Файл: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений.pdf

32
отдельных внутренних органов в случае совпадения с их резонансными ча- стотами. По той же причине возможно прекращение функционирования и даже разрушение точных приборов, систем и механизмов, входящих в структуру самой техносферы. Мощные высокочастотные колебания (уль- тразвук) могут также негативно действовать на биосферу, приводя к гибели многих видов животных.
Существующие нормативы (ГОСТ 12.1.001-75 «Ультразвук. Общие требования безопасности» (впоследствии ГОСТ 12.1.001-89)) устанавлива- ют определенные ограничения на использование в производстве ультразву- ковых частот, поскольку их воздействие на человека может привести к нарушениям деятельности его нервной системы, изменению сосудистого давления и состава крови. Особенно опасны ультразвуковые колебания, пе- редающиеся человеку контактно через руки и приводящие к нарушению капиллярного кровообращения, а также изменению костной и суставной ткани рук.
Инфразвуковые колебания, особенно в интервале 4-12 Гц, вызывают головные боли, нервные расстройства (ощущение страха), повышенное утомление, снижение остроты зрения, спазмы ЖКТ, вегетососудистую дистонию. Как и все звуковые воздействия (СН 3223-85 «Санитарные нор- мы допустимых уровней шума на рабочих местах»), инфразвук также под- лежит обязательному нормированию (СН 2.2.4/2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых общественных помещениях и на территории жи- лой застройки») и контролю его уровня на производстве и в быту.
Для снижения шума на жилой территории необходимо соблюдать следующие принципы:
– вблизи источников шума размещать малоэтажные здания;
– строить параллельно транспортной магистрали шумозащитные объ- екты;
– группировать жилые объекты в удаленные или защищенные кварта- лы;
– здания, не требующие защиты от шума (склады, гаражи, некоторые мастерские), использовать в качестве барьеров, ограничивающих распро- странение шума;
– экранирующие объекты, используемые для борьбы с шумом, должны располагаться как можно ближе к его источнику, причем большое значение имеют непрерывность таких объектов по всей длине, их высота и ширина;
– поверхность противошумовых экранов, обращенная к источнику, должна быть выполнена по возможности из звукопоглощающего материала.
Другим часто встречающимся негативным силовым фактором техно- сферы являются вибрационные воздействия.

33
Вибрация – малые механические колебания, возникающие в упругих твердых телах. Она возникает в самых разнообразных технических устрой- ствах вследствие несовершенства их конструкции, неправильной эксплуа- тации, внешних условий. В городах источником вибрации служат транс- порт и некоторые производства.
В зависимости от того, на какие части тела человека распространяются механические колебания, различают местную и общую вибрацию. Общая
вибрация, передается через опорные поверхности на тело сидящего или сто- ящего человека (через пол, сидение, виброплатформу); местная (локальная)
– воздействие на отдельные части тела – руки или ноги, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов.
Общую вибрацию по источнику ее возникновения подразделяют на следующие категории (ГОСТ 12.1.012-90):
– категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах транспортных средств, движущихся по местности, дорогам и пр. (тракторы, грузовые автомобили, скутеры, мотоциклы, мопеды);
– категория 2 – транспортно-технологическая вибрация, воздействую- щая на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специаль- но подготовленным поверхностям производственных помещений и т. п.
(краны, напольный производственный транспорт);
– категория 3 – технологическая вибрация, воздействующую на чело- века на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабо- чие места, не имеющие источников вибрации (станки, литейные машины).
При местной вибрации сотрясению подвергается лишь та часть тела, которая непосредственно соприкасается с вибрирующей поверхностью, ча- ще всего руки (при работе с ручными вибрирующими инструментами или при удержании вибрирующего предмета, детали машины и т. п.). Местная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые начинаются с концевых фа- ланг пальцев рук и распространяются на всю кисть, предплечье, захватыва- ют сосуды сердца. Диапазон частот 35-250 Гц является наиболее критиче- ским для развития вибрационной болезни.
Понаправлению действия вибрация подразделяется на:
– вертикальную;
– горизонтальную, от спины к груди;
– горизонтальную, от правого плеча к левому плечу.
По временной характеристике различается:
– постоянная вибрация,
– непостоянная вибрация.
Восприятие вибрации зависит от состояния здоровья, тренированности организма, индивидуальной переносимости, эмоциональной устойчивости.

34
Зрительные и слуховые воздействия усугубляют их неблагоприятное влия- ние.
Наш организм в целом и отдельные его части обладает некоторой соб- ственной вибрацией. Здания и сооружения, технологические системы также обладают своей частотой вибрации. И если частота собственных вибраций человеческого тела (зданий, сооружений, технологических систем) совпада- ет с частотами внешних сил, то это приводит к резонансу (явление, обу- словленное совпадением частоты вибраций с собственной частотой систем и приводящие с течением времени к неизбежному разрушению этих си- стем). При этом резко возрастает амплитуда колебаний, как всего тела, так и отдельных его органов. При повышении частот колебаний выше 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах. Для человека резонанс насту- пает:
– для всего тела в положении сидя на частотах 4-6 Гц;
– для головы в положении сидя – 20-30 Гц, при горизонтальных поло- жениях – 1,5-2 Гц.
Особое значение резонанс приобретает по отношению к органу зрения.
Частотный диапазон расстройств зрительных восприятий лежит между 60 и
90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов, располо- женных в грудной клетке и брюшной полости (грудь, диафрагма, живот), резонансными являются частоты 3-3,5 Гц. При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травматизации позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у беременных женщин – вызвать преждевременные роды.
При действии на организм общей вибрации в первую очередь страдает опорно-двигательный аппарат (происходят изменения в суставах, приводя- щие к ограничению их подвижности), нервная система и такие анализаторы как вестибулярный, зрительный, тактильный. Под влиянием общих вибра- ций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувстви- тельности.
Длительная работа человека с источниками вибрационных колебаний ведет к развитию часто встречающегося профессионального заболевания –
вибрационной болезни. Она выражается в нарушении многих физиологиче- ских функций человека.
Гигиеническое нормирование вибраций осуществляется по ГОСТ
12.1.012-90 и СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Данные документы устанавливают нор- мируемые параметры и их допустимые значения, режимы труда лиц вибро- опасных профессий.
Несмотря на вредное воздействие вибрации, местная вибрация малой интенсивности может положительно воздействовать на организм челове- ка, улучшать функциональное состояние ЦНС, ускорять заживление ран и

35
т.п. Экспериментально установлено, что механическая вибрация возбужда- ет нервы, утратившие функции, и, наоборот, успокаивает слишком возбуж- денные. Кратковременное ежедневное применение вибрации способствует увеличению силы мышц, повышению их работоспособности, улучшению кровоснабжения работающих мышц. Степень воздействия аппаратной виб- рации на организм зависит от частоты и амплитуды колебаний, а также от продолжительности воздействия.
Основными методами борьбы с разного рода шумами и вибрацией яв- ляются:
– уменьшение шума и вибрации в источнике их возникновения: совер- шенствование механической 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 прожи- вания людей.
Электромагнитные факторы техносферы
Распространенным негативным фактором городской среды являются
электромагнитные факторы, которые включают достаточно большое ко- личество самых разнообразных воздействий, связанных с использованием электричества и магнетизма. Одними из таких факторов являются электро- магнитные поля или излучения(ЭМП или ЭМИ), которые создаются при работе электросетей и электрооборудования.
Электромагнитные поля – векторные поля, состоящие и электриче- ских и магнитных потоков. Несмотря на то, что жизнедеятельность людей проходит в условиях естественного магнитного поля Земли, напряженность которого составляет около 10 А/м, техносфера часто воздействует на чело- века магнитными полями с напряженностями, на несколько порядков пре- вышающих этот естественный магнитный фон.
В настоящее время выделяют достаточно большое количество искус- ственных ЭМП, находящихся как внутри жилых и общественных зданий, так и вне их:
– транспортные средства с электроприводом;
– линии электропередач (ЛЭП);
– теле- и радиоцентры;
– электропроводка внутри зданий;
– спутниковая и сотовая связь;
– бытовые электроприборы;
– персональные компьютеры.

36
Спектр электромагнитных колебаний, создаваемых ЛЭП, радио- и те- лепередающими центрами достаточно широк. Различают:
– низкие частоты (НЧ), с частотой колебаний 0,003 Гц – 300 кГц.
– средние частоты (СЧ), с частотой колебаний 300 – 3000 кГц.
– высокие частоты (ВЧ), с частотой колебаний 3 – 30 МГц.
– очень высокие частоты (ОВЧ) – 30 – 300 МГц.
– ультравысокие частоты (УВЧ) – 300 МГц – 3000 МГц.
– сверхвысокие частоты (СВЧ) – 3 – 30 ГГц.
– крайне высокие частоты (КВЧ) – 30 – 300 ГГц.
Наиболее высокой биологической активностью обладают электромаг- нитные воздействия КВЧ и СВЧ диапазонов. Именно ЭМИ этих частот приводят к наиболее тяжелым формам поражения организма человека. Ор- ганизм человека, находящийся в электромагнитном поле, поглощает его энергию, в тканях возникают высокочастотные токи с образованием тепло- вого эффекта. Чем выше мощность, короче длина волны и продолжительнее время облучения, тем сильнее негативное влияние ЭМП на организм.
Воздействие ЭМП на живые организмы. Не вызывая у человека субъективных ощущений негативного характера при кратковременном дей- ствии, постоянное магнитное поле большой напряженности может при дли- тельном воздействии привести к нарушениям его нервной, сердечно- сосудистой, дыхательной, пищеварительной систем.
При локальном воздействии магнитного постоянного поля большой напряженности, например, на руки человека, работающего с постоянными магнитами или магнитными системами, развиваются местные вегетативные и трофические нарушения кожного покрова, проявляющиеся в раздраже- нии, синюшности, отечности или ороговелости кожи рук.
Согласно принятым нормативным документам (СН 1742-77 «Предель- но допустимые уровни воздействия постоянных магнитных полей при рабо- те с магнитными устройствами и магнитными материалами») максимально допустимая на производстве напряженность постоянного магнитного поля имеет значение 8 кА/м, что почти в тысячу раз превышает естественный магнитный фон планеты. Однако, реальный уровень магнитных полей в производственных условиях может составлять 30 кА/м в алюминиевой промышленности, достигая 40 кА/м на рабочих местах при изготовлении постоянных магнитов и даже уровня 80-200 кА/м при работе с установками ядерного магнитного резонанса.
Электромагнитные поля могут быть особенно опасны для детей, бере- менных (эмбрион), людей с заболеваниями центральной нервной, гормо- нальной, сердечно-сосудистой системы, аллергиков и людей с ослабленным иммунитетом. Весьма подвержены негативному воздействию ЭМП зрение, мозг, желудок, почки и многие др. внутренние органы человека.

37
Кратковременное облучение (минуты) способно привести к негативной реакции только у гиперчувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергии. Исследования показали, что у ряда аллергиков по дей- ствием электромагнитного поля ЛЭП развивается реакция по типу эпилеп- тической. При продолжительном пребывании (месяцы – годы) людей в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания преимуще- ственно сердечно-сосудистой и нервной систем. В последние годы в числе отдаленных последствий часто называются онкологические заболевания.
Превышение времени и мощности допустимых воздействий на орга- низм электромагнитных излучений (прежде всего излучений СВЧ и КВЧ) может привести к инвалидности и даже гибели человека. Во избежание это- го разработаны специальные нормативы, регламентирующие уровни и вре- мя допустимых воздействий ЭМИ на человека, что особенно важно для обеспечения безопасности труда персонала, обслуживающего радиолока- ционные станции и системы спутниковой связи (ГОСТ 12.1.006-84 «Элек- тромагнитные поля радиочастот. Доступные уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля»). Основной целью всех существующих нормативов по ограничению вредных воздействий ЭМИ являются охрана здоровья человека и обеспечение его безопасности.
Способы защиты от ЭМП. Основным способом защиты от ЭМП в жилой зоне является создание санитарно-защитных зон вокруг радиотехни- ческих объектов. Сюда относится озеленение, применение специальных строительных конструкций. Для строительства жилых домов нельзя ис- пользовать такие строительные материалы, через которые радиоволны лег- ко проникают внутрь помещений. Наиболее приемлемым материалом для зданий является железобетон.
Для предотвращения неблагоприятного влияния ЭМИ на население установлены предельно допустимые уровни напряженности электромаг- нитного поля, измеряется в кВ/м:
– внутри зданий – 0,5;
– на территории зоны жилой застройки – 10;
– в ненаселенной местности (часто посещаемой людьми) – 15;
– в труднодоступной местности (недоступной для транспорта и с/х ма- шин) – 20.
Ионизирующие (радиационные) факторы техносферы
Ионизирующее излучение может исходить от различных природных ис- точников, например, космических лучей, излучения от горных пород, при- родных радионуклидов. С другой стороны, развитие физико-химических технологий привело к появлению новых источников радиации, представля- ющих большую потенциальную опасность для человечества. Из техноген- ных источников радиационного излучения выделяют: медицинское обору-

38
дование (рентгеноскопия), ядерная энергетика, ядерные испытания, аварии на АЭС, накопление радиоактивных отходов и др.
Ионизацией называется образование положительных и отрицательных ионов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов и мо- лекул. Ионизацией атмосферы называется образование положительных и отрицательных ионов (атмосферных ионов) и свободных электронов в ат- мосферном воздухе под воздействием солнечной радиации.
Радиоактивность – самопроизвольное превращение радиоактивных изотопов с выделением ядер гелия, различных элементарных частиц, кото- рое сопровождается ионизирующим излучением. Известно несколько типов радиоактивности:
1. Альфа-излучение (α-излучение) – ионизирующее излучение, состо- ящее из альфа-частиц (ядер гелия), испускаемых при радиоактивном распа- де, ядерных превращениях. Ядра гелия имеют значительную массу и запас энергии до 10 Мэв. Обладая незначительным пробегом в воздухе (до 50 см) представляют наибольшую опасность для биологических тканей при попа- дании на кожу, слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, при попада- нии внутрь организма в виде пыли или газа (радий-222).
2. Бета-излучение – поток легких элементарных частиц – электронов или позитронов (β-частиц), испускаемых при бета-распаде радиоактивных изотопов.
Действие на организм β-излучения приводит к развитию всех призна- ков лучевого поражения, вплоть до гибели клеток, тканей и всего организ- ма. При внешнем облучении организма бета-излучение поражает лишь по- верхностные ткани, т.к. проникающая способность β-частиц не превышает нескольких миллиметров.
3. Гамма-излучения (γ-излучение). Гамма распад представляет собой излучение атомом γ-лучей, которые представляют собой электромагнитное излучение весьма малой длины волны (менее 0,1 нм). Гамма-лучи обладают световой скоростью распространения в окружающем пространстве и высо- кой проникающей способностью (в воздухе – до несколько километров).
4. Нейтронное излучение образовано тяжелыми частицами – нейтро- нами, входящими обычно в состав ядер атомов и высвобождающимися в ходе ядерных реакций деления.
Высокая энергия нейтронов делает их излучение весьма опасным для живых организмов, приводя к многофакторным повреждениям клеточных структур и нарушению их генетических свойств, развитию злокачественных опухолей и лейкемии.
5. Рентгеновское излучение, названное так в честь открывшего его в
1895 г. немецкого физика В.К. Рентгена, представляет собой коротковолно- вое электромагнитное излучение. Рентгеновские лучи обладают большой