным направлениям).
Лазеры по степени опасности генерируемого излучения согласно
ГОСТ 12.1.040-83 (1996):
класс I (безопасные)
класс II (малоопасные)
класс III (среднеопасные)
класс IV (высокоопасные)
39

40.

класс I (безопасные) — выходное излучение не
представляет опасности для глаз и кожи;
класс II (малоопасные) — выходное излучение опасно
при облучении глаз прямым или зеркально отраженным
излучением;
класс III (среднеопасные) — опасно для глаз прямое,
зеркально, а также диффузно отраженное излучение на
расстоянии 10 см от отражающей поверхности и для кожи
прямое или зеркально отраженное излучение;
класс IV (высокоопасные) — опасно для кожи диффузно
отраженное излучение на расстоянии 10 см от
отражающей поверхности.
40

41.

Виды воздействия лазерного излучения (ЛИ) на живой
организм:
1 — термическое (тепловое) действие (при фокусировке лазерного
излучения выделяется значительное количество теплоты в
небольшом объеме за короткий промежуток времени);
2 — энергетическое действие (определяется большим градиентом
электрического поля, обусловленного высокой плотностью
мощности. Это действие может вызвать поляризацию молекул,
резонансные и другие эффекты);
3 — фотохимическое действие (проявляется в выцветании ряда
красителей);
4 — механическое действие (проявляется в возникновении
колебаний типа ультразвуковых в облучаемом организме);
5 — электрострикция — деформация молекул в электрическом поле
лазерного излучения;
6 — образование в пределах клетки микроволнового
электромагнитного поля.
41

42.

Воздействия лазерного излучения:
повреждения внутренних органов, которые имеют
характер отеков, кровоизлияния, кровотечения,
омертвления тканей (при больших интенсивностях
облучения );
деформация красных кровяных телец, разрушение
оболочки эритроцита и выброс обесцвеченной
коагулированной массы (при воздействии на кровь
отмечается).
42

43.

Ионизирующее излучение — излучение, взаимодействие
которого со средой приводит к образованию ионов разных
знаков.
Видимый свет и ультрафиолетовое излучение принято не
включать в понятие «ионизирующее излучение».
Ионизирующие излучения разделяют на фотонные и
корпускулярные.
43

44.

Фотонные ионизирующие излучения:
гамма-излучение, возникающее при изменении энергетического
состояния атомных ядер;
тормозное излучение, возникающее при уменьшении
кинетической энергии заряженных частиц;
характеристическое излучение, возникающее при изменении
энергетического состояния электронов атома.
На практике часто используется рентгеновское излучение,
состоящее из тормозного и (или) характеристического излучений.
К корпускулярному излучению, состоящему из частиц с массой,
отличной от нуля, относятся, например, альфа-излучение,
электронное, протонное, нейтронное.
44

45.

45

46.

46

47.

Источники излучений:
естественные
искусственные (созданные человеком)
47

48.

Средние эквивалентные дозы от естественных источников:
• космические излучения (внешний источник) — 0,37 мЗв/год;
• естественные радионуклиды почвы (внешний источник)— 0,40
мЗв/год;
• естественные радионуклиды (40К) с пищей, водой (внутренний
источник) — 0,30 мЗв/год;
• то же с воздухом (220,222Rn) — 0,30 мЗв/год.
48

49.

Средние эквивалентные дозы от искусственных источников:
• медицинская диагностика — 1,00 мЗв/год;
• глобальные выпадения (использования ядерного оружия) — 0,01
мЗв/год;
• АЭС (нормальная эксплуатация) — 0,02·10-2 мЗв/год;
• ТЭС (облучения населения в районе ТЭС мощностью 1000 мВт)
— 0,5·10-2 мЗв/год;
• авиаполеты — 0,6·10-2 мЗв/год;
• светящиеся краски (часы и пр.) — 0,01 мЗв/год;
• телевидение — 0,2·10-2 мЗв/год.
49

50.

МЕХАНИЗМ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧЕНИЙ:
Прямое действие излучения
Непрямое (косвенное) действие излучения
Прямое действие излучения
Ионизирующее излучение, воздействуя на вещество, производит ионизацию
и возбуждение атомов и молекул.
Возбуждение и ионизация органических соединений (белков, нуклеиновых
кислот и т. д.), входящих в состав клеток, органов и тканей живого
организма, приводят к нарушению их структуры и образованию новых, не
свойственных организму веществ и соединений.
Непрямое действие излучения
Основную массу живого организма (от 50 до 80 %) составляет вода.
В результате воздействия ионизирующих излучений на молекулы воды
образуются химически активные соединения — свободные радикалы,
которые взаимодействуют далее с молекулами белков, нуклеиновых кислот и
пр., приводя к их разрушению.
50

51.

Виды повреждений, вызываемых действием
ионизирующих излучений:
соматическое (воздействие излучений на данное лицо или
поколение),
генетическое (передача наследственных изменений,
возникающих под влиянием излучений, потомству: детям,
внукам, правнукам ).
51

52. Радиационное воздействие и соответствующие биологические эффекты

Воздействие
Доза, Зв
Мощность дозы или
продолжительность
Облучение
Биологический эффект
0,003
В течение недели
Общее
облучение тела
Практически отсутствует
0,01
Ежедневно (в течение
нескольких лет)
Общее
облучение тела
Лейкемия
0,015
Единовременно
Локальное
облучение тела
Хромосомные нарушения в
опухолевых клетках
(культура соответствующих
тканей)
0,25
В течение недели
Локальное
облучение тела
Практически отсутствует
52

53.

53

54.

54