Существуют антропогенные химические факторы среды обитания, т.е. зависящие от деятельности человека. Они могут проявляться как в результате целенаправленной деятельности человека, так и в результате роста народонаселения, концентрации его в крупных городах, химизации всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта и быта.
С развитием химической промышленности возрастает уровень загрязнения внешней среды:
- атмосферы - выброс выхлопных газов, продуктов сжигания топлива, промышленные выбросы
- воздуха рабочей зоны - при недостаточной герметизации, механизации и автоматизации производственных процессов
- воздуха жилых помещений (полимеры, лаки, краски, мастики)
- питьевой воды - в результате сброса сточных вод
- продуктов питания - при нерациональном использовании пестицидов, в результате использования новых видов упаковок и тары, при неправильном применении новых видов синтетических кормов
- одежды - при приготовлении ее из синтетических волокон
- игрушек, бытовых принадлежностей - при изготовлении с использованием синтетических материалов и красок. Все это опасно для здоровья и иногда для жизни человека.
В этих условиях проблема охраны природы и защита населения от опасного воздействия вредных химических факторов становится все актуальней.
Поступление разнообразных химических веществ в окружающую среду и организм человека количественно должно быть ограниченно пределом, при котором вредные вещества становятся индифферентными как для организма, так и для биосферы в целом.
Те химические вещества, которые проникая в организм даже в небольших количествах вызывают в нем нарушения нормальной жизнедеятельности, называются вредными веществами.
По степени потенциальной опасности воздействия на организм человека вредные вещества делятся на 4 класса в соответствии с ГОСТом.:
1- чрезвычайно опасные
2- высоко опасные
3- умеренно опасные
4- мало опасные
Критериями при определении опасности служат ПДК, смертельная доза, средняя смертельная концентрация.
Лекция 7. Вибрация и шум. Механические колебания. Воздействие на человека
Колебания - многократное повторение одинаковых или почти одинаковых процессов (свойственно многим природным явлениям, вызванным человеческой деятельностью - от простейших колебаний маятника до электромагнитных колебаний распространяющейся световой волны).
Механические колебания - это периодически повторяющиеся движения, возвратно-поступающие или вращательные. Это тепловые колебания атомов, биение сердца, колебание моста под ногами, земли от проезжающих рядом поезда.
Все виды техники, имеющие движущиеся узлы, транспорт - создают механические колебания. Увеличение мощности техники привело к резкому повышению уровня вибрации. Вибрация машин приводит к нарушению функционирования техники, и вызвать серьезные аварии. При воздействии вибрации на человека изменяется амплитуда колебаний, как всего тела, так и его отдельных органов. Для тела человека в положении сидя резонанс поступает при частоте 4-6Гц, для головы 20-30 Гц, для глазных яблок 60-90 Гц. При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травматизации позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин преждевременные роды. 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 (строение вестибулярного аппарата).
Воздействие вибрации на организм человека определяется
1) уровнем виброскорости
2) виброускорения
3) диапазоном действующих частот
4) индивидуальными особенностями человека.
За нулевой уровень виброскорости принята величина 5*10 м/с, за нулевой уровень колебательного ускорения принята величина 3*10 м/с, рассчитанные по порогу чувствительности организма.
По способу передачи на человека вибрация подразделяется на:
1) общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека.
2) локальную, передающуюся через руки человека.
Длительное воздействие вибраций ведет к вибрационной болезни - распространенное профессиональному заболеванию.
В течении вибрационной болезни в зависимости от степени поражения выделяют 4 стадии:
1) симптомы незначительные: слабо выраженная боль в руках, снижается порог вибрационной чувствительности, спазм капилляров и боли в мышцах плечевого пояса.
2) усиливаются боли верхних конечностей: расстройство чувствительности, снижается температура, синеет кожа кистей рук, появляется потливость.
При условии исключается вибрация на 1 и 2 стадии лечения, эффективна и обратима.
3 и 4 стадия: сильные боли в руках, резкое снижение температуры кистей рук, отмечаются изменения со стороны нервной, эндокринной систем, сосудистые изменения. Нарушения приобретают характер, наблюдается спазм мозговых сосудов и сосудов сердца.
У больных головокружения, боли за грудиной, изменения имеют стойкий характер, необратимы.
Виброзащита представляет собой сложную проблему биомеханики. При разработке методов виброзащиты необходимо учитывать эмоциональное состояние человека, напряжение работы и степень его утомления.
Основные меры защиты от вибрации: виброизоляция источника колебаний (автомобильные и вагонные рессоры), виброактивные агрегаты устанавливаются на виброизоляторах (пружины, упругие прокладки, пневматические или гидравлические устройства), защищающих фундамент от воздействий.
Санитарные нормы и правила регламентируют предельнодопустимые уровни вибрации, меры по снижению вибрации и лечебно-профилактические мероприятия. Санитарными правилами предусматриваются ограничения продолжительности контакта человека виброопасным оборудованием.
Биологическая активность вибрация используется для лечебных целей, т.е. они могут вызывать стимуляцию и угнетение биопроцесов и правильно дозированные вибрации определенных частот не только не вредны, но могут увеличивать активность жизненно-важных процессов в организме.
При кратковременном действии вибрации наблюдается снижение болевой чувствительности. (Специальный вибромассажер снимает мышечную усталость и применяется для ускорения восстановительных нервно-мышечных процессов у спортсменов).
Акустические колебания. Виды шумов, их воздействие на человека. Профессиональные заболевания от воздействия шума
Акустические колебания - это механические колебания в упругих средах и вызывающие распространение в этих средах упругих волн.
Энергия от источника колебаний передаётся частицами среды. Расстояние между двумя ближайшими частицами среды, колеблющимися в одной фазе - называется длинной волны (ДВ).
ДВ - это путь, пройденный волной за время равное периоду колебаний.
Упругие волны с частотами от 16 до 20000 ГЦ в газах, жидкостях и твердых телах называются звуковыми волнами. Скорости звука в воздухе при нормальных условиях составляет 330 м/с, в воде около 1400м/с, в стали - 5000 м/с.
При восприятии человеком звуки различаются по высоте и громкости.
Высота звука определяется:
1. частотой колебаний (чем больше частота колебаний, тем выше звук)
2. громкость определяется его интенсивностью, выражается во Вт/м2. Единица измерения громкости называется децибелами (дБ)
Она примерно соответствует минимальному приросту силы звука, различаемому ухом. Средний уровень громкости речи составляет 60 дБ, а мотор самолета на расстоянии 25м производит шум в 120 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.
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 (шум листвы, леса). Развитие техники и промышленного производства сопровождалось повышением уровня шума, воздействующего на человека. В условиях производства воздействие шума сочетается с другими негативными воздействиями: токсичными веществами, перепадами температуры, вибрацией.
Физические характеристики шума - частота, звуковое давление, уровень звукового давления.
По частотному диапазону шумы подразделяются на:
1. низкочастотные - до 350 Гц
2. среднечастотные - 350-800 Гц
3. высокочастотные - выше 800 Гц
По характеру шумы бывают:
· широкополосные (с непрерывным)
· тональные (в которых имеются слышимые тона)
По временным характеристикам шумы бывают:
1. постоянные
2. прерывистые
3. импульсные
4. колеблющиеся во времени
Звуковое давление (P) - среднее по времени избыточное давление на препятствие, помещенное на пути волны.
Для практических целей удобной является характеристика звука, измеряемая в децибелах - уровень звукового давления.
Для оценки различных шумов измеряются уровни звука с помощью шумомеров по ГОСТ 17.187-84.
Для оценки физиологического воздействия шума на человека используются громкость и уровень громкости.
Для характеристики постоянного шума установлена характеристика - уровень звука, измеренный по силам А шумомера в дБА.
Источники шума разнообразны: шум самолета, громкая музыка, удары пневматического инструмента.
Шумы оказывают вредное воздействие на организм человека:
- на ЦНС (переутомление и истощение клеток головного мозга)
- бессонница, развивается утомляемость, понижается внимание, понижается работоспособность и производительность труда (возникает ГБ).
Под влиянием шума развивается следующие явления: утомление слуха и снижение слуха. Эти явления с прекращением шума быстро проходят. Если утомление не прекращается => тугоухость.
Кратковременное воздействие уровня 120 дБ (рев самолета) не приводит к необратимым последствиям. Длительное воздействие шума 80-90 дБ приводит к профессиональной глухоте.
Тугоухость - стойкое понижение слуха, затруднение восприятия речи окружающих в обычных условиях.
Оценка состояния слуха производится с помощью аудиометрии - применение с помощью аудиометра.
Если снижение слуха на 10дБ - человеком не ощущается; на 20 дБ - снижение слуха заметно.
Профессиональные заболевания - снижение слуха, чаще всего снижение слуха развивается в течение 5-7 лет и более переутомление слуха.
Уровень слуха нормируется санитарными нормами и государственными стандартами и не должен превышать допустимой нормы.
Инфразвук. Ультразвук. Влияние на человека
Упругие волны с частотой менее 16 Гц называют инфразвуком.
Опасность инфразвука:
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 резонанса 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 далее остановку сердца. Инфразвук средней силы может вызвать слепоту. Наиболее мощными источниками инфразвука являются реактивные двигатели.
В обычных условиях городской и производственной сферы уровни инфразвука невелики. Слабый инфразвук от городского транспорта входит в общий шумовой фон города и это одна из причин нервной усталости жителей больших городов. Уровень инфразвука в условиях городской среды и на рабочих местах ограничивается санитарными нормами.
Упругие колебания с частотой более 16000 Гц называются ультразвуком.
Мощные ультразвуковые колебания низкой частоты 18-30 Гд и высокой интенсивности используются в производстве для технологических целей - очистка деталей, сварка, сверление и т.д. Более слабые звуковые колебания дефенсификации в диагностике, для исследовательских целей. Под влиянием ультразвуковых колебаний в тканях происходят сложные процессы: колебания частиц с большой частотой, образуется внутритканевое тепло в результате трения частиц м/д. собой, расширение кровеносных сосудов и усиление кровотока по ним, усиление биохимических реакций, раздражение нервных окончаний.