Тема лекции 6: производственная санитария и гигиена труда

Производственная санитария и гигиена труда – эта система технических и гигиенических мероприятий, изучающая вредные производственные факторы с целью защиты от них работающих, цель обеспечения здоровья и комфортные условия труда.

Гигиена труда – эта наука, изучающая вредную среду с точки зрения их влияния на организм человека. Цель разработки гигиенических нормативов и профилактических мероприятий, направленных на создания здоровых условий труда.

Основными вредными факторами, имеющими место на большинстве производств, являются следующие: повышен­ная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны или поверхностей оборудования; повышенная или по­ниженная влажность и подвижность воздуха в рабочей зоне; повышенный уровень шума; повышенный уровень вибра­ции; повышенный уровень различных электромагнитных из­лучений; отсутствие или недостаток естественного света; недостаточная освещенность рабочей зоны и другие;

Количество и величина вредных факторов зависят от спе­цифики производственных процессов.

Для обеспечения оптимальных условий труда важное значение имеют вопросы производственной санитарии, позволяющие обеспечить санитарно-гигиенические усло­вия на рабочем месте и тем самым снизить риск профес­сиональных заболеваний и производственного травматизма. Инженер должен знать основные положения, составляю­щие сущность перечисленных вопросов, чтобы успешно вы­полнять возложенные на него функции по организации безо­пасных условий труда.

В структуре знаний можно выделить следующие узловые моменты:

• общие положения (термины, определения, единицы из­мерения, зависимости, формулы, знание которых необходи­мо для расчетов величины фактора и защитных мер), влия­ние на здоровье и безопасность человека;

• приборы для измерения величин фактора, методики из­мерений;

• принцип нормирования рассматриваемого фактора и нормативные документы;

• принципы, методы и средства защиты.

В санитарно-гигиеническом отношении воздушная среда производственных помещений характеризуется:

• микроклиматом;

• ингредиентными включениями вредных веществ (запы­ленность, загазованность);

• ионным составом.

Микроклимат

Метеорологические условия представляют собой ком­плекс физических факторов, оказывающих влияние на те­плообмен организма с окружающей средой и его тепловое состояние. На формирование производственного микро­климата существенно влияют технологический процесс и климат местности.

Показателями микроклимата являются:

• температура (°С);

• относительная влажность (%);

· скорость движение воздуха, м/с и барометрическое давление

Способность человеческого организма поддерживать постоянной температуру тела при изменении параметров микроклимата и при выполнении различной по тяжести работы называется терморегуляцией.Она обеспечивает установление определенного соотношения между теплообразованием в результате изменения обмена веществ (химическая терморегуляция) и теплоотдачей (физическая терморегуляция).

Основная роль в теплообменных процессах у человека принадлежит физиологическим механизмам регуляции теплоотдачи через поверхностные ткани, которая может осуществляться конвекцией, излучением, испарением. Для нор­мального протекания физиологических процессов в организме человека необходимо, чтобы выделяемое организмомтепло отводилось в окружающую среду.

Для измерения на рабочих местах параметров микрокли­мата используются разные приборы. В частности, для определения:

- температуры и влажности воздуха – аспирационные хрометры MB- 4M, М-34, электротермометры, термометры с зачерненным шаром, психометры;

- скорости движения воздуха – анемометры (крыльчатые АСО-3, АП-1м, чашечные МС-13), термоанемометры ТАМ-1, цилиндрические и шаровые кататермометры;

- теплового излучения – актинометры (инспекторский, ИМО-5), радиометр «Аргус3»

Для исключения вредного влияния микроклиматических факторов на организм человека и создания нормальных условий труда в рабочей зоне производственных помеще­ний параметры воздушной среды должны соответствовать СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микро­климату производственных помещений» и ГОСТ12.1.005 -88 «Воздух рабочей зоны. Общие требования безопасности», которые устанавливают ПДК вредных веществ.

Нормы регламентируют температуру воздуха, его от­носительную влажность, скорость движения воздуха, интен­сивность теплового облучения для рабочей зоны в виде оптимальных и допустимых величин с учетом сезона года (теплый и холодный) и тяжести выполняемых работ (лег­кая, средней тяжести, тяжелая) по уровню энергозатрат. Они содержат также методы измерения показателей мик­роклимата и их оценку.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на четыре класса: I –чрезвычайно опасные (ПДК до 0,1 мг/м³); II – высоко опасные (ПДК от 0,1 до 1 мг/м³ ); III – умеренно опасные (ПДК от1 до 10 мг/м³ ); IV – мало опасные (ПДК>10 мг/м³ ).

Проектирование промышленных предприятий ведется с учетом действующих санитарных норм (СН и ПРК 3.01 – 2002). При этом размеры санитарно – защитной зоны принимаются.

Таблица 6.1

Класс предприятия	Размеры зоны, м
I
II
III
IV	50 100

Объем производственного помещения на одного рабочего принимается не менее 15м³ , и площади не менее 4,5 м³, при высоте помещения не менее 3,2м.

Вентиляция

Обеспечение нормальных метеорологических условий и чистоты воздуха на рабочих местах в значительной степени зависит от правильного организованной системы вентиляции.

С точки зрения аэродинамики, вентиляция – это организованный воздухообмен, регламентируемый СНиП РК 04.02.05 - 2001 «Отопление вентиляция, и кондиционирование» и ГОСТ.

Различают естественную и механическую, или искусственную вентиляцию.

Естественное движение воздуха обеспечивается за счет теплового и (или) ветрового напора. Для усиления естественной тяги используют специальные устройства – дефлекторы, насадки, устанавливаемые в верхней части вентиляционных каналов.(рис.6.1)

 

Рис 6.1. Дефлектор ЦАГИ

 

Естественная вентиляция может иметь неорганизованный характер, когда воздух подается через не плотности и поры наружных ограждений зданий (инфильтрация), форточки, окна, открываемые без всякой системы; и организованный характер, если воздухообмен регулируется с помощью специальных устройств (аэрация). Недостаток естественной вентиляции состоит в том, что приточный воздух вводится в помещение без предварительной очистки и подогрева, а удаляемый не очищается от выбросов и загрязняет окружающую среду.

По охвату аэродинамического пространства искусственная вентиляция делится на местную и обще обменную, а по способу организации – на приточную, вытяжную и приточно-вытяжную.

Количество воздуха (L, м³ /с) местной вентиляции определяют по формуле:

L= S. V_эф ,

где S – площадь аэродинамического проема, м² ;

V_{эф –} эффективная скорость движения воздуха в этом проеме принимается от 0,5 до 1,5 м/с, в зависимости от токсичности и летучести газов и паров).

При обще обменной вентиляции необходимый объем воздуха находится по формуле:

 

Q= с^-1

где m –масса вредных веществ, выделяющихся в рабочее помещение в единицу времени, мгс^-1;

C_пр - содержание вредных веществ в приточном воздухе, мг/м³ .

Виброакустические факторы шум, ультразвук, инфразвук, вибрация – имеют общую природу и представляют собой волнообразную распространяющиеся механические колебательное движение упругой среды, носящее беспорядочный, случайный характер.

Вибрация

Вибрация представляет собой механическое колебательное движение, возникающее при работе машин. Причина вибрации – неуравновешенные силовые воздействия.

Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются: частота (Гц), амплитуда смещения (м), скорость (м/с), ускорение (м/с² ).

Характер воздействиям на человека определяется уровнями, частотным спектром, физиологическими свойствами человека. Наиболее опасная частота вибрации лежит в диапазоне 6…9Гц, поскольку она совпадает с собственной частотой колебаний внутренних органов человека, прежде всего с a- ритмами головного мозга, в результате чего может возникнуть резонанс, который способен привести к психическим и органическим нарушениям. Наибольшее нарушение остроты зрения наблюдается при воздействии вибрации в диапазоне частот 10… 25 Гц.

Кроме того, вибрации весьма опасны как для технологического оборудования и контрольно – измерительных приборов, так и для строительных конструкций, тем что вызывают износ частей оборудования, деформацию конструкций, уменьшение срока службы приборов и снижение их точности, что, в свою очередь, может привести к аварийным ситуациям.

Шум

Шумом принято называть всякий нежелательный для человека звук, мешающий восприятию полезных сигналов, т.е. он представляет собой беспорядочное сочетание звуков различной интенсивности и частоты.

Ухо человека воспринимает звук с частотой f от 16 до 20000Гц (акустические звуки). Неслышимые человеком колебания с f < 16 Гц называется инфразвуковым, а колебания частотой выше 20 кГц – ультразвуком. Колебания f < 16 Гц воспринимаются не слухом, а осязанием при прикосновении к вибрирующему телу. Наиболее чувствительно ухо к колебанием в диапазоне частот от 1000 до 3000 Гц.

При анализе шума спектр (диапазон звуковых частот) разбивают на 8 октавных полос (для лучшего оперирования частотами от 16 до 20000 Гц), в которых верхняя частота в двое больше нижней, т.е. 63;125;250;500;1000;2000;4000;8000.

Характер производственного шума зависит от вида его источников: механический, ударный, аэрогидродинамический, взрывной.

По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные, которые в свою очередь, делятся на колеблющиеся, прерывистые, импульсные. Наибольшую опасность для человека представляют тональные высокочастотные непостоянные шумы.

Звуковые колебания характеризуются следующими величинами:

- скоростью распространения (м/с), (в воздухе- 334м/с);

- частотой (f,Гц);

- звуковым давлениям (Р, Па)-разность между атмосферным давлением и в данной точке звукового поля. Человеческое ухо способно воспринимать шум со звуковым давлением 2×10^-5 Па при f = 1000 Гц, что является порогом слышимости. А значение 2×10² Па приводит к болевым ощущениями и называется порогом болевых ощущений;

-интенсивностью звука (I, Вт/м²) – поток звуковой энергии, проходящий в единицу времени через единицу поверхности, нормальной к направлению распространения звуковой волны. Интенсивностью звука, соответствующая порогу слышимости, составляет 10 ^–12 Вт/ м², а соответствующая порогу болевого ощущения –10² Вт/м² .

Поскольку изменение интенсивности звука и звукового давления, слышимого человеком, огромно и составляет соответственно 10¹⁴ и 10⁷ раз, то оперировать такими цифрами крайне неудобно, поэтому была принята специальная измерительная система интенсивности звука и звукового давления, учитывающая приближенную логарифмическую зависимость между раздражением и слуховым восприятием, а именно шкала логарифмических единиц – децибелов (дБ), в которых измеряют уровни I и Р.

Уровень звукового давления в дБ определяется по формуле:

L _Р = 20 ,

где Р – среднеквадратическое давление, Па;

Р₀ – давление на пороге слышимости, равное 2×10^-5 Па.

Уровень интенсивности шума определяется по формуле:

L_i = 10 .

Если имеется n одинаковых источников шума с одинаковым уровнем интенсивности звука L_i, то суммарный шум L определяется по формуле: L= L_i + 10

При n равном:1;2;3;4;5;6;8;10;20;30 и 100 значение 10 n соответственно принимают 0;3;5;6;7;8;9;10; 13; 15 и 20.

При двух различных источниках шума L₁ и L₂ суммарный уровень шума можно определить из выражения:

L_сум. = L₁ + ∆L,

где L – наибольший из двух суммарных уровней шума, дБ;

∆L = L₁ - L₂ – добавка в функции разности шума источников (при L₁ > L₂ ). Значения разностей L₁ - L₂ дБ можно взять из таблицы 6.2.

 

Таблицы 6.2

 

L1 - L2
∆ L		2,2	1,7	1,6	1,5	1,0	0,8	0,6	0,5	0,4

 

При большем чем два числе источников шума уровни интенсивности суммируются последовательно – от наибольшей к наименьшему. Пример: Нужно определить суммарный уровень шума от трех источников с уровнем шума 102,98 и 97 дБ. Определим первую разность уровней: 102 - 98 = 4 дБ, что соответствует добавке L₁= L₁ - L₂ = 1,6 дБ 9 (см. таблицу 1), т.е. L_{сум 1} = 102+1,6= 103,6 дБ. Теперь определим следующую разность уровней L₂= L_{сум 1} – L₃ = 103,6 – 97 = 6,6 дБ, что соответствует добавке L₂ = 1 дБ (0,9 дБ) т.е. L_{сум 2} = L_{сум 1}+ L₂= 103,6 + 1 = 104,6 дБ.

Если разность уровней двух источников шума не превышает 8 - 10 дБ, то уровень менее громкого источника можно не учитывать, т.к. добавка будет меньше 1 дБ.

Зная интенсивность звука L₁ и расстояния от источника звука интенсивности звука L₂ при распространении сферической волны в открытом пространстве определяется из:

L₂ = L₁ – 20

Пример:

L₁= 80дБ; z₁ = 4м; z ₂ = 2 м,

то L₁=80 – 20 = 74 дБ.

Искомый уровень интенсивности звука L(дБ) при одновременной работе источников шума можно определить из выражения:

L = 10

где L₁,L₂ , …, L _n – уровни звукового давления или уровни интенсивности, издаваемые каждым источником в расчетной точке.

Уровень шума нормируется как для населенных пунктах и на рабочих местах на производстве.

Защита от шума, инфразвука и ультразвука, вибрации и электромагнитных полей.

Для снижения шума можно применять следующие методы: Комплексные и индивидуальные средства защиты.

Средства комплексной защиты достигается архитектурно – планированием, акустическими средствами и организационно техническими методами (см. средства и методы защиты от шума).

Инфразвук

Основными источниками инфразвука являются двигатели внутреннего сгорания, вентиляторы, поршневые компрессоры и другие тихоходные машины. При действий инфразвука с уровнями 100 –120 дБ возникают головные боли, снижение работоспособности, появление чувство страха, нарушение функции вестибулярного аппарата, а при частоте 5 – 10Гц – чувство вибрации внутренних органов. 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.

 

 

 

Рис. 6.2. Классификация методов и средств коллективной защиты от шума

 

В результате длительных воздействий инфразвуковых колебаний у человека появляются слабость, утомляемость раздражительность, нарушается сон. Инфразвук с частотой 8 Гц наиболее опасен для человека в связи с тем, что эта частота совпадает с альфа – ритмом биотоков мозга. Снижение интенсивности инфразвука достигается за счет уменьшения его источника, изоляции, поглощения, применения индивидуальных средств защиты.

К основным мероприятиям по борьбе с инфразвуком можно также отнести повышение быстроходности машин, что обеспечивает перевод максимума излучения в область слышимых частот, повышение жесткости конструкций больших размеров; устранение низкочастотных вибраций; установка глушителей реактивного типа (отражающих энергию обратно к источнику).

Ультразвук

Ультразвук находит широкое применение (пайка, сварка, обработка сверх хрупких и сверхтвердых материалов, дефектоскопия, медицина, очистка загрязненного воздуха и др.). Генераторами ультразвука являются ультразвуковое технологическое оборудование и приборы. Во время их работы при частоте 20 – 70 кГц создается неслышимый ухом шум в 100 – 120 дБ. При соприкосновении с предметами и веществами, в которых возбуждены ультразвуковые колебания, происходит опасное контактное облучение. При работе на таких ультразвуковых установках необходимо пользоваться специальными защитными средствами – резиновыми перчатками и хлопчатобумажной подкладкой.

Ультразвук оказывает вредное воздействие на организм человека, а именно; происходят различные нарушения нервной системы, изменяются давление, состав и свойства крови, теряется слуховая чувствительность. Ультразвук может действовать на человека как через воздушную среду, так и через жидкую и твердую (контактное действие на руки). В соответствии с ГОСТ уровни звуковых давлений в диапазоне частот 11 – 20 кГц не должны превышать соответственно 75 - 110 дБ, а общий уровень звукового давления в диапазоне частот 20 - 100 кГц не должен быть выше 110 дБ.

Защита от действия ультразвука через воздух может быть обеспечена следующими мероприятиями:

использованием в оборудовании более высоких рабочих частот, для которых допустимые уровни звукового давления выше;

применением кожухов из листовой стали или дюралюминия (толщиной мм) и гетинакса (5 мм) с обклейкой резиной или рубероидом;

устройством экранов (прозрачных) между оборудованием и работающим;

размещением ультразвуковых установок в специальных помещениях или кабинах.

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

Для снижения уровня звукового давления УЗК применяют звукопоглощение и звукоизоляцию.

Хорошие звукоизолирующие свойства имеют металлические кожухи из листовой стали толщиной 1,5 – 2 мм. Покрытые резиной толщиной до 1 мм. Применяют пористую резину, поролон, органическое стекло.

Непосредственный контакт рабочих с источниками УЗК можно устранить механизацией и автоматизацией процессов при пайке, очистке обезжиривании деталей, применением средств индивидуальной защиты в виде двойных перчаток (хлопчатобумажных и резиновых) и др.

Меры снижения вибрации

Основные меры по снижению и полному устранению действия вибраций на работающих – внедрение автоматизированных и высокомеханизированных производств, дистанционного управления цехами и участками. Основные меры борьбы с вибрацией:

совершенствование конструкций машин и технологических процессов (замена кулачковых и кривошипных механизмов равномерно вращающимися, гидроприводами и др.);

отстройка от режима резонанса (изменением массы или жесткости системы и т.п.);

вибродемпфирование (вибропоглощение) – использование конструкционных материалов с большим внутренним трением; нанесение на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение (пластмассы, дерево, резина). Эффективно применение покрытий из слоя вязкоупругого материала – пластмассы, рубероида, битума, резины;

виброизоляция при помощи устройства амортизаторов, то есть введение в колебательную систему дополнительной упругой связи.

изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций за счет увеличения жесткости системы (введение ребер жесткости);

активная виброзащита – введение дополнительного источника энергии, осуществляющего обратную связь от изолируемого объекта к системе виброизоляции;

При работе с ручным инструментом (электрическим, пневматическим) применяют средства индивидуальной защиты рук от воздействия вибраций (рукавицы, перчатки). Учитывая неблагоприятное воздействие холода на развитие виброболезни, при работе в зимнее время рабочих надо обеспечивать теплыми рукавицами. Применяют также антивибрационные поясы, подушки, прокладки, виброгасящие коврики, виброгасящую обувь.