Слід зауважити, що оптимальна тривалість регламентованих перерв під час роботи в умовах високої температури повітря та інтенсивного інфрачервоного випромінювання становить 8–10 хв. Під час перерв працівники повинні перебувати у приміщеннях з комфортним мікрокліматом (повітря має бути охолоджене до 20–22 °С і відповідати 40–60 % відносної вологості). Для профілактики порушення водного балансу працівникам гарячих цехів потрібно забезпечувати повне відшкодування втрачених організмом з потом води, іонів Nа, К, Са, Со, Р, мікроелементів (магній, мідь, цинк, йод та ін.), водорозчинних вітамінів та азотистих речовин. Втрати зазначених речовин при повноцінному різноманітному харчуванні поповнюються здебільшого з їжею. У виробничих приміщеннях має бути достатня кількість пристроїв для забезпечення працівників газованою водою, охолодженою до 12– 15° С. Пити воду, охолоджену до температури нижче 10 °С або з льодом, не рекомендується, оскільки це може призвести до захворювання горла та верхніх дихальних шляхів, а також несприятливо вплинути на слизову оболонку шлунка. У гарячих цехах рекомендується також пити чай, відвари із сухофруктів, ягід, молочнокислі продукти — знежирене молоко, молочну сироватку, пахту, що містять вітаміни (тіамін, рибофлавін, аскорбінову та нікотинову кислоти, ціанокобаламін та ін.), повноцінні білки та мінеральні солі. Не обмежуючи обсягу споживання рідини, працівникам гарячих цехів рекомендується пити воду повільно невеликими порціями (200–250 г). Вживати алкогольні напої (сухе вино, пиво) забороняється. Робота в екстремально високих температурах навколишнього середовища зі значним фізичним навантаженням потребує забезпечення організму киснем, білками та вітамінами у підвищеній кількості. Профілактика охолодження У зв’язку з різноманітністю трудової діяльності людини в умовах холоду, специфічними особливостями кожного виробництва неможливо дати загальні рекомендації щодо профілактики охолодження. Основні заходи розв’язання цієї складної медико-технічної проблеми такі: 1. Профілактика вихолоджування виробничих приміщень за допомогою теплоізоляції підлоги, стін, перекриттів, вікон, облаштування захисних пристроїв біля воріт, повітряних завіс, шлюзів. 2. Обладнання місцевого опалення на фіксованих робочих місцях.
3. Обладнання місць для обігрівання у великих цехах без фіксованих робочих місць і під час роботи на відкритому повітрі в холодних кліматичних зонах. У приміщеннях температуру повітря необхідно підтримувати в межах 21–24 °С, а також передбачати спеціальні пристрої для швидкого нагрівання верхніх і нижніх кінцівок; підлогу доцільно конструювати із застосуванням, наприклад, нагрівальних матів з вуглеграфітної тканини. 4. Застосування засобів індивідуального захисту (ЗІЗ) від холоду, які забезпечують теплову рівновагу організму за рахунок власних механізмів терморегуляції і штучних систем терморегулювання. Захист від холоду за допомогою ЗІЗ передбачає крім спецодягу засоби захисту від холоду органів дихання, обличчя, кінцівок, очей, вух. 5. Загартовування організму, адаптація його до перебування в умовах холодного клімату.
4.3. Вплив на людину джерел електромагнітного випромінювання
Електромагнітну енергію використовують у радіо-, радіорелейному і космічному зв’язках, радіолокації, радіонавігації, на телебаченні, у металургії та металообробній промисловості для індукційного плавлення, зварювання, напилювання металів, у деревообробній, текстильній, легкій та харчовій промисловості, у радіоспектроскопії, сучасній обчислювальній техніці, медицині тощо. У виробничих приміщеннях джерелами електромагнітного випромінювання є неекрановані робочі елементи високочастотних установок (індуктори, конденсатори, високочастотні трансформатори, фідерні лінії, батареї конденсаторів, котушки коливальних контурів тощо). При експлуатації ВЧ-, ДВЧ-, УВЧ-передавачів на радіо- та телецентрах джерелами електромагнітного випромінювання є високочастотні генератори, антенні комутатори, пристрої складання потужностей електромагнітного поля, комунікації (від генератора до антенного пристрою), антени. Ступінь опромінення тих, хто працює залежить від кількості розміщуваних у приміщенні передавачів (в окремих зонах, на радіота телецентрах їх може бути до 20), їх потужності, ступеня екранування, розміщення окремих блоків всередині приміщення і поза його межами.
Для всіх видів зв’язку джерелом електромагнітного випромінювання є радіолокаційні станції, зокрема генератори, фідерні лінії, антени, окремі блоки енергії електромагнітного поля ЗВЧ- та НВЧ-діапазонів. Впливу енергії НВЧ-діапазону працівники зазнають при регулюванні, настроюванні та випробовуванні радіолокаційних станцій (РЛС), у цехах заводів і ремонтних майстерень. Основним джерелом випромінювання у цехах заводу є відкриті антенні системи. Під час випробовування РЛС на полігонах або їх експлуатації в цивільній авіації умови праці операторів сприятливіші, оскільки більшу частину робочого часу вони перебувають в екранованих кабінах. В умовах виробництва електромагнітне випромінювання характеризується різноманітністю режимів генерації та варіантів дій працівників (випромінювання у ближній зоні, зоні індукції, загальне і місцеве, яке часто діє разом з іншими несприятливими чинниками навколишнього середовища). Випромінювання може бути ізольоване (від одного джерела ЕМП), поєднане (від кількох джерел ЕМП одного частотного діапазону), змішане (від кількох джерел ЕМП різних частотних діапазонів) та комбіноване (коли одночасно діє інший несприятливий чинник). Дія ЕМП може бути постійною або переривчастою, яка, у свою чергу, поділяється на періодичну та аперіодичну. Прикладом переривчастої періодичної дії ЕМП є випромінювання від антен РЛС, які працюють у режимі кругового огляду або сканування. Дії ЕМП може зазнавати як усе тіло працівника (загальне опромінення), так і окремі його частини (локальне або місцеве опромінення). Біологічна дія електромагнітного поля на людину Розрізняють дві форми негативного впливу на організм людини електромагнітного випромінювання діапазону радіочастот — гостру і хронічну, яка, у свою чергу, поділяється на три ступені: легкий, середній і тяжкий. Хронічна форма характеризується функціональними порушеннями нервової, серцево-судинної та інших систем організму, що виражаються астенічним синдромом і вегетативними порушеннями, переважно серцево-судинної системи. Особи, які перебувають під впливом хронічного випромінювання ЕМП, частіше (в 1,9 раза чоловіки та в 1,5 раза жінки), ніж ті, хто не зазнає опромінення, скаржаться на незадовільний стан здоров’я, у тому числі на головний біль (в 1,5 раза чоловіки та в 1,3 раза жінки), біль у серці (в 1,8 раза чоловіки та в 1,5 раза жінки), серцебиття, загальну слабкість, сонливість, шум у вухах, парестезію тощо. Електромагнітне випромінювання — потужний фізичний подразник. Різні організми мають різну чутливість до природних та антропогенних (штучних) ЕМП: характер і вираженість біологічного ефекту залежать від параметрів ЕМП і рівня організації біосистеми. Міліметрові хвилі ЕМП впливають переважно на рецепторний апарат, хвилі більшої довжини — на центральну нервову систему. Радіочастотне випромінювання різні органи і системи організму поглинають по-різному: істотне значення мають їх форма та лінійні розміри, орієнтація відносно джерела ЕМП. Первинні зміни функцій центральної нервової системи і пов’язані з ними порушення спричинюють біологічні ефекти на рівні органів і систем. Тривала дія високих рівнів електромагнітного випромінювання призводить до перенапруження адаптаційно-компенсаторних механізмів, істотних відхилень функцій органів і систем, порушення обміну речовин і ферментативної активності, гіпоксії, органічних змін. Оскільки у виробничому середовищі електромагнітне випромінювання діє в комплексі з іншими чинниками, його вплив на організм людини посилюється. Захисно-пристосувальні реакції, що з’являються у людини під впливом електромагнітного випромінювання, мають неспецифічний характер. Найчастіше пристосувальними реакціями є збудження центральної нервової системи і підвищення рівня обміну речовин. Ефекти від впливу на біологічні тканини людини електромагнітного випромінювання радіочастотного діапазону малої потужності поділяються на теплові й нетеплові. Тепловий ефект може виявлятись у людини або підвищенням температури тіла, або вибірковим (селективним) нагріванням окремих його органів, терморегуляція яких утруднена (жовчного і сечового міхурів, шлунка, кишок, яєчок, кришталиків, склистого тіла та ін.). Дія електромагнітного випромінювання на біологічний об’єкт виявляється тоді, коли інтенсивність випромінювання нижча від теплових порогових його значень, тобто спостерігаються нетеплові ефекти або специфічна дія радіохвиль, яка визначається інформаційним аспектом електромагнітного випромінювання, що сприймається організмом і залежить від властивостей джерела ЕМП та каналу зв’язку. Очевидно, що інформаційні процеси відіграють також певну роль при тепловій дії електромагнітного поля на організм. Крім того, дія електромагнітного випромінювання малої інтенсивності призводить до локального нагрівання — мікронагрівання. Умовно розрізняють такі механізми біологічної дії ЕМП: • безпосередня дія на тканини та органи при зміні функції центральної нервової системи і пов’язаної з нею нейрогуморальної регуляції; • рефлекторні зміни нейрогуморальної регуляції; • поєднання основних механізмів патогенезу, дії ЕМП з переважним порушенням обміну речовин, активності ферментів. Питома вага кожного з цих механізмів визначається фізичними та біологічними змінами в організмі людини. В окремих випадках у людини з’являються біль у серці, задишка, серцебиття, запаморочення, підвищена пітливість, посилюється функція щитовидної залози, порушується менструальний цикл у жінок і спостерігається статева слабкість у чоловіків; змінюється формула крові (зменшується кількість лейкоцитів і тромбоцитів). Одним із специфічних уражень людини є катаракта, яка може виникнути або одразу після опромінення, або через 3–6 днів, або розвиватися поступово впродовж кількох років. Катаракта спричинюється нагріванням кришталика до температури понад допустимі фізіологічні межі. Крім катаракти можливе пошкодження строми рогівки і кератит. Отже, вплив електромагнітного випромінювання має системний характер і потребує відповідних системних заходів захисту від нього.
4.4. Постійне електричне (електростатичне) поле як чинник впливу на людину
Джерелами постійного електричного (електростатичного) поля (ЕСП) є енергетичні установки для електротехнологічних процесів, які застосовують у народному господарстві (електрогазоочищення, електростатична сепарація руд і матеріалів, електростатичне нанесення лакофарбових матеріалів). Заряди статичної електрики виникають при подрібненні, деформації речовин, переміщенні тіл, сипких матеріалів, при інтенсивному перемішуванні, кристалізації, випаровуванні тощо. Електростатичне поле утворюється електричним полем нерухомих електричних зарядів, з якими воно взаємодіє, і є найпоширенішим класом стаціонарних фізичних полів в енергетичних установках та електротехнічних процесах. Електростатичне поле може існувати як власне електричне поле (поле нерухомих зарядів) або стаціонарне електричне поле (електричне поле постійного струму). Електростатичне поле характеризується напруженістю і потенціалом окремих його точок. Напруженість ЕСП (Е) — це відношення сили, що діє в полі на точковий заряд, до величини цього заряду. Одиниця напруженості ЕСП — вольт на метр (В/м). Напруженість ЕСП не залежить від властивостей середовища, де існує це поле. Електростатичні заряди одного знака і поля можуть виникати при виготовленні та обробленні діелектричних матеріалів. Це явище, що називається статичною електризацією, може відігравати негативну роль. При експлуатації енергосистем ЕСП утворюються поблизу діючих електроустановок, розподільних пристроїв та ЛЕП надвисокої напруги постійного струму. В окремих випадках напруженість ЕСП збільшується в разі іонізації повітря, що виникає при появі корони на проводах високовольтних ЛЕП постійного струму. При цьому в повітрі навколо ЛЕП утворюються озон і оксиди азоту. У зоні високовольтних ЛЕП постійного струму напругою 400, 750 та 1150 кВ напруженість ЕСП на рівні землі коливається в межах 10– 50 В/м. В умовах виробництва напруженість ЕСП коливається від одиниці до сотень кіловольт на метр. Висока напруженість ЕСП (до 10 кВ/м) реєструється на пультах управління, при електростатичному фарбуванні виробів в ізольованих камерах. При виробництві пластмаси (виготовленні лінолеуму, плівок, паперового пластику тощо) напруженість ЕСП досягає 240–500 кВ/м. У деревообробній промисловості напруженість ЕСП на робочих місцях може досягати 140 кВ/м. Основним обладнанням, яке генерує ЕСП, є різноманітні модифікації шліфувальних і полірувальних верстатів. На шліфувальних верстатах електростатичні заряди утворюються в місцях зіткнення шліфувальної стрічки з притискним пристроєм і поверхнею оброблюваного виробу, на полірувальних — у місцях зіткнення полірувального барабана з поверхнею оброблюваного виробу. У целюлозно-паперовій промисловості напруженість ЕСП на окремих робочих місцях може коливатися в межах 60–150 кВ/м, оскільки основою при виробництві паперу є речовини з вираженими діелектричними властивостями (каніфоль, целюлоза, парафін, деревна маса та ін). Електризація відбувається під час сушіння, оброблення та намотування паперу на сортувальних верстатах. У текстильній промисловості ЕСП зумовлюються широким використанням хімічних волокон, які мають діелектричні властивості. Електростатичні заряди внаслідок електризації текстильних волокон (тертя між собою та ниткопровідною гарнітурою) виникають упродовж всієї технологічної операції. Висока напруженість ЕСП (120– 160 кВ/м) спостерігається на сушильно-ширильних, термофіксаційних, стригальних, друкувальних та інших апретурно-оброблювальних машинах. Вплив електростатичного поля на людину Біологічний вплив ЕСП залежить від його тривалості, форми струмопровідних частин обладнання, розміщення робочого місця стосовно джерела випромінювання, кліматичних умов тощо. Експериментально на тваринах встановлено, що ЕСП впливає на нервову, серцевосудинну, ендокринну та інші системи організму. Зокрема, було зареєстровано зміни електричної активності кори великого мозку та умовно-рефлекторної діяльності. Електростатичне поле спричинює зміни артеріального тиску, що мають нестійкий і фазовий характер, швидкості зсідання крові, вмісту сульфгідрильних груп у крові. Вплив ЕСП на працівників призводить до виникнення у них дратівливості, головного болю, порушення сну, зниження апетиту, порушення загальної функції центральної нервової системи, зміни частоти серцевих скорочень (найчастіше у вигляді брадикардії) і вуглеводного, ліпідного, білкового та мінерального обмінів, а також до зниження активності ферментів. Заходи захисту від статичної електрики спрямовані на зменшення генерації електричних зарядів або на їх відведення з наелектризованого матеріалу за рахунок підвищення його електропровідності. Ці заходи передбачають заземлення металевих і електропровідних елементів обладнання, встановлення нейтралізаторів статичної електрики, збільшення поверхневої та об’ємної електропровідності діелектриків. Заземленню підлягають елементи обладнання, в яких утворюються електричні заряди, та ізольовані електропровідні ділянки технологічних установок. Пристрої для захисту від статичної електрики майже завжди поєднуються із захисними заземлювальними пристроями. Найефективнішим із зазначених заходів боротьби зі статичною електрикою є збільшення поверхневої та об’ємної електропровідності діелектриків. Збільшення відносної вологості повітря до 60–75 % значно підвищує поверхневу електропровідність діелектричних гідрофільних матеріалів (адсорбуючи на своїй поверхні тонку плівку вологи). На цьому принципі ґрунтується використання антистатичних речовин (гігроскопічних і поверхнево-активних — ПАР). Поверхнево-активні речовини наносять на поверхню або вводять у масу матеріалу (останнє раціональніше, оскільки сприяє тривалому зберіганню полімерами антистатичних властивостей). Нейтралізувати електричні заряди можна також за допомогою іонізації повітря. Для цього використовують нейтралізатори статичної електрики, принцип роботи яких полягає у створенні поблизу наелектризованих матеріалів позитивних і негативних іонів. Для антистатичного захисту можна використовувати також принцип екранування за допомогою металевих листів. При цьому поле, що утворюється на стінках екрана, нейтралізує зовнішнє поле. Щоб електричні заряди з тіла людини швидше відводилися в землю, застосовують підлоги з електропровідним покриттям. До індивідуальних засобів захисту тіла людини від статичної електрики належать антистатичні халати, заземлювальні браслети для рук, антистатичне взуття та ін. Вибираючи такі засоби, слід враховувати особливості технологічного процесу, фізико-хімічні властивості оброблюваного матеріалу, мікроклімат приміщень тощо.
4.5. Магнітне поле і особливості його впливу на людину
Магнітне поле — це вид матерії, яка існує навколо рухомих електрично заряджених частинок речовини і здійснює їх взаємодію. Воно створюється рухомими електричними зарядами або змінним електричним полем. У промисловості широко застосовують магнітні пристрої (електромагніти, постійні магніти) — від слабких до гігантських у прискорювачах ядерних частинок, здатних створювати магнітне поле (МП). Крім того, МП може виникати і як супутній чинник в електротехнічних пристроях, через які надходить постійний електричний струм. Розрізняють МП постійне (ПМП), змінне низькочастотне (2–50 Гц) та імпульсне (ІМП). Найпоширенішими є технологічні процеси із застосуванням постійного МП.
Постійне МП створюється постійним електричним струмом або речовинами, які мають властивості постійних магнітів. Магнітні властивості виявляються в усьому, що оточує людину, проте у більшості тіл — не дуже істотно. Сильні магнітні властивості мають мінерали, які належать до оксидів заліза й титану (магнетит, гематит, титаномагнетит, титаногематит) і мають особливу атомнокристалічну структуру. Хімічні елементи з вираженими магнітними властивостями називаються феромагнетиками. До них належать залізо, нікель, кобальт та їхні сплави, які використовують для виготовлення постійних магнітів. Структура одного й того самого МП у різних точках різна. У точках, де силові лінії МП паралельні, його напруженість однакова. Таке МП називають однорідним. У неоднорідному МП силові лінії непаралельні і напруженість у різних точках різна. Що більша напруженість у точці МП, то густіші в ній силові лінії. Існує кілька теорій намагнічування. Згідно з однією з них, магнетизм походить від електронів атомів, що здатні обертатися й рухатися замкнутими орбітами в атомах. Такі замкнуті струми утворюють МП, аналогічне полю витка з електричним струмом. Джерела магнітних полів на виробництві Взаємодія МП практично з усіма речовинами зумовила їх застосування в багатьох технологічних процесах. Здатність феромагнітних матеріалів до намагнічування використовують для виробництва постійних магнітів, запам’ятовуючих логічних пристроїв, в обчислювальній техніці тощо. Постійне МП істотно впливає на феромагнетики. На цьому ґрунтується застосування магнітів у підйомних кранах і магнітних сепараторах, а також електромагнітів у медицині. Магніти застосовують в електродвигунах і генераторах постійного струму, в електронно-оптичних приладах, магнетронах, пристроях електромагнітного захисту від іонізуючого випромінювання. Здатність МП до взаємодії з парамагнітними та діамагнітними речовинами використовують для магнітного оброблення води, наприклад, щоб запобігти утворенню накипу в котлах, для збагачення корисних копалин, у процесах ядерного магнітного резонансу (ЯМР) та електронного парамагнітного. Метод ЯМР використовують у медицині для діагностики та лікування хворих. У техніці розрізняють МП слабкі, середні, сильні та надсильні. Слабкі та середні МП застосовують в електро-, радіотехніці та електроніці, середні — у наукових дослідженнях (у прискорювачах заряджених частинок, камері Вільсона, іскровій камері, мас-спектрометрах, дослідженні дії МП на живі організми тощо), сильні — у фізиці твердого тіла, для дослідження феромагнетизму та антиферомагнетизму, для отримання наднизьких температур тощо. Надсильні МП застосовують у дослідженні властивостей речовин, процесів, що відбуваються в надрах планет і зірок. Впливу ПМП працівники зазнають при виготовленні постійних магнітів, складанні магнітних систем, монтажі пристроїв з магнітними деталями (генератори, двигуни постійного струму). Під час роботи на магнітних установках і з магнітними матеріалами робоче місце перебуває в зоні неоднорідних МП. Напруженість МП знижується з віддаленням від обладнання та магнітних матеріалів; на відстані до 2 м від магнітних установок і до 1 м від постійних магнітів напруженість МП дуже неістотна. Зниженням напруженості МП пояснюється також її нерівномірність у робочій зоні, внаслідок чого різні ділянки тіла людини зазнають дії МП різної напруженості. Найбільшого впливу МП зазнають руки, набагато менше опромінюються груди, голова, живіт, нижні кінцівки. Біологічна дія постійного магнітного поля на людину Вплив ПМП на функціональний стан і здоров’я людини вивчений ще недостатньою мірою. Найчастіше від впливу ПМП у людини порушується функція нервової і серцево-судинної систем, а також функція вегетативної іннервації верхніх кінцівок (гіпергідроз долонь, “мармуровість” і зниження температури шкіри, гіперстезія кінцівок на зразок “рукавичок”). При капіляроскопії нігтьового ложа пальців верхніх кінцівок виявляються лабільність капілярів і схильність їх до спазму. Розрізняють первинні (фізико-хімічні), кібернетичні та загальні механізми біологічної дії ПМП. Основними фізико-хімічними механізмами є зміна траєкторії заряду, що рухається в МП, зміщення або обертання анізотропних частинок, що мають різну магнітну сприйнятливість, хімічна поляризація електронів і ядер, що змінює кінетику хімічних реакцій. Кібернетичні механізми виявляють шляхом реєстрації початкових реакцій біосистеми під дією на неї ПМП. Встановлено, що порогові межі МП, які викликають біологічні ефекти, становлять частки або одиниці ампера на 1 м МП при застосуванні різних тестів; неоднорідні ПМП викликають більші зміни за інших рівних умов; переривчаста дія ПМП викликає значнішу реакцію біосистеми, ніж непереривчаста. Напрям, величина і вираженість відповідних реакцій біосистеми більшою мірою залежать від її початкового стану (період розвитку хвороби, психічний стан, зовнішні впливи інших чинників), ніж від показників ПМП. Слід зауважити, що ПМП навіть дуже високої напруженості не знищує біосистеми. Загальні механізми біологічної дії не мають електромагнітної специфіки і їх потрібно розглядати із загальних фізіологічних позицій. У процесі еволюції тваринний світ і людина пристосовувалися до впливу ЕМП певного діапазону. Якщо напруженість ПМП перевищує фонову напруженість геомагнітного поля Землі, то відбувається прискорення перебігу окремих фізіологічних і біохімічних процесів. Тому доцільно визначити біологічну активність цього нового виробничого чинника. Було виявлено, що під впливом ПМП великої напруженості змінюється хімічний склад сироватки крові, а в разі тривалої дії ПМП відбуваються фазові зміни морфологічної картини крові та кісткового мозку, активізується протизсідальна система крові, знижуються тромбоутворення, імунологічна реактивність за показниками фагоцитозу, антитілоутворення. Відомий вплив ПМП на функціональне співвідношення процесів збудження та гальмування у структурах мозку — посилюються процеси
