Вибрации в технике, конструкциях и природе

§ Работающие электродвигатели, особенно плохо балансированные.

§ Работающее дерево-, и металлообрабатывающее оборудование.

§ Газотурбинные двигатели самолетов и др. транспортных средств.

§ Вибрация трансформаторов и соленоидов.

§ Дрожание водопровода и систем отопления при наличии «воздушных пробок».

§ Вибрации железобетонных конструкций вследствие теплового нагрева.

§ Вибрации ракетных двигателей при работе.

§ Природные вибрации — землетрясения, атмосферные разряды.

Психологической значимости вибрации и движению мышц в живых организмах уделял особое внимание выдающийся русский физиолог И. М. Сеченов. Он утверждал, что «все внешние проявления мозговой деятельности могут быть сведены на мышечное движение». Наблюдая за поведением различных животных выдающийся австрийский учёный, основоположник этологии Конрад Лоренц установил зависимость между уровнем агрессивности животного и интенсивностью его движений или вибраций. Определить характеристики психофизиологического состояния и эмоций человека можно с помощью виброизображения.

§ Вибрации напряженных мышц.

§ Вибрации сопровождающие дыхание: храп.

§ Вибрации голосовые: низкие частоты речи человека.

Нормирование технологической вибрации как общей, так и локальной производится в зависимости от ее направления в каждой октавной полосе(1,6 — 1000 Гц) со среднеквадратическими виброскоростями (1,4 — 0,28)10⁻²м/сек, и логарифмическими уравнениями виброскорости (115—109 Дб), а также виброускорением (85 — 0,1 м/сек²). Нормирование общей технологической вибрации производится также в 1/3 октавных полосах частот (1,6 — 80 Гц). Действие вибраций на человека различно. Оно зависит от того, вовлечён ли в неё весь организм или часть, от частоты, силы и продолжительности и пр. Воздействие вибрации может ограничиться ощущением сотрясения или привести к изменениям в нервной, сердечнососудистой, опорно-двигательной системах.

Но вибрация небольшой степени и в небольших количествах оказывает положительное влияние на человека.

Основными методами борьбы с разного рода шумами и вибрацией являются:

§ Уменьшение шума и вибрации в источнике их возникновения: совершенствование конструкции.

§ Звукопоглощение и виброизоляция.

§ Установка глушителей шума и вибрации, экранов, виброизоляторов.

§ Рациональное размещение работающего оборудования и цехов.

§ Применение средств индивидуальной защиты.

§ Вынесение шумящих агрегатов и устройств от мест работы и проживания людей, зонирование.

18. безопасность при работе с компьютером в соответствии с СаНПиП 2.2.2/2.4.1340-03

СаНПиН 2.2.2/2.4.1340 -03 Гигиенические требования к ПЭВМ и организации работ.

Неблагоприятные изменения функционального состояния пользователей ПК определяются сочетанием ряда факторов – уровнем генерируемых ЭМП, параметрами освещенности, микроклиматом в помещении, состоянием здоровья, возрастом, интенсивностью и длительностью работы с компьютером.

У пользователей ПК наблюдаются утомление мышц кистей рук и предплечья, болезни периферических нервов мышц и сухожилий; статическое напряжение мышц шеи приводит к снижению интенсивности кровообращения и головным болям.

Источником ЭМП является дисплей, процессор, клавиатура. ЭМП влияют на минеральный обмен, взывая дисбаланс микроэлементов кальция, алюминия, железа, фосфора.

При длительной работе на ЭВМ отмечается снижение работоспособности и головная боль, повышается утомляемость глаз, ухудшается зрение.

В помещениях, где работают компьютеры, при низких значениях влажности велика опасность накопления в воздухе микрочастиц с высоким электростатическим зарядом, способным адсорбировать частицы пыли и поэтому обладающих аллергизирующими свойствами.

В воздухе рабочей зоны может быть превышена концентрация озона и угарного газа.

Режим работы для различных возрастных групп в зависимости от ее характера регламентирован «Гигиеническими требованиями к персональным ЭВМ и организации работ» СаНПиН 2.2.2/2.4.1340-03.

Площадь помещения на одного работника составляет не менее 6.м², объем не менее 20 м³, высота – 4м.

Микроклимат должен иметь оптимальные нормы. Накладываются ограничения на неионизирующие ЭМИ, уровни напряженности статического поля, аэроионизацию, шум и освещение. Шум – 50 – 65 дБА

Окна ориентированы на север или С-В, КЕО 1.5 %. В качестве источника искусственного освещения должны использоваться лампы типа КЛЛ или ЛБ. Освещенность горизонтальной поверхности 300 лк.

Рабочие столы размещаются таким образом, чтобы видеодисплейные терминалы были ориентированы боковой стороной к световым проемам.

Расстояние между рабочими столами не менее 2 м, расстояние между боковыми поверхностями мониторов не менее 1.2 м. При выполнении творческой работы рабочие места должны быть изолированы перегородками высотой 2 м.

Экран монитора должен располагаться на расстоянии 600-7000мм, но не ближе 500мм с учетом размеров знаков. Клавиатура располагается на расстоянии 100 – 1300 мм от края стола.

В помещениях оборудованных ЭВМ проводится ежедневная главная уборка, систематическое проветривание после каждого часа работы, чистка стекол и светильников не реже 2 раз в год.

Продолжительность работы с ВДТ при вводе данных, редактировании программ; чтении информации с экрана не должна превышать 4 ч при 8 ч. Рабочем дне. Через каждый час – перерыв на 5 10 мин, а через 2 ч – на 15 мин.

Лица, работающие с ЭМВ более 50% рабочего времени, должны проходить обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры.

Женщины со времени установления беременности переводятся на работы, не связанные с ЭВМ или для них ограничивается время работы не более 3 часов за рабочую смену.

19. воздействие электрического тока на организм человека

Электрический ток, действуя на организм человека, может привести к различным поражениям: электрическому удару, ожогу, металлизации кожи, электрическому знаку, механическому повреждению, электроофтальмии.

Электрический удар ведет к возбуждению живых тканей; В зависимости от патологических процессов, вызываемых поражением электротоком, принята следующая классификация тяжести электротравм при электрическом ударе:

a. электротравма I степени - судорожное сокращение мышц без потери сознания;

b. электротравма II степени - судорожное сокращение мышц с потерей сознания,

c. электротравма III степени - потеря сознания и нарушение функций сердечной деятельности и/или дыхания;

d. электротравма IV степени - клиническая смерть.

Степень тяжести электрического поражения зависит от многих факторов: сопротивления организма, величины, продолжительности действия, рода и частоты тока, пути его в организме, условий внешней среды.

Исход электропоражения зависит и от физического состояния человека. Если он болен, утомлен или находится в состоянии опьянения, душевной подавленности, то действие тока особенно опасно. Безопасными для человека считаются переменный ток до 10 мА и постоянный - до 50 мА.

Электрический ожог различных степеней - следствие коротких замыканий- в электроустановках и пребывания тела (как правило, рук) в сфере светового (ультрафиолетового) и теплового (инфракрасного) влияния электрической дуги; ожоги III и IV степени с тяжелым исходом - при соприкосновении человека (непосредственно или через электрическую дугу) с токоведущими частями напряжением свыше 1000 В.

Электрический знак (отметка тока) - специфические поражения, вызванные механическим, химическим или их совместным воздействием тока. Пораженный участок кожи практически безболезнен, вокруг него отсутствуют воспалительные процессы. Со временем он затвердевает, и поверхностные ткани отмирают. Электрознаки обычно быстро излечиваются.

Металлизация кожи - так называемое пропитывание кожи мельчайшими парообразными или расплавленными частицами металла под влиянием механического или химического воздействия тока. Пораженный участок кожи приобретает жесткую поверхность и своеобразную окраску. В большинстве случаев металлизация излечивается, не оставляя на коже следов. Электроофтальмия - поражение глаз ультрафиолетовыми лучами, источником которых является вольтова дуга. В результате электроофтальмии через несколько часов наступает воспалительный процесс, который проходит, если приняты необходимые меры лечения.

Возможны два варианта таких прикосновений с разной степенью опасности. Первый, наиболее опасный,- одновременное прикосновение к двум линейным проводам и второй, менее опасный - прикосновение к одной фазе.

Для обеспечения защиты от поражения электрическим током в электроустановках должны применяться технические способы и средства защиты.

Выбор того или иного способа или средства защиты (или их сочетаний) в конкретной электроустановке и эффективность его применения зависят от целого ряда факторов, в том числе от:

1)номинального напряжения;

2)рода, формы и частоты тока электроустановки;

3)способа электроснабжения;

4)режима нейтрали источника трехфазного тока - изолированная нейтраль, заземленная нейтраль;

5)вида исполнения;

6)условий внешней среды;

7)схемы возможного включения человека в цепь протекания тока;

8)вида работ и др.

Кроме того, по принципу действия, все технические способы защиты разделяются на:

1)снижающие до допустимых значений напряжения прикосновения и шага;

2)ограничивающие время воздействия тока на человека;

3)предотвращающих прямое прикосновение к токоведущим частям.

 

Заземление снижает до безопасной величины напряжение относительно земли металлических частей электроустановки, оказавшихся па напряжением при повреждении изоляции.
Защитное заземление – преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом нетоковедущих частей электроустановки, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.

Назначение защитного заземления — устранение опасности поражения током в случае прикосновения к корпусу электроустановки и другим нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам.

 

Зануление - преднамеренное электрическое соединение с глухо заземленной нейтралью трансформатора в трехфазных сетях металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Зануление необходимо для обеспечения защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении за счет снижения напряжения корпуса относительно земли и быстрого отключения электроустановки от сети.

 

Защитным отключением называется автоматическое отключение электроустановок при однофазном прикосновении к частям, находящимся под напряжением, недопустимым для человека, и (или) при возникновении в электроустановке тока утечки (замыкания), превышающего заданные значения.

Назначение защитного отключения – обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека. Защита осуществляется специальным устройством защитного отключения (УЗО), которое, обеспечивает электробезопасность при прикосновении человека к токоведущим частям оборудования, позволяет осуществлять постоянный контроль изоляции, отключает установку при замыкании токоведущих частей на землю. Для защиты людей от поражения электрическим током применяются УЗО с током срабатывания не более 30 мА.

 

20. Ионизирующие излучения

Ионизирующее излучение — в самом общем смысле — различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество. В более узком смысле к ионизирующему излучению не относят ультрафиолетовое излучение и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных случаях также может быть ионизирующим. Излучение микроволнового и радиодиапазонов не является ионизирующим.

Наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения: коротковолновое электромагнитное излучение (рентгеновское и гамма-излучения), потоки заряженных частиц: бета-частиц (электронов и позитронов), альфа-частиц (ядер атома гелия-4), протонов, других ионов, мюонов и др., а также нейтронов. Ионизация, создаваемая излучением в клетках, приводит к образованию свободных радикалов. Свободные радикалы вызывают разрушения целостности цепочек макромолекул, что может привести как к массовой гибели клеток, так и канцерогенезу и мутагенезу. Наиболее подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся клетки. Из-за того, что разные типы ионизирующего излучения обладают разной ЛПЭ, одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения. Поэтому для описания воздействия излучения на живые организмы вводят понятия относительной биологической эффективности (коэффициента качества) излучения по отношению к излучению с низкой ЛПЭ (коэффициент качества фотонного и электронного излучения принимают за единицу) и эквивалентной дозы ионизирующего излучения, численно равной произведению поглощённой дозы на коэффициент качества. После действия излучения на организм в зависимости от дозы могут возникнуть детерминированные и стохастические радиобиологические эффекты. Например, порог появления симптомов острой лучевой болезни у человека составляет 1—2 Зв на всё тело. В отличие от детерминированных, стохастические эффекты не имеют чёткого дозового порога проявления. С увеличением дозы облучения возрастает лишь частота проявления этих эффектов. Проявиться они могут как спустя много лет после облучения, так и в последующих поколениях.

Нормирование осуществляется по санитарным правилам и нормативам СанПин 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)». Устанавливаются дозовые пределы эквивалентной дозы для следующих категорий лиц:

§ персонал — лица, работающие с техногенными источниками излучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);

§ все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий в их производственной деятельности.

Основные пределы доз и допустимые уровни облучения персонала группы Б равны четверти значений для персонала группы А.

Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) 1000 мЗв, а для обычного населения за всю жизнь — 70 мЗв. Планируемое повышенное облучение допускается только для мужчин старше 30 лет при их добровольном письменном согласии после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья.

При проектировании и расчете защитных экранов определяют их материал и толщину, которые зависят от вида излучения, энергии частиц и квантов и необходимой кратности ослабления.
Расчет защитных экранов основывается на особенностях и закономерностях взаимодействия различных видов излучения с веществом.
Для защит от альфа-частиц необходимо, чтобы толщина экрана превышала длину пробега альфа-частиц в данном материале экрана.
Для защиты от бета-излучений применяют экран из материалов с малым атомным весом (алюминий, оргстекло, полистирол и др.), т.к. при прохождении бета-излучений через вещество возникает вторичное излучение, энергия которого увеличивается с ростом атомного номера материала.

Средства индивидуальной защиты предназначены для защиты от попадания радиоактивных загрязнений на кожу тела работающих и внутрь организма, а также от альфа- и бета-излучений.
Для защиты всего тела применяется спецодежда в виде халатов, шапочек, резиновых перчаток и др. При работах с изотопами большой активности (>10 мКи) применяются комбинезоны, спецбелье, пленочные хлорвиниловые фартуки и нару-кавники, клееночные халаты, тапочки или ботинки, для защиты рук – перчатки из просвинцованной резины, а защиты ног – специальная пластиковая обувь.

 

21. электромагнитные поля и излучения

Электромагнитное излучение — распространяющееся в пространстве возмущение электромагнитного поля.

В отношении статических магнитных полей, сильное воздействие, по всей видимости, происходит лишь в случае совершения движений в пределах поля, таких как передвижения человека или движения внутри организма человека (например, кровоток или сердцебиение). Человек, двигающийся в поле мощностью свыше 2 Т, может испытывать головокружение и тошноту, а иногда металлический привкус во рту и ощущение вспышек света. Это может оказывать воздействие (правда, только временное) на безопасность при выполнении некоторых точных действий (например, при проведении хирургических операций с использованием магнитно-резонансных приборов).

Статические магнитные поля влияют на движение заряженных частиц в крови, таких как ионов, создавая электрические поля и токи вокруг сердца и основных кровяных сосудов, которые могут слегка затруднять поток крови. Возможные последствия варьируются от незначительных изменений в сердцебиении до возрастания риска появления патологического сердечного ритма (аритмии), который может угрожать жизни человека (например, фибрилляция желудочков). Однако сильные воздействия такого типа возможны только в пределах полей, мощность которых превышает 8 Т. Невозможно определить, существуют ли какие-либо долгосрочные последствия воздействия магнитных полей для здоровья (даже при мощности, измеряемой в миллитеслах), так как на сегодняшний день не проводятся надлежащие эпидемиологические исследования или долгосрочные исследования на животных. Поэтому, в настоящее время классификация канцерогенных воздействий статических магнитных полей на людей невозможна (МАИР, 2002 г.). Электромагнитные поля оказывают на организм человека тепловое и биологическое воздействие. Переменное электрическое поле вызывает нагрев диэлектриков (хрящей, сухожилий и др.) за счет токов проводимости и за счет переменной поляризации. Выделение теплоты может приводить к перегреванию, особенно тех тканей и органов, которые недостаточно хорошо снабжены кровеносными сосудами. Наиболее чувствительны к биологическому воздействию радиоволн центральная нервная и сердечнососудистая системы. При длительном действии радиоволн не слишком большой интенсивности (порядка 10 Вт/м2) появляются головные боли, быстрая утомляемость, изменение давления и пульса, нервно-психические расстройства. Может наблюдаться похудение, выпадение волос, изменение в составе крови. Действию электромагнитных полей промышленной частоты человек подвергается в производственной, городской и бытовой зонах. Санитарными нормами установлены предельно допустимые уровни напряженности электрического поля внутри жилых зданий, на территории жилой зоны. Люди, страдающие от нарушений сна и головных болей, должны перед сном убирать или отключать от сети электрические приборы, генерирующие электромагнитные поля.
Воздействие электромагнитных полей может быть изолированным, смешанным и комбинированным.
Воздействие может быть постоянным или прерывистым, общим (облучается все тело) или Местным (часть тела). В зависимости от места нахождения человека относительно источника излучения он может подвергаться воздействию электрической или магнитной составляющих поля или их сочетанию, а в случае пребывания в волновой зоне — воздействию сформированной электромагнитной волны. Контроль уровней электрического поля осуществляется по значению напряженности электрического поля, выраженной в В/м. Контроль уровней магнитного поля осуществляется по значению напряженности магнитного поля, выраженной в А/м.
Энергетическим показателем для волновой зоны излучения является плотность потока энергии, или интенсивность, — энергия, проходящая через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения электромагнитной волны за одну секунду. Измеряется в Вт/м2. Нормирование уровней в соответствии с ГОСТ 12.1.006-84.
Длительное действие электрических полей может вызывать головную боль в височной и затылочной области, ощущение вялости, расстройство сна, ухудшение памяти, депрессию, апатию, раздражительность, боли в области сердца. Для персонала ограничивается время пребывания в электрическом поле в зависимости от напряженности поля (180 минут в сутки при напряженности 10 кВ/м, 10 минут в сутки при напряженности 20 кВ/м).

Основной способ защиты населения от возможного вредного воздействия электромагнитных полей от линий электропередач — создание охранных зон шириной от 15 до 30 м в зависимости от напряжения ЛЭП. Данная мера требует отчуждения больших территорий и исключения их из пользования в некоторых видах хозяйственной деятельности. Уровень напряженности электромагнитных полей снижает также с помощью устройства различных экранов, в том числе /из зеленых насаждений, выбора геометрических параметров I ЛЭП, заземления тросов и других мероприятий. В стадии разработки находятся проекты замены воздушных линий ЛЭП на кабельные и подземной прокладки высоковольтных линий. Для защиты населения от неионизирующих электромагнитных излучений, создаваемых радиотелевизионными средствами связи и радиолокаторами, также используется метод защиты расстоянием. С этой целью устраивают санитарно-защитную зону, размеры которой должны обеспечить предельно допустимый уровень напряженности поля в населенных местах. Коротковолновые радиостанции большой мощности (свыше 100 кВт) размещают вдали от жилой застройки, вне пределов населенного пункта.
Концепция нормирования электромагнитных полей и излучений:
— выработку единой системы нормативных значений предельно допустимых уровней электромагнитных полей и излучений;
— защиту природных ресурсов от потерь, обусловленных действием этих полей на различные компоненты природной среды;
— предотвращение значительных функциональных нарушений экосистем в результате прямого или косвенного воздействия полей на те или иные компоненты этих систем.
Некоторые экологи считают, что в интересах охраны здоровья человека полезно продумать не только меры защиты живых систем от антропогенных электромагнитных полей, но и возможности практического использования защитных свойств самих экосистем.

 

22. Лазерное излучение

Непосредственно на человека оказывает лазерное излучение любой длины волны; однако в связи со спектральными особенностями поражения органов и существенно различными предельно допустимыми дозами облучения обычно различают воздействие на глаза и кожные покровы человека.

Можно выделить два направления применения лазеров и отрасли. Первое направление связано с целенаправленным воздействием на обрабатываемое вещество (микросварка, термообработка, резка хрупких и твердых материалов, подгонка параметров микросхем и др.), второе направление -медицина - находит все большее развитие.

Диапазон длин волн, излучаемых лазерами, охватывает видимый спектр и распространяется в инфракрасную и ультрафиолетовую области. Для каждого режима работы лазера и спектрального диапазона рекомендуются соответствующие предельно допустимые уровни для энергии и мощности излучения, прошедшего ограничивающую апертуру d = 7 мм.

Хронические ПДУ в 5 - 10 раз ниже ПДУ однократного воздейс­твия. При одновременном воздействии ЛИ разного диапазона их действие суммируется с умножением на соответствующий энерговклад.

Лазерное излучение характеризуется некоторыми особеннос­тями:

1 - широкий спектральный (&=0.2..1 мкм) и динамический (120..200 дБ);

2 - малая длительность импульсов (до 0.1 нс.);

3 - высокая плотность мощности (до 1e+9 Вт/см^2) энергии;

4 - Измерение энергетических параметров и характеристик лазерного излучения

Виды действия лазерного излучения

Наиболее опасно лазерное излучение с длиной волны:

• 380¸1400 нм - для сетчатки глаза,
• 180¸380 нм и свыше 1400 нм - для передних сред глаза,
• 180¸105 нм (т.е. во всем рассматриваемом диапазоне) - для кожи.

Основную опасность при эксплуатации лазера представляет прямое лазерное излучение.

Степень потенциальной опасности лазерного излучения зависит от мощности источника, длины волны, длительности импульса и чистоты его следования, окружающих условий, отражения и рассеяния излучения.

Биологические эффекты, возникающие при воздействии лазерного излучения на организм человека, делятся на две группы:

• Первичные эффекты - органические изменения, возникающие непосредственно в облучаемых тканях;
• Вторичные эффекты - неспецифические изменения, появляющиеся в организме в ответ на облучение.
• Наиболее подвержен поражению лазерным излучениям глаз человека. Сфокусированный на сетчатке хрусталиком глаза лазерный луч будет иметь вид малого пятна с еще более плотной концентрацией энергии, чем падающее на глаз излучение. Поэтому попадание лазерного излучения в глаз опасно и может вызвать повреждение сетчатой и сосудистой оболочек с нарушением зрения. При малых плотностях энергии происходит кровоизлияние, а при больших - ожег, разрыв сетчатой оболочки, появление пузырьков глаза в стекловидном теле.
• Лазерное излучение может вызвать также повреждение кожи и внутренних органов человека. Повреждение кожи лазерным излучением схоже с термическим ожогом. На степень повреждения влияют как входные характеристики лазеров, так и цвет, и степень пигментации кожи. Интенсивность излучения, которая вызывает повреждение кожи, намного выше интенсивности, приводящей к повреждению глаза.

Обеспечение лазерной безопасности

Методы и средства защиты от воздействия лазерного излучения можно подразделить на организационные, инженерно-технические и средства индивидуальной защиты. Надежной защитой от случайного попадания на человека является экранирование луча световодом на всем пути его действия. В качестве средств индивидуальной защиты применяются специальные защитные очки, стекла в которых подбираются в соответствии с ГОСТ 9411-81Е; технологические халаты и перчатки, изготавливаемые из хлопчатобумажной ткани светло-зеленого или голубого цвета.

В презентации к работе представлены показатели допустимых уровней лазерного излучения, а также иллюстрационный материал по видам отрицательного воздействия лазерного излучения на организм человека и способам защиты.