Метеорологические условия производственной среды
В понятие метеорологических условий производственной среды или микроклимата входят: температура воздуха, его влажность и скорость движения, атмосферное давление и тепловое излучение от нагретых поверхностей.
При благоприятных сочетаниях параметров микроклимата человек испытывает состояние теплового комфорта, что является важным условием высокой эффективности труда и предупреждения заболеваний. Значительное отклонение микроклимата рабочей зоны от оптимального может быть причиной ряда физиологических нарушений в организме работающих, привести к снижению работоспособности и даже к профессиональным заболеваниям.
Исследования показывают, что повышение температуры воздуха выше 22°С снижает работоспособность на 2-4% на каждый градус повышения температуры, а при температуре 30°С и выше — на 4-6% на каждый градус.
При температуре воздуха более 30°С и значительном тепловом излучении от нагретых поверхностей наступает нарушение терморегуляции организма, что может привести к его перегреву. Наблюдается нарастающая слабость, головная боль, шум в ушах, искажение цветового восприятия (окраска всего в красный или зеленый цвет), тошнота, рвота, повышенная температура тела. Дыхание и пульс учащаются, артериальное давление вначале возрастает, затем падает. Исследованиями установлено, что к концу пятичасового пребывания в зоне с температурой воздуха около 30°С и влажностью 80—90% работоспособность снижается на 62%. Значительно снижается мышечная сила рук (на 30—50%), уменьшается выносливость к статическому усилию, примерно в 2 раза ухудшается способность к тонкой координации движений.
Длительное и сильное воздействие низких температур может вызвать неблагоприятные изменения в организме человека. Местное и общее охлаждение организма — причина многих заболеваний, в том числе и простудных. Любая степень охлаждения характеризуется снижением частоты сердечных сокращений и развитием процессов торможения в коре головного мозга, что ведет к снижению работоспособности.
Влажность воздуха определяется содержанием в ней водяных паров. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность воздуха. Абсолютная влажность — этб масса водяных паров, содержащихся в данный момент в определенном объеме воздуха. Максимальная — это максимально возможное содержание водяных паров в воздухе при данной температуре воздуха (состояние насыщения). Относительная влажность определяется отношением абсолютной к максимальной влажности и выражается в процентах.
Физиологически оптимальной является относительная влажность в пределах 40—60%. Повышенная влажность воздуха (более 75%) в сочетании с низкими температурами оказывает значительное охлаждающее действие, а в сочетании с высокими температурами способствует перегреванию организма. Относительная влажность менее 25% также неблагоприятна для человека, так как приводит к высыханию слизистых оболочек, снижению защитной деятельности эпителия верхних дыхательных путей.
Подвижность воздуха. Человек начинает ощущать движение воздуха при его скорости примерно 0,1 м/с. Легкое движение воздуха при обычных температурах воздуха способствует хорошему самочувствию. Большая скорость движения воздуха, особенно в условиях низких температур, вызывает увеличение теплопотерь и ведет к сильному охлаждению организма.
Человек ощущает воздействие параметров микроклимата комплексно. На этом основано использование для характеристики микроклимата так называемых эффективной и эффективно-эквивалентной температур. Первая характеризует ощущения человека при одновременном воздействии температуры и движения воздуха, вторая учитывает еще и влажность воздуха.
В основу принципа нормирования метеорологических условий производственной среды положена дифференцированная оценка оптимальных и допустимых метеорологических условий в рабочей зоне в зависимости от тепловой характеристики производственного помещения, категории работ по тяжести и времени года.
С учетом этих факторов определено, что для физически легкой работы, выполняемой в помещениях с незначительным избытком тепла в холодное и переходное время года, оптимальные параметры микроклимата должны быть следующими: температура воздуха — 20—23°С, относительная влажность воздуха 40—60%, скорость движения воздуха не более 0,2 м/с. Допустимые параметры микроклимата для тех же условий: температура воздуха — 19—25°С, относительная влажность воздуха не более 75%, скорость движения воздуха не более 0,3 м/с. На тяжелых работах температура воздуха по оптимальным нормам должна быть ниже на 4—5°С, а по допустимым — на 6°С. В теплый период года температура воздуха предусматривается нормами несколько выше — на 2—3°С.
Чистота воздушной среды. Степень загрязнения воздушной среды характеризуется количеством содержащихся в воздухе примесей — газов, паров, пыли в мг/л или мг/м3. Излишнее содержание в воздухе рабочих помещений пыли, паров, газов снижает работоспособность и производительность труда, может вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые как в процессе работы, так и в отдаленные периоды жизни настоящего и последующих поколений.
Способы борьбы с вредными примесями в воздухе разнообразны. Наиболее эффективным является полное исключение контакта работающих с вредными веществами благодаря комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, связанных с выделением пыли, газа, паров. Но так как это невозможно, большое значение приобретает разработка новых технологических процессов, исключающих использование вредных веществ, замена их менее вредными и т.п.
Снижению поступления в воздух рабочей зоны вредных веществ способствует хорошая герметизация оборудования, ведение процессов в вакууме, применение замкнутых технологических циклов, непрерывных технологических процессов, замена устаревшего оборудования более прогрессивным, своевременный и качественный ремонт технологического оборудования.
Хороший эффект достигается размещением производственного оборудования в специальных кабинетах с устройством соответствующей вентиляции и организации дистанционного управления и контроля.
Для удаления вредных примесей из воздушной среды необходима вентиляция (наиболее эффективно применение приточно-вытяжной вентиляции).
Определенное значение имеет и внутренняя отделка производственных помещений (выбор строительных и отделочных материалов).
При недостаточной эффективности коллективных средств защиты применяют средства индивидуальной защиты (СИЗ), подразделяемые на: изолирующие костюмы; средства защиты органов дыхания (в основном, это всевозможные респираторы); специальную одежду; специальную обувь; средства защиты рук, головы, лица, глаз, органа слуха; предохранительные приспособления; защитные дерматологические средства (защитные пасты и мази).
Производственные излучения могут быть следующих видов: ионизирующие, электромагнитные, лазерные, ультрафиолетовые.
Ионизирующими излучениями называются любые излучения, прямо или косвенно вызывающие ионизацию среды (образование заряженных атомов или молекул-ионов).
Источники ионизирующих излучений широко применяются для контроля качества сварных соединений, автоматического контроля технологических процессов, в сельском хозяйстве, геологической разведке, медицине, атомной энергетике и т.д. Контакт с ионизирующими излучениями представляет серьезную опасность для человека. В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биологические процессы.
Предельно допустимые дозы (ПДД) внешнего и внутреннего облучения людей источниками ионизирующего излучения установлены Нормами радиационной безопасности и Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами.
При работе с радиоактивными веществами большое значение имеют средства индивидуальной защиты: спецодежда и средства защиты органов дыхания, организация дозиметрического контроля, правила личной гигиены.
Электромагнитные излучения. Применение в народном хозяйстве систем, связанных с генерированием, передачей и использованием энергии электромагнитных колебаний сопровождается возникновением в окружающей среде электромагнитных полей. При превышении допустимых уровней воздействия электромагнитного поля на человека могут возникать профессиональные и общие заболевания.
Степень воздействия электромагнитных излучений на организм человек зависит от диапазона частот, интенсивности воздействия, продолжительности облучения, размеров облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма.
Длительное действие электромагнитного поля (ЭМП) низкой частоты вызывает функциональное нарушение центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, некоторые изменения в составе крови.
Биологическое действие ЭМП более высоких частот связано, в основном, с их тепловым и аритмическим эффектом. Облучение ЭМП большой интенсивности может привести к разрушительным изменениям в тканях и органах. Длительное воздействие ЭМП небольшой интенсивности приводит к нервным и сердечно-сосудистым расстройствам.
Разработаны Гигиенические нормы для персонала, систематически находящегося в зоне ЭМП, а также средства и способы защиты персонала: использование поглотителей мощности, экранирование рабочих мест, удаление рабочих мест от источника электромагнитного излучения, рациональное размещение оборудования, излучающего электромагнитную энергию; установление рациональных режимов работы оборудования и персонала; применение предупреждающей сигнализации; применение средств индивидуальной защиты.
Ультрафиолетовые излучения (УФИ). Естественным источником УФИ является Солнце. Искусственные источники УФИ это газоразрядные источники света, электрические дуги, лазеры и др.
Воздействие УФИ на человека оценивается покраснением кожи, в дальнейшем (как правило, спустя 48 ч) приводящим к пигментации кожи (загару). УФИ необходимы для нормальной жизнедеятельности человека. В то же время длительное воздействие больших доз УФИ может привести к серьезным поражениям глаз и кожи. Длительное воздействие больших доз УФИ может привести к развитию рака кожи.
Для защиты от избытка УФИ применяют специальные экраны, спецодежду, защитные очки. При сооружении помещений учитывается различная отражающая способность УФИ различных отделочных материалов.
Освещение. Выбор параметров производственного освещения должен основываться на учете требований, предъявляемых конкретным производственным процессом, в соответствии с действующими нормами и правилами.
При нормировании освещения пользуются единицами измерения светового потока и освещенности. Единицей светового потока служит люмен (лм). За единицу освещенности принимают люкс (лк), равный освещенности, создаваемой Световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным на площади в 1м2.
У лиц, не имеющих дефектов зрения, нормальная его острота (т.е. способность различать мелкие предметы) достигается лишь при освещенности в 50—70 лк. Для максимальной различительной способности глаза нужна освещенность в 600—1000 лк.
Свет — естественное условие существования человека — влияет на состояние высших психических функций и физиологические процессы в организме. Хорошее освещение действует тонизирующе, создает хорошее настроение, улучшает протекание основных процессов высшей нервной деятельности.
В зависимости от спектрального состава свет может оказывать возбуждающее действие и усиливать чувство тепла (оранжево-красный), или, наоборот, успокаивающее (желто-зеленый), или усиливать тормозные процессы (сине-фиолетовый).
Недостаточное освещение, чрезмерные световые контрасты вызывают напряжение зрения, появление чувства сонливости, снижения внимания и общее утомление, что проявляется в снижении работоспособности человека и производительности его труда. Установлено большое влияние освещенности рабочих поверхностей на производительность труда. Так, увеличение освещенности в сборочных цехах с 200 до 800 лк повышает производительность труда на 7,8%.
Особенно велико влияние освещенности на производительность труда для технологических процессов с большим объемом зрительных работ. Однако увеличение освещенности способствует повышению работоспособности даже в тех случаях, когда процесс труда практически не зависит от зрительного восприятия. При плохом освещении человек быстро устает, работает менее производительно, возрастает потенциальная опасность ошибочных действий и несчастных случаев.
Гигиенические требования к производственному освещению:
- спектральный состав света, создаваемого искусственными источниками, должен приближаться к солнечному;
- уровень освещенности должен быть достаточным и соответствовать гигиеническим нормам, учитывающим условия зрительной работы;
- должна быть обеспечена равномерность и устойчивость уровня освещенности в помещении во избежание частой переадаптации и утомления зрения;
- освещение не должно создавать блесткости как самих источников света, так и других предметов.
Производственное освещение может быть естественным, искусственным и совмещенным.
Наиболее благоприятно естественное освещение. Физиологами установлено, что при естественном освещении производительность труда на 10% выше, чем при искусственном.
Естественное освещение помещения характеризуется коэффициентом естественной освещенности (КЕО): отношение освещенности внутри помещения в данной точке к освещенности наружной горизонтальной плоскости, освещаемой равномерно рассеянным светом небосвода (выражается в процентах).
Нормированное значение КЕО зависит от характера зрительной работы, вида освещения (естественного или совмещенного), устойчивости снежного покрова и уровня инсталляции здания (не менее 40 лк).
Нормами установлено 8 разрядов зрительных работ: от работ высшей точности (I разряд) до работ, связанных с общим наблюдением за ходом производственного процесса (VIII разряд). В основу выбора КЕО для первых семи разрядов положен размер объекта различения.
Практика показывает, что уровень естественной освещенности в процессе эксплуатации зданий значительно снижается в связи с загрязнением остекленных поверхностей световых проемов, а также загрязнений стен и потолков. Поэтому необходимо регулярно очищать стекла (не реже 2—4 раз в год) и производить побелку потолков и стен (не реже 1 раза в год). Искусственное освещение может быть трех видов: общее, местное и комбинированное.
Производственный шум. В настоящее время шум становится одним из наиболее распространенных факторов внешней и производственной среды. Шумом называют всякий неблагоприятно действующий на человека звук. Обычно шум является сочетанием звуков различного характера, частоты и интенсивности. Слуховой орган человека воспринимает в виде слышимого звука колебания упругой среды, имеющие частоту примерно от 20 до 20 000 Гц, но наиболее важный для слухового восприятия интервал от 45 до 10 000 Гц.
Для характеристики производственного шума и оценки его воздействия на человека определяется уровень звукового давления в децибелах, характеризующий громкость или интенсивность шума. Диапазон слухового восприятия человека составляет 130 дБ.
Шум — общебиологический раздражитель и в определенных условиях может влиять на все органы и системы организма. Наиболее полно изучено влияние шума на слуховой орган человека. Интенсивный шум при ежедневном воздействии приводит к возникновению профессионального заболевания — тугоухости.
Установлено, что под влиянием шума наступают изменения в органе зрения человека (снижается устойчивость ясного видения и острота зрения, изменяется чувствительность к различным цветам и др.), вестибулярном аппарате; нарушаются функции желудочно-кишечного тракта; повышается внутричерепное давление и т.д.
Шум, особенно прерывистый, импульсивный, снижает точность выполнения рабочих операций, затрудняет восприятие информации. Наиболее чувствительными к шуму являются такие операции, как слежение, сбор информации, мышление.
В результате неблагоприятного воздействия шума на человека снижается работоспособность, производительность, увеличивается брак в работе, создаются предпосылки к возникновению несчастных случаев.
Недопустимыми считаются условия труда при уровне шумов:
- низкочастотных — свыше 100 дБ,
- среднечастотных — свыше 85 дБ,
- высокочастотных — свыше 80 дБ.
При борьбе с шумом важное значение имеет применение различных акустических средств: звукопоглощения (применение звукопоглощающей облицовки потолка, стен, подвесных звукопоглотителей, подвижных звукопоглощающих экранов), звукоизоляции (звукоизолирующих ограждений зданий и помещений, звукоизолирующих кожухов, кабин, экранов и т.д.).
Вибрация — механические колебания, вызываемые работающим оборудованием, механизированными инструментами, транспортом. Основные параметры, характеризующие вибрацию:
- амплитуда смещения — наибольшее отклонение колеблющейся точки от положения равновесия (м или мм);
- колебательная скорость (м/с);
- колебательное ускорение (м/с2);
- частота колебания (Гц). При частоте больше 16 Гц вибрация сопровождается шумом. Человек начинает ощущать вибрацию при колебательной скорости, равной 0,1м/с, а при скорости 1 м/с возникают болевые ощущения.
