Классификация электромагнитных полей.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ОПАСНОСТИ. ВИБРОАКУСТИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

К техногенным относятся опасности, связанные с объектами, которые созданы человеком.

Иначе говоря, техногенными называются опасности, связанные непосредственно с природой механизмов, машин, сооружений, технических устройств и других искусственных объектов.

Техногенные опасности по воздействию на человека могут быть весьма разнообразными: механическими, физическими, химическими, психофизиологическими и т.д.

Механические опасности.

Под механическими опасностями понимаются такие нежелательные воздействия на человека, происхождение которых обу­словлено силами гравитации или кинетической энергией тел.

Механические опасности создаются падающими, движущимися, вращающимися объектами природного и искусственного происхож­дения. Например, механическими опасностями естественного свойст­ва являются обвалы и камнепады в горах, снежные лавины, сели, град и др. Носителями механических опасностей искусственного происхо­ждения являются машины и механизмы, различное оборудование, транспорт, здания и сооружения и многие другие объекты, воздейст­вующие в силу разных обстоятельств на человека своей массой, кине­тической энергией или другими свойствами.

Объекты, представляющие механическую опасность, можно раз­делить по наличию энергии на два класса: энергетические и потенци­альные.

Энергетические объекты воздействуют на человека, так как имеют тот или иной энергетический потенциал.

Потенциальные ме­ханические опасности лишены энергии.

Травмирование в этом случае может произойти за счет энергии самого человека. Например, колю­щие, режущие предметы (торчащие гвозди, лезвия и т. п.) представляют опасность при случайном контакте человека с ними. Не­ровные и скользкие поверхности, по которым передвигается человек, высота возможного падения, открытые люки и др.

Перечисленные без­энергетические опасности являются причиной многочисленных травм (переломов, вывихов, сотрясений головного мозга, ушибов).

ВИБРОАКУСТИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ

К виброакустическим колебаниям относятся вибра­ция, шум, инфразвук, ультразвук.

Вибрация

Вибрация представляет собой механические колебательные движения, непосредственно передаваемые телу человека. Простейшим видом вибрации является гармоническое колебание. Основные параметры гармонического колебания:

· амплитуда, равная максимальному отклонению от положения равновесия (м);

· скорость колебаний (м/с);

· ускорение (м/с²);

· период колебаний, равный времени одного полного колебания (с);

· частота колебаний, равная числу полных колебаний за единицу времени (Гц).

Вибрация находит полезное применение в медици­не (вибромассаж), в строительстве (вибраторы) и в других областях нау­ки и техники. Однако длительное воздействие вибрации на человека является опасным. Опасна вибрация при определенных условиях и для машин и механизмов, так как может вызвать их разрушение.

Различают общую и локальную (местную) вибрации.

Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма, местная воздействует на отдельные части тела (в основном через руки человека). Иногда работающий может од­новременно подвергаться общей и местной вибрации (комбинирован­ная вибрация).

Человек может воспринимать вибрацию любым участком тела с помощью специальных виброрецепторов. Наиболее высокой чувствительностью обладает кожа ладонной поверхности концевых фаланг пальцев рук.

Длительное воздействие вибраций ведет к вибрационной болезни, довольно распространенному профессиональному заболеванию. Важно знать, что в течении вибрационной болезни, в зависимости от степени поражения, различают четыре стадии.

1. Начальная стадия. Слабо выраженная боль в руках, снижение порога вибрационной чувствительности, спазм капилляров, боли в мышцах плечевого пояса.

2. Средняя стадия. Усиливаются боли в верхних конечностях, наблюдается расстройство кожной чувствительности, снижается температура и синеет кожа кистей рук, могут отмечаться приступы спазма сосудов рук с побледнением пальцев («мертвые пальцы»), появляется потливость.

При условии исключения вибрации на первой и второй стадии лечение эффективно и изменения обратимы.

3. Тяжелая стадия.

4. Крайне тяжелая (генерализованная стадия).

Третья и четвертая стадии характеризуются интенсивными болями в руках, резким снижением температуры кистей рук. Отмечаются изменения со стороны нервной системы, эндокринной системы, сосудистые изменения.

Нарушения приобретают генерализованный характер, наблюдаются спазмы мозговых сосудов и сосудов сердца. Больные страдают головокружениями, головными и загрудинными болями. Изменения имеют стойкий характер, необратимы. Это является показанием к переводу работающих на профинвалидность.

При воздействии вибрации рабочего места, характерной для транспортных средств, наиболее выражены ишио-радикулиты. Это результат раздражения и сдавливания пояснично-крестцовых корешков позвоночника. Возможно растяжение связок, на которых упруго подвешены внутренние органы (желудок, женские половые органы).

Нормирование. Для вибрации различают санитарно-гигиениче­ское и техническое нормирование.

ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность» регламентиру­ет уровни общей и локальной вибрации.

Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий нормируется санитарными нормами СН 2.2.4/ 2.1.8.566-96. Санитарные нормы и правила регламентируют предельно допустимые уровни вибрации, меры по снижению вибрации и лечебно-профилактические мероприятия. Санитарными правилами предусматривается ограничение продолжительности контакта человека с виброопасным оборудованием.

Разработка мероприятий по защите от вибра­ции рабочих мест должна начинаться на стадии проектирования тех­нологических процессов и машин, разработки плана производствен­ного помещения, схемы организации работ.

Методы уменьшения вредных вибраций можно разделить на две группы:

1) уменьшение интенсивности возбуждающих сил в источнике их возникновения;

2) ослабление вибрации на путях распространения.

Классификация методов и средств защиты от вибрации приведена на рисунке.

В том случае, если техническими способами не удается снизить виб­рацию ручных машин и рабочих мест до гигиенических норм, применя­ют виброзащитные рукавицы и виброзащитную обувь.

ШУМ

Когда-нибудь человеку придется ради своего существования столь же упорно бороться с шумом, как он борется сейчас с холерой и чумой.

Роберт Кох

Что такое шум? Всякий нежелательный звук принято называть шумом. Это не несущий полезной информации или случайный звук, мешающий окружающим либо причиняющий им значительные неудобства. Один и тот же звук, в зависимости от ситуации, может оказаться как шумом, так и информационным сигналом или даже волшебной музыкой. Внезапно сработавшая ночью автомобильная сигнализация для владельца - полезная информация, но для остальных - шум, а громкий радостный детский смех звучит музыкой для родителей, но не для живущих по соседству.
Техногенный шум стал опасен для здоровья только в ХХ веке.

Звук представляет собой упругие волны, распространяющие­ся в газах, жидкостях и твердых телах, которые воспринимаются ухом человека и животных. В воздухе звук распространяется со скоростью 344 м/с. Звук — это фактор среды обитания, а шум — опасность.

Параметры.

Частота звука - число звуковых колебаний в одну секунду, измеряемая в герцах. Один герц (1 Гц) равен одному колебанию в секунду. Нота "ля" первой октавы соответствует частоте 440 Гц. Ухо человека в молодом возрасте воспринимает звуки в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц. Ниже 16 Гц и выше 20 000 Гц находятся соответ­ственно области неслышимых человеком инфразвуков и ультразву­ков.

При восприятии человеком звуки различают по высоте и громкости. Высота звука определяется частотой колебаний: чем больше частота колебаний, тем выше звук. Громкость звука определяется его интенсивностью, выражаемой в Вт/м². Однако интенсивность звука в этих единицах выражать довольно трудно.

Поэтому обычно уровень громкости L выражают в логарифмической шкале где условно принятый за основу уровень интенсивности, оценивается как порог слышимости человеческого уха при частоте звука 1000 Гц (человеческое ухо наиболее чувствительно к частотам от 1000 до 4000 Гц). По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии (уровня раздражения) больше предыдущей в 10 раз. Если интенсивность звука больше в 10, 100, 1000 раз, то по логарифмической шкале это соответствует увеличению громкости (уровня восприятия) на 1, 2, 3 единицы. Единица измерения громкости в логарифмической шкале называется децибелом (дБ).

Минимальная интенсивность звуковой волны, вызывающая ощущение звука, называется порогом слышимости. Порог слышимости у разных людей различен и зависит от частоты звука. Интенсивность звука, при которой ухо начинает ощущать давление и боль, называется порогом болевого ощущения. На практике в качестве порога болевого ощущения принята интенсивность звука 100 Вт/м2, соответствующая 140 дБ.

Как физическое явление шум — это механические колебания, рас­пространяющиеся в твердой, жидкой или газообразной среде. Шумы бывают природного, антропогенного, техногенного и иного происхо­ждения.

Для нормального существования, чтобы не ощущать себя изолированным от мира, человеку нужен шум в 10—20 дБ. Это шум листвы, парка или леса. Развитие техники и промышленного производства сопровождалось повышением уровня шума, воздействующего на человека, В условиях производства воздействие шума на организм часто сочетается с другими негативными воздействиями: токсичными веществами, перепадами температуры, вибрацией и др.

К физическим характеристикам шума относятся: частота, звуковое давление, уровень звукового давления. По частотному диапазону шумы подразделяются на низкочастотные — до 350 Гц, среднечастотные 350-800 Гц и высокочастотные — выше 800 Гц. По характеру спектра шумы бывают широкополосные, с непрерывным спектром и тональные, в спектре которых имеются слышимые тона. По временным характеристикам шумы бывают постоянные, прерывистые, импульсные, колеблющиеся во времени.

Источники шума многообразны. Это аэродинамичные шумы самолетов, рев дизелей, удары пневматического инструмента, резонансные колебания всевозможных конструкций, громкая музыка и многое другое.

Шум оказывает вредное воздействие на организм человека, особенно на центральную нервную систему, вызывая переутомление и истощение клеток головного мозга. Под влиянием шума возникает бессонница, быстро развивается утомляемость, понижается внимание, снижается общая работоспособность и производительность труда. Длительное воздействие на организм шума и связанные с этим нарушения со стороны центральной нервной системы рассматриваются как один из факторов, способствующих возникновению гипертонической болезни. Под влиянием шума возникают явления утомления слуха и ослабления слуха. Эти явления с прекращением шума быстро проходят. Если же переутомление слуха повторяется систематически в течение длительного срока, то развивается тугоухость. Тугоухость — стойкое понижение слуха, затрудняющее восприятие речи окружающих в обычных условиях. Оценка состояния слуха производится с помощью аудиометрии. Аудиометрия — измерение остроты слуха, — проводится с помощью специального электроакустического аппарата — аудиометра.

Нормирование. Основой нормирования шума является ограни­чение звуковой энергии, воздействующей на человека в течение ра­бочей смены, значениями, безопасными для его здоровья и работо­способности.

Существует 3 способа нормирования шума:

1. По предельному спектру шума.

2. По уровню звука (дБ).

3. По дозе шума.

Уровни звукового давления на рабочих местах, а также в жилых и общественных зданиях не должны превышать значений, указанных в СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Измерение шума. Основным прибором для измерения шума является шумомер. В шумомере звук, воспринимаемый микрофоном, преобразуется в электрические колебания, которые усиливаются и затем, пройдя че­рез корректирующие фильтры и выпрямитель, регистрируются стре­лочным прибором.

Диапазон измеряемых суммарных уровней шума обычно состав­ляет 30...130 дБ при частотных границах 31,5...8000 Гц.

Для измерений шума используют оте­чественные шумомеры Ш-70, прибор ИШВ в комплекте с октавными фильтрами. Для анализа шума применяют спектрометр С34. Из зарубежных приборов хорошие характеристики имеют акусти­ческие комплекты фирм «RFT», «Брюль и Кьер», «SVAN».

Для защиты от вредного воздействия шума используются органи­зационно-технические, архитектурно-планировочные и акустические методы.

Защита человека от шума может быть осуществлена тремя основными способами.

Во-первых, путем создания преград на пути распространения шума (звукоизоляция).

Во-вторых, ослаблением звуковых волн по пути распространения (звукопоглощение).

И, наконец, применением индивидуальных средств защиты.

На рис. приведена классификация методов борьбы с шумом.

ИНФРАЗВУК

Инфразвук — звуковые колебания и волны с частотами, лежащи­ми ниже полосы слышимых частот — 16 Гц, которые не воспринима­ются человеком. Нижняя граница инфразвука не определена.

Для инфразвука характерно малое поглощение. Поэтому инфра­звуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распростра­няться на очень большие расстояния.

Медицинские исследования показали, какую опасность таят в себе инфразвуковые колебания: невидимые и неслышимые волны вызывают у человека чувство глубокой подавленности и необъяснимого страха. Особенно опасен инфразвук с частотой около 8 Гц из-за его возможного резонансного совпадения с ритмом биотоков.

Инфразвук вреден во всех случаях — слабый действует на внутреннее ухо и вызывает симптомы морской болезни, сильный заставляет внутренние органы вибрировать, вызывает их повреждение и даже остановку сердца. При колебаниях средней интенсивности 110—50 дБ наблюдаются внутренние расстройства органов пищеварения и мозга с самыми различными последствиями, обмороками, общей слабостью. Инфразвук средней силы может вызвать слепоту.

Источником инфразвука является гром, взрывы, орудийные вы­стрелы, землетрясения. Источниками инфразвука могут быть средст­ва транспорта, компрессорные установки, мощные вентиляционные системы, системы кондиционирования и др. Часто инфразвук сопут­ствует шуму.

В обычных условиях городской и производственной среды уровни инфразвука невелики, но даже слабый инфразвук от городского транспорта входит в общий шумовой фон города и служит одной из причин нервной усталости жителей больших городов.

Для измерения уровней звукового давления воздушного инфра­звука рекомендуется аппаратура фирм «Брюль и Кьер», «Роботрон», «SVAN».

Нормирование инфразвука. Нормы инфразвука приведены в СанПиН 2.2.4/2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и обще­ственных помещениях и на территории жилой застройки».

Предупреждение. Следует помнить, что инфразвук — это длинные волны, защита от которых затруднена. Для предупреждения неблагопри­ятных эффектов должны применяться соответствующие режимы труда и отдыха и другие меры защиты, изложенные в Руководстве 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и тру­дового процесса. Критерии и классификация условий труда».

Меры по ограничению неблагоприятного влияния инфразвука должны предусматривать снижение его уровней в источнике образо­вания и на пути его распространения.

К таким мерам можно отнести конструктивные измене­ния источников, позволяющие из области инфразвуковых колебаний перейти в область звуковых колебаний, для снижения которых воз­можно применение методов звукоизоляции и звукопоглощения, ус­тановка глушителей.

УЛЬТРАЗВУК

Ультразвук находит широкое применение в металлообрабатываю­щей промышленности, машиностроении, металлургии и т. д. Частота применяемого ультразвука от 20 кГц до 1 МГц, мощности — до несколь­ких киловатт. Ультразвук оказывает вредное воздействие на организм человека. У работающих с ультразвуковыми установками нередко на­блюдаются функциональные нарушения нервной системы, изменения давления, состава и свойства крови. Часты жалобы на головные боли, быструю утомляемость, потерю слуховой чувствительности.

Поражающее действие ультразвук оказывает при интенсивности выше 120 дБ.

Ультразвук может действовать на человека как через воздушную среду, так и через жидкую или твердую (контактное действие на руки).

При непосредственном контакте человека со средами, по которым распространяется ультразвук, возникает контактное его действие на организм человека. При этом поражается периферическая нервная система и суставы в местах контакта, нарушается капиллярное кровообращение в кистях рук, снижается болевая чувствительность. Установлено, что ультразвуковые колебания, проникая в организм, могут вызвать серьезные местные изменения в тканях — воспаление, кровоизлияния, некроз (гибель клеток и тканей).

Степень поражения зависит от интенсивности и длительности действия ультразвука, а также от присутствия других негативных факторов. Наличие шума ухудшает общее состояние.

Защита от действия ультразвука при воздушном облучении может быть обеспечена:

1. Путем использования в оборудовании более высоких рабочих частот, для которых допустимые уровни звукового давления выше.

2. Путем выполнения оборудования, излучающего ультразвук, в звукоизолирующем исполнении типа кожухов.

3. Путем устройства экранов, в том числе прозрачных, между обо­рудованием и работающим.

4. Размещением ультразвуковых установок в специальных поме­щениях, выгородках или кабинах, если перечисленными выше меро­приятиями невозможно получить необходимый эффект.

5. исключение контактов с источником ультразвука путем дистан­ционного управления и автоблокировок.

6. применение для защиты рук рукавиц или перчаток.

7. устройство регламентирован­ных перерывов по 10...15мин для проведения тепловых гидропро­цедур, массажа, гимнастики и др.;

8. применение противошумов для защиты от воздушного ультра­звука.

Защита от действия ультразвука при контактномоблучении со­стоит в полном исключении непосредственного соприкосновения ра­ботающих с инструментом, жидкостью и изделиями, поскольку такое воздействие наиболее вредно.

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ

В современных условиях научно-технического прогресса в результате развития различных видов энергетики и промышленности электромагнитные излучения занимают одно из ведущих мест по своей экологической и производственной значимости среди других факторов окружающей среды.

Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами. Представляет собой взаимосвязанные переменные электрическое поле и магнитное поле. Взаимная связь электрического и магнитного полей заключается в том, что всякое изменение одного из них приводит к появлению другого: переменное электрическое поле, порождаемое ускоренно движущимися зарядами (источником), возбуждает в смежных областях пространства переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, возбуждает в прилегающих к нему областях пространства переменное электрическое поле, и т. д. Таким образом, электромагнитное поле распространяется от точки к точке пространства в виде электромагнитных волн, бегущих от источника. Благодаря конечности скорости распространения электромагнитное поле может существовать автономно от породившего его источника и не исчезает с устранением источника (например, радиоволны не исчезают с прекращением тока в излучившей их антенне).

Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию.

Частота электромагнитного поля — это число колебаний поля в секунду. Единицей измерения частоты является герц (Гц) — частота, при которой совершается одно колебание в секунду.

Длина волны — это расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах.

Поляризация — это явление направленного колебания векторов напряженности электрического поля или напряженности магнитного поля.

Электромагнитное поле обладает определённой энергией и характеризуется электрической и магнитной напряжённостью, что необходимо учитывать при оценке условий труда.

Электромагнитные волны - это электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от свойств среды.

Свойства электромагнитных волн:

- распространяются не только в веществе, но и в вакууме;

- распространяются в вакууме со скоростью света (300 000 км/c);

- это поперечные волны;

- это бегущие волны (переносят энергию).

Источником электромагнитных волн являются ускоренно движущиеся электрические заряды.

Колебания электрических зарядов сопровождаются электромагнитным излучением, имеющим частоту, равную частоте колебаний зарядов.

Все окружающее нас пространство пронизано электромагнитным излучением. Солнце, окружающие нас тела, антенны передатчиков испускают электромагнитные волны, которые в зависимости от их частоты колебаний носят разные названия.

В зависимости от длины волны электромагнитное излучение подразделяется на радиоизлучение, свет (в том числе инфракрасный и ультрафиолет), рентгеновское излучение и гамма-излучение.

Среди основных источников ЭМИ можно перечислить:

· электротранспорт (трамваи, троллейбусы, поезда);

· линии электропередач (городского освещения, высоковольтные);

· электропроводка (внутри зданий, телекоммуникации);

· бытовые электроприборы;

· теле- и радиостанции (транслирующие антенны);

· спутниковая и сотовая связь (транслирующие антенны);

· радары:

· персональные компьютеры.

Классификация электромагнитных полей.

Наиболее применяемой является так называемая «зональная» классификация электромагнитных полей по степени удаленности от источника/носителя.

По этой классификации электромагнитное поле подразделяется на «ближнюю» и «дальнюю» зоны. «Ближняя» зона (иногда называемая зоной индукции) простирается до расстояния от источника, равного 0-3l (l- длина порождаемой полем электромагнитной волны). В этой зоне порождаемая электромагнитная волна еще не полностью сформирована. «Дальняя» зона – это зона сформировавшейся электромагнитной волны.

Электромагнитные волны принято классифицировать по частотам: Крайние низкие (КНЧ);

Высокие (ВЧ);

Ультравысокие (УВЧ);

Сверхвысокие (СВЧ);

Гипервысокие (ГВЧ).