Вибрация, акустические колебания и шумы

Транспорт, все виды техники, имеющие движущиеся узлы, создают механические колебания. Увеличение быстро­действия и мощности техники привело к резкому повышению

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания 97

 

уровня вибрации. Вибрация — это малые механические коле­бания, возникающие в упругих телах под воздействием перемен­ных сил.

Так, электродвигатель передает на фундамент вибрацию, вызываемую неуравновешенным ротором. Идеально уравно­весить элементы механизмов практически невозможно, поэ­тому в механизмах с вращающимися частями почти всегда воз­никает вибрация. Резонансная вибрация вагона появляется в результате близости частоты силы воздействия на стыках рель­сов к собственной частоте вагона. Вибрация по земле распро­страняется в виде упругих волн и вызывает колебания зданий и сооружений.

Вибрация машин может приводить к нарушению функци­онирования техники и вызвать серьезные аварии. Установле­но, что вибрация является причиной 80% аварий в машинах, в частности, она приводит к накоплению усталостных эффек­тов в металлах, появлению трещин.

При воздействии вибрации на человека наиболее сущест­венно то, что тело человека можно представить в виде слож­ной динамической системы. Многочисленные исследования показали, что эта динамическая система меняется в зависи­мости от позы человека, его состояния — расслабленности или напряженности — и других факторов. Для такой системы су­ществуют опасные резонансные частоты, и если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным, то резко возрастает амплитуда колеба­ний как всего тела, так и его отдельных органов.

Для тела человека в положении сидя резонанс наступает при частоте 4—6 Гц, для головы — 20—30 Гц, для глазных яблок — 60—90 Гц. При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травмам позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, а у женщин стать причиной преждевременных родов.

Колебания вызывают в тканях организма переменные механические напряжения. Изменения напряжения улавливаются множеством рецепторов и трансформируются в энергию биоэлектрических и биохимических процессов. Информация о действующей на человека вибрации воспринимается особым органом чувств — вестибулярным аппаратом.

Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса

4—191

 

мышц и поддержание равновесия тела. Перевозбуждение ре­цепторов выражается в так называемой "воздушной" или

"морской" болезни.

При широком спектре воздействующих на человека вибра­ций вестибулярный аппарат может давать ложную информа­цию. Такая ложная информация у некоторых людей вызывает состояние укачивания, дезорганизует работу многих систем организма, что необходимо учитывать при профессиональной

подготовке.

Влияние вибрации на организм человека определяется уровнем виброскорости и виброускорения, диапазоном дейст­вующих частот, индивидуальными особенностями человека.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека; и локальную, передающуюся через руки человека. При действии на организм общей вибра­ции в первую очередь страдает нервная система и анализаторы — вестибулярный, зрительный, тактильный.

У рабочих вибрационных профессий отмечены головокру­жения, расстройство координации движений, симптомы ука­чивания, вестибуловегетативная неустойчивость. Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадением от­дельных участков полей зрения, сужением острого зрения, иногда до 40%, субъективно — потемнением в глазах. Под вли­янием общих вибраций происходит снижение болевой, так­тильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различ­ных тканей с последующими реактивными изменениями.

Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации и толчков регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, на заводах железобетонных изделий. Для водителей машин, тракторис­тов, бульдозеристов, машинистов локомотивов и экскавато­ров, подвергающихся воздействию низкочастотной и толчкооб­разной вибраций, характерны изменения в пояснично-кресто-вом отделе позвоночника. Рабочие жалуются на боли в поясни­це, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость.

Бич современного производства — локальная вибрация. Ей подвергаются главным образом люди, работающие с руч­ным механизированным инструментом. Локальная вибрация

5.-3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания. 99

вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снаб­жение конечностей кровью. Одновременно колебания дейст­вуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвиж­ность суставов.

Санитарные нормы и правила регламентируют предельно допустимые уровни вибрации, меры по ее снижению и лечеб­но-профилактические мероприятия. Санитарными правилами предусматривается ограничение продолжительности контакта человека с виброопасным оборудованием.,

Механические колебания в упругих средах вызывают рас­пространение в этих средах упругих волн, называемых акустическими колебаниями.

Физическое понятие об акустических колебаниях охваты­вает как слышимые, так и неслышимые колебания упругих сред. Акустические колебания в диапазоне 16 Гц — 20 кГц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом, называют, звуковыми, с частотой менее 16 Гц — инфразвуковыми, выше 20 кГц — ультразвуковыми. Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле. Скорость звука в воздухе при нормальных условиях составляет 330 м/с, в воде — около 1400 м/с, в стали — порядка 5000 м/с.

Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот и интенсивностей. 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. Единица измере­ния громкости в логарифмической шкале называется децибе­лом (дБ). Она примерно соответствует минимальному прирос­ту силы звука, различаемому ухом. Область слышимости зву­ков ограничена двумя пороговыми кривыми: нижняя — порог слышимости, верхняя — порог болевого ощущения. Порог слуха молодого человека составляет 0 дБ на частоте 1000 Гц. Болевым порогом принято считать звук с уровнем 140 дБ, что соответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности 100 Вт/м². Звуковые ощущения оцениваются по порогу дис­комфорта (слабая боль в ухе, чувство касания, щекотания).

Шум — совокупность звуков различной частоты и интенсив­ности, беспорядочно изменяющихся во времени. Для нормаль­ного существования, чтобы не ощущать себя изолированным

 

от мира, человеку нужен шум в 10—20 дБ. Это шум листвы, парка или леса. Окружающие человека шумы имеют разную интенсивность: разговорная речь — 50—60 дБ, автосирена — 100 дБ, шум двигателя легкового автомобиля — 80 дБ, громкая музыка — 70 дБ, шум от движения трамвая — 70—80 дБ, шум в обычной квартире — 30—40 дБ.

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 различаются постоянные шумы, прерывистые, импульсные и колеблющиеся во времени. Источники шума многообразны. Разные источники по­рождают разные шумы. Это аэродинамичные шумы самоле­тов, рев дизелей, удары пневматического инструмента, коле­бания всевозможных конструкций, громкая музыка и многое

другое.

Интенсивный шум на производстве способствует сниже­нию внимания и увеличению числа ошибок при выполнении работы; исключительно сильное влияние оказывает шум на быстроту реакции, сбор информации и аналитические процес­сы; из-за шума снижается производительность труда и ухудша­ется качество работы.

Шум оказывает влияние на весь организм человека: угне­тает ЦНС, вызывает изменение скорости дыхания и частоты пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникнове­нию сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической бо­лезни, может приводить к профессиональным заболеваниям.

Шум с уровнем звукового давления до 30—35 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40—70 дБ в условиях среды обитания создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувст­вия, и при длительном действии может быть причиной невро­зов. Воздействие шума уровня свыше 75 дБ может привести к потере слуха — профессиональной тугоухости. При действии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв бара-

 

барабанных перепонок, а при ещё более высоких (более 160 дБ) – и смерть.

Специфическое шумовое воздействие, сопровождающееся повреждением слухового анализатора, проявляется медленно прогрессирующим снижением слуха. У некоторых лиц серьёзное шумовое повреждение слуха может наступить в первые месяцы воздействия, у других потеря слуха развивается постепенно, в течении всего периода работы на производстве. Снижение слуха на 10 дБ практически не ощутимо, на 20 дБ – начинает серьёзно мешать человеку, так как нарушается способность слышать важные звуковые сигналы и наступает ослабление разборчивости речи.

Критерием профессионального снижения слуха принят показатель средней арифметической величины снижения слуха в речевом диапазоне равной 11дБ и более. Помимо патологии органа слуха при воздействии шума наблюдаются отклонения в состоянии вестибулярной функции, а также общие неспецифические изменения в организме: головные боли, головокружение, боли в области сердца и желчного пузыря, повышение артериального давления, изменение кислотности желудочного сока. Шум вызывает снижение функции защитных систем и общей устойчивости организма к внешним воздействиям. Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены ГОСТом 12.1.003-83 с дополнениями 1989 г. И санитарными нормами (СН) 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Инфразвук. Упругие волны с частотой менее 16 Гц называются инфразвуком. Медицинские исследования показали опасность инфразвуковых колебаний для живых организмов. Невидимые и неслышимые волны вызывают у человека чувство глубокой подавленности и необъяснимого страха. Особенно опасен инфра звук с частотой около 8 Гц из-за его возможного резонансного совпадения с ритмом биотоков мозга.

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 – 150 дБ наблюдаются внутренние расстройства

 

102 Гл. 5. Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

ние расстройства органов пищеварения и мозга с самыми раз­личными последствиями, обмороками, общей слабостью. Инфразвук средней силы может вызвать слепоту.

Наиболее мощными источниками инфразвука являются реактивные двигатели. Двигатели внутреннего сгорания также генерируют инфразвук. Естественные источники инфразвука — ветрер и волны, которые действуют на разнообразные природ­ные объекты и сооружения.

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

Уровень инфразвука в условиях городской среды и на ра­бочих местах ограничивается санитарными нормами.

Ультразвук. Упругие колебания с частотой более 16 000 Гц называются ультразвуком. Мощные ультразвуковые колеба­ния с частотой 18—30 кГц и высокой интенсивности использу­ются в производстве для технологических целей (очистка дета­лей, сварка, пайка металлов, сверление). Более слабые ульт­развуковые колебания используются в дефектоскопии, в диа­гностике, для исследовательских целей.

Под влиянием ультразвуковых колебаний в тканях организма происходят сложные процессы: образование внутритка­невого тепла в результате трения частиц между собой, расши­рение кровеносных сосудов и усиление кровотока по ним, уси­ление биохимических реакций, раздражение нервных окончаний.

Эти свойства ультразвука используются в ультразвуковой терапии на частотах 800—1000 кГц при невысокой интенсив­ности 80—90 дБ, улучшающей обмен веществ и снабжение

тканей кровью.

Повышение интенсивности ультразвука и увеличение дли­тельности его воздействия могут приводить к чрезмерному на­греву биологических структур и их повреждению, что сопро­вождается функциональным нарушением нервной, сердечнососудистой и эндокринной систем, изменением свойств и со­става крови. Ультразвук может разрывать молекулярные связи, — так, молекула воды распадается на свободные радикалы ОН и Н, что является причиной окисляющего действия ульт­развука. Таким же образом происходит расщепление ультра­звуком высокомолекулярных соединений. Поражающее действие ультразвук оказывает при интенсивности 120 дБ.

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания 103

При непосредственном контакте человека со средами, по которым распространяется ультразвук, возникает его контакт­ное 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.

Ударная волна. Ударная волна оказывает прямое воздейст­вие в результате избыточного давления и скоростного напора воздуха. Ввиду небольших размеров тела человека ударная волна мгновенно охватывает его и подвергает сильному сжа­тию в течение нескольких секунд. Мгновенное повышение давления воспринимается живым организмом как резкий удар. Скоростной напор при этом создает значительное лобовое дав­ление, которое может привести к перемещению тела в про­странстве. Косвенные поражения людей и животных могут про­изойти в результате ударов осколков стекла, шлака, камней, дерева и других предметов, летящих с большой скоростью.

Степень воздействия ударной волны зависит от мощности взрыва, расстояния, метеоусловий, местонахождения (в зда­нии, на открытой местности) и положения человека (лежа, сидя, стоя) и характеризуются легкими, средними, тяжелы­ми и крайне тяжелыми травмами.

Избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа и менее для людей и животных, расположенных вне укрытий, считается безопасным. Легкие поражения наступают при из­быточном давлении 20—40 кПа. Они выражаются кратковре­менными нарушениями функций организма (звоном в ушах, головокружением, головной болью), возможны вывихи, ушибы. Поражения средней тяжести возникают при избыточ­ном давлении 40—60 кПа. При этом могут быть вывихи ко­нечностей, контузии головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечения из носа и ушей.

Тяжелые контузии и травмы возникают при избыточном давлении 60—100 кПа. Они характеризуются выраженной контузией всего организма, переломами костей, кровотече­ниями из носа и ушей; возможно повреждение внутренних ор-

 

 

S.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания

 

ганов и внутреннее кровотечение. Крайне тяжелые контузии и травмы возникают у людей при избыточном давлении более 100 кПа — разрывы внутренних органов, переломы костей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга с длительной по­терей сознания. Разрывы наблюдаются в органах, содержа­щих большое количество крови (печени, селезенке, почках), наполненных газом (легких, кишечнике), имеющих полости, наполненные жидкостью (головном мозге, мочевом и желч­ном пузырях). Эти травмы могут привести к смертельному ис­ходу.

Радиус поражения обломками зданий, особенно осколка­ми стекол, разрушающихся при избыточном давлении 2—7 кПа, может превысить радиус непосредственного поражения

ударной волной.

Воздушная ударная волна действует на большие расстоя­ния. Полное повреждение лесного массива наблюдается при избыточном давлении более 50 кПа. Деревья при этом выры­ваются с корнем, ломаются и отбрасываются, образуются сплошные завалы. При избыточном давлении 30—50 кПа по­вреждается около 50% деревьев, а при избыточном давлении 10—30 кПа — до 30%. Молодые деревья более устойчивы, чем старые.

5.3.3. Электромагнитные поля и излучения Существование человека в любой среде связано с воздей­ствием на него и среду обитания электромагнитных полей. В случаях неподвижных электрических зарядов люди имеют, дело с электростатическими полями. При трении диэлектриков на их поверхности появляются избыточные заряды, на сухих руках накапливаются электрические заряды, создающие по­тенциал до 500 U. Земной шар заряжен отрицательно так, что между поверхностью Земли и верхними слоями атмосферы разность потенциалов составляет 400 000 U. Это электроста­тическое поле создает между двумя уровнями, отстоящими на рост человека, разность потенциалов порядка 200 U, однако человек этого не ощущает, так как хорошо проводит электри­ческий ток и все точки его тела находятся под одним потенци­алом.

При движении облака заряжаются в результате трения.

Различные части грозового облака несут заряды различных

знаков. Чаще всего нижняя часть облака заряжена отрицатель­но, а верхняя — положительно. Если облака сближаются раз­ноименно заряженными частями, между ними проскакивает молния — электрический разряд. Проходя над землей, грозо­вое облако создает на ее поверхности большие наведенные за­ряды. Разность потенциалов между облаком и землей достига­ет огромных значений, измеряемых сотнями миллионов вольт, и в воздухе возникает сильное электрическое поле. При благоприятных условиях происходит пробой. Молния иногда поражает людей и вызывает пожары.

Наряду с естественными статическими электрическими полями в условиях техносферы и в быту человек подвергается воздействию искусственных статических электрических полей. Они обусловлены все более возрастающим применени­ем различных полимерных материалов, являющихся диэлект­риками, для изготовления предметов домашнего обихода, обуви:» одежды, строительных деталей, аппаратуры, инстру­ментов, для отделки интерьеров жилых и общественных зда­ний.

При трении диэлектриков, в результате разделения заря­дов, на их поверхности могут появляться значительные не-скомпенсированные положительные или отрицательные заря­ды. Величина заряда определяется видом диэлектрика. Осо­бенно сильно, например, электризуется полиэтилен.

Электрические поля от избыточных зарядов на предметах, одежде, на теле оказывают большую нагрузку на нервную сис­тему человека. Исследования показывают, что наиболее чув­ствительны к электростатическим полям центральная нервная система и сердечно-сосудистая. Установлено также благотвор­ное влияние на самочувствие человека снятия избыточного электростатического заряда с его тела (заземление, хождение босиком).

При функциональных заболеваниях нервной системы при­меняют лечение постоянным электрическим полем. Под дей­ствием внешнего строго дозированного электрического поля происходит протекание зарядов в тканях организма, что способ­ствует улучшению окислительно-восстановительных процессов, а также лучшему использованию кислорода, заживлению ран.

Постоянные магнитные поля в обычных условиях не пред­ставляют опасности для человека и находят применение в раз­личных приборах магнитотерапии.

 

 

Гл. 5.

Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

При ускоренном движении электрических зарядов возни­кают электромагнитные волны. Электромагнитные волны — это взаимосвязанное распространение в пространстве изменя­ющихся электрического и магнитного полей. Совокупность этих полей, неразрывно связанных друг с другом, называется электромагнитным полем (ЭМП). Несмотря на то что длина электромагнитных волн и их свойства различны, все они, на­чиная от радиоволн и заканчивая у-излучением, — одной фи­зической природы.

Исследованный в настоящее время диапазон электромаг­нитных волн состоит из волн с длинами, соответствующими частотам от 103 до 1024 Гц. По мере убывания длины волны в диапазон включаются радиоволны, инфракрасное излучение,, видимый свет (световые лучи), ультрафиолетовое, рентгенов­ское и у-излучение.

Источниками электромагнитных полей являются атмо­сферное электричество, космические лучи, солнце, а также искусственные источники: различные генераторы, трансфор­маторы, антенны, лазерные установки, микроволновые печи, мониторы компьютеров и т.д. На предприятиях источ­никами электромагнитных полей промышленной частоты могут быть высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), из­мерительные приборы, устройства защиты и автоматики, со­единительные шины и другое оборудование.

Спектр электромагнитных полей включает низкие частоты до 3 Гц, промышленные частоты от 3 до 300 Гц, радиочастоты от 30 Гц до 300 МГц, а также относящиеся к радиочастотам ультравысокие частоты (УВЧ) от 300 до 3000 МГц и сверхвы­сокие частоты (СВЧ) от 3000 МГц до 300 ГГц.

Электромагнитное излучение радиочастот широко исполь­зуется в связи, телерадиовещании, медицине, радиолокации, радионавигации и др.

Электромагнитная волна, распространяясь в неограни­ченном пространстве со скоростью света, создает переменное электромагнитное поле, которое способно воздействовать на заряженные частицы и токи, в результате чего происходит превращение энергии поля в другие виды энергии.

Количественной характеристикой электромагнитного поля является напряженность электрического поля (Е) (размер­ность — вольт на метр, или сокращенно В/м) и напряжен­ность магнитного поля {Н) (размерность — ампер на метр, или сокращенно, А/м).

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания ЮТ

Перемещенные электромагнитные поля способны оказы­вать негативное воздействие человека. Последствия такого воздействия зависят от напряженности электрического и маг­нитного полей, частоты излучения, плотности тока энергии, размера облучаемой поверхности тела человека и индивидуаль­ных способностей его организма. Ткани человеческого орга­низма поглощают энергию электромагнитного поля, в резуль­тате чего происходит нагрев тела. Интенсивнее всего электро­магнитные поля влияют на органы и ткани с большим содер­жанием воды: мозг, желудок, желчный и мочевой пузырь, почки. При воздействии электромагнитного поля на глаза воз­можно помутнение хрусталика (катаракта).

Как известно, человеческий организм обладает свойством терморегуляции, т.е. поддержания постоянной температуры тела. При нагреве человеческого организма в электромагнит­ном поле происходит отвод избыточной теплоты до плотности потока энергии I=10 мВт/см². Эта величина называется теп­ловым порогом, начиная с которого система терморегуляции не справляется с отводом генерируемого тепла, происходит пере­грев организма человека, что негативно сказывается на его здоровье.

Воздействие электромагнитных полей с интенсивностью, меньшей теплового порога, также небезопасно для здоровья. Оно нарушает функции сердечно-сосудистой системы, ухуд­шает обмен веществ, приводит к изменению состава крови, снижает биохимическую активность белковых молекул. При длительном воздействии на работающих электромагнитного излучения различной частоты возникают повышенная утомля­емость, сонливость или нарушение сна, боли в области серд­ца, торможение рефлексов и т.д.

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.

Нормирование ЭМП промышленной частоты осуществля­ют по предельно допустимым уровням напряженности элект-

 

108 Гл. 5. Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

рического и магнитных полей частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в нем.

Пребывание в электрическом поле (ЭП) напряженностью до 5 кВ/м включительно допускается в течение всего рабочего дня. Время пребывания в ЭП напряженностью 5—20 кВ/м оп­ределяется по формуле:

Т=50 / Е -2

где Е — напряженность воздействующего ЭП в контролируе­мой зоне, кВ/м.

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализо­вано одноразово или дробно в течение всего рабочего дня. В остальное рабочее время напряженность ЭП не должна превы­шать 5 кВ/м. При напряженности ЭП 20—25 кВ/м время пре­бывания персонала в ЭП не должно превышать 10 мин. Пре­дельно допустимый уровень напряженности ЭП устанавлива­ется равным 25 кВ/м.

В качестве предельно допустимых уровней приняты сле­дующие значения напряженности электрического поля:

— внутри жилых зданий — 0,5 кВ/м;

— на территории жилой застройки — 1 кВ/м;

— в населенной местности вне зоны жилой застройки, а
также на территории огородов и садов — 5 кВ/м;

— в труднодоступной местности и на участках, специально вы­
гороженных для исключения доступа населения, — 20 кВ/м.

В современной жизни прочное место заняли компьюте­ры, без которых невозможно представить не только трудовую, но и другие сферы деятельности. Первые персональные ком­пьютеры появились в мире в 1975 г.

Если говорить о безопасности труда, то следует иметь в виду, что на здоровье пользователей прежде всего влияют по­вышенное зрительное напряжение, психологическая пере­грузка, длительное неизменное положение тела в процессе ра­боты с компьютером и воздействие электромагнитных полей, кото-рос является наиболее опасным и коварным, так как действует незаметно и проявляется не сразу. Исследованиями Центра электромагнитной безопасности наиболее распространенных на нашем рынке компьютеров установлено, что "уровень ЭВМ

5.3. Негативное воздействие вредных веществ на среду обитания 109

в зоне размещения пользователя превышает биологически опасный уровень".

Последствиями регулярной работы с компьютером без применения защитных мер являются:

— заболевания органов зрения (60% пользователей);

— болезни сердечно-сосудистой системы (60%);

— заболевания желудочно-кишечного тракта (40%);

— кожные заболевания (10%);

— различные опухоли, прежде всего мозга.

Особенно опасно электромагнитное излучение компьюте­ра для детей и беременных женщин. Установлено, что у беременных женщин, работающих с дисплеями на электронно-лу­чевых трубках, с 90% -ной вероятностью в 1,5 раза чаще случа­ются выкидыши и в 2,5 раза чаще появляются на свет дети с врожденными пороками.

При работе с компьютером для сохранения здоровья необ­ходимо неукоснительно соблюдать требования правил и рекомендаций по защите от вредных воздействий, установленных в государственных стандартах (ГОСТ Р 50923-96, ГОСТ 50948-96, ГОСТ Р 50949-96).

Электромагнитные излучения оптического диапазона. Элек­тромагнитные волны в диапазоне от 400 до 760 нм называются световыми. Они действуют непосредственно на человеческий глаз, производя специфическое раздражение его сетчатой обо­лочки, которое приводит к световому восприятию. Тесно примыкают к видимому спектру электромагнитные волны с длиной волны менее 400 нм — ультрафиолетовое излучение, и с длиной волны более 760 нм — инфракрасное излучение. Все эти виды излучения не имеют принципиального различия по своим физическим свойствам и относятся к оптическому диа­пазону электромагнитных волн. Человеческий организм при­способился к восприятию естественного светового излучения и выработал средства защиты при превышении интенсивности излучения допустимого уровня: сужение зрачка, уменьшение чувствительности за счет перестройки восприятия.

Современные технические средства позволяют усиливать оптическое излучение, уровень которого может значительно превышать адаптационные возможности человека. С 60-х гг. XX в- в нашу жизнь вошли оптические квантовые генераторы, или лазеры.

 

 

110 Гл. 5. Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

Лазер — устройство, генерирующее направленный пучок электромагнитного излучения оптического диапазона. Широ­кое применение лазеров обусловлено возможностью получить большую мощность, монохроматичностью излучения, малой расходимостью луча (при освещении лазером с земли спутника на высоте 1000 км образуется пятно света диметром всего 1,2 м). Лазеры применяются в системах связи, навигации, в техноло­гии обработки материалов, медицине, контрольно-измери­тельной и военной технике и во многих других областях. В зависимости от используемого активного элемента лазеры оп­тического диапазона генерируют излучение от ультрафиолето­вой до дальней инфракрасной области. Так, азотный лазер ге­нерирует излучение в ультрафиолетовой области, аргоновый — в сине-зеленой области спектра, а рубиновый — в красной, лазер на двуокиси углерода — в инфракрасной области.

По режиму работы лазеры делятся на импульсные и непре­рывного действия. Лазеры могут быть малой и средней мощ­ности, мощные и сверхмощные. Большую мощность легче получить в импульсном режиме. Для обработки материалов в технологических установках в импульсе длительностью поряд­ка миллисекунд излучается энергия от единиц до десятков джоулей. За счет фокусировки достигается высокая плотность энергии и возможность точной обработки материалов (резка, прошивка отверстий, сварка, термообработка).

Под действием лазерного излучения происходит быстрый нагрев, плавление и вскипание жидких сред, что особенно опасно для биологических тканей. Наиболее уязвимы глаза и кожа. Непрерывное лазерное излучение оказывает в основном тепловое действие, приводящее к свертыванию белка и испа­рению тканевой жидкости. В импульсном режиме возникает ударная волна, импульс сжатия вызывает повреждение глубо­ко лежащих органов, сопровождающееся кровоизлияниями. Лазерное излучение оказывает негативное воздействие на био­химические процессы. В зависимости от энергетической плот­ности облучения возможно временное ослепление или терми­ческий ожог сетчатки глаз, в инфракрасном диапазоне — по­мутнение хрусталика.

Повреждение кожи лазерным излучением имеет характер термического ожога с четкими границами, окруженными не­большой зоной покраснения. Могут проявиться вторичные эффекты — реакция на облучение: сердечно-сосудистые рас-

стройства и расстройства центральной нервной системы, из­менения в составе крови и обмене веществ.

Предельно допустимые уровни интенсивности лазерного облучения зависят от характеристик излучения (длины волны, длительности и частоты импульсов, длительности воздейст­вия) и устанавливаются таким образом, чтобы исключить воз­никновение биологических эффектов для всего спектрального диапазона и вторичных эффектов для видимой области длин волн.

Эксплуатация лазеров должна осуществляться в отдельных помещениях, снабженных вентиляцией, удаляющей вредные газы и пары с рабочего места. Ограждения и экраны должны предохранять окружающих от прямых и отраженных лазерных лучей.

Ультрафиолетовое излучение не воспринимается органом зрения. Жесткие ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 290 нм задерживаются слоем озона в атмосфере. Основ­ная часть лучей с длиной волны более 290 нм, вплоть до види­мой области, поглощается внутри глаза, особенно в хрустали­ке, и лишь ничтожная их доля доходит до сетчатки. Ультра­фиолетовое излучение поглощается кожей, вызывая покрасне­ние (эритому) и активизируя обменные процессы и тканевое дыхание. Под действием ультрафиолетового излучения в коже образуется меланин, воспринимающийся как загар и защи­щающий организм от избыточного проникновения ультрафио­летовых лучей.

Ультрафиолетовое излучение может привести к свертыва­нию (коагуляции) белков, и на этом основано его бактери­цидное действие. Профилактическое облучение помещений и людей строго дозированными лучами снижает вероятность ин­фицирования. Недостаток ультрафиолета неблагоприятно от­ражается на здоровье, особенно в детском возрасте. От недо­статка солнечного облучения у детей развивается рахит, у шах­теров появляются жалобы на общую слабость, быструю утомля­емость, плохой сон, отсутствие аппетита. Это связано с тем, что под влиянием ультрафиолетовых лучей в коже из провита­мина образуется витамин Д, регулирующий фосфорокалиевый обмен. Отсутствие витамина Д приводит к нарушению обмена веществ. В таких случаях (например, во время полярной ночи на Крайнем Севере) применяется искусственное облучение ультрафиолетом как в лечебных целях, так и для общего зака­ливания организма.

 

 

Гл. 5.

Воздействие негативных факторов на человека и среду обитания

Избыточное ультрафиолетовое облучение во время высо­кой солнечной активности вызывает воспалительную реакцию кожи, сопровождающуюся зудом, отечностью, иногда обра­зованием пузырей и рядом изменений в коже и в более глубоко расположенных органах. Длительное действие на организм ультрафиолетовых лучей ускоряет старение кожи, создает ус­ловия для злокачественного перерождения клеток.

Ультрафиолетовое излучение от мощных искусственных источников (светящаяся плазма сварочной дуги, дуговой лампы, дугового разряда короткого замыкания и т.п.) вызывает острые поражения глаз — электроофтальмию. Через несколько часов после действия ультрафиолетовых лучей появляется сле­зотечение, спазм век, резь и боль в глазах, покраснение и воспаление кожи и слизистой оболочки век. Подобное явление наблюдается также в снежных горах из-за высокого содержания ультрафиолета в солнечном свете.