Фізично небезпечні фактори – вібрація, шум, інфразвук та ультразвук
Коливання – це багаторазове повторення однакових чи майже однакових процесів, які супроводжують більшість природних явищ та викликаних людською діяльністю. Механічні коливання – це періодично повторювані, обертальні чи зворотно поступові рухи. Це теплові коливання атомів, биття серця, коливання моста під ногами, землі від проїжджаючого поруч потяга. Будь який процес механічних коливань можна звести до одного чи декількох гармонічних синусоїдальних коливань. Основними параметрами гармонічного коливання є: амплітуда – максимальне відхилення від положення рівноваги; швидкість коливань; прискорення; період коливань – час одного повного коливання; частота коливань – число повних коливань за одиницю часу. Усі види техніки, що мають вузли, які рухаються, створюють механічні коливання. Збільшення швидкодії і потужності техніки призвело до різкого підвищення рівня, що називають вібрацією. Вібрація – це малі механічні коливання, що виникають у пружних тілах під впливом перемінних сил. Так, електродвигун передає на фундамент вібрацію, викликану неврівноваженим ротором. Ідеально зрівноважити елементи механізмів практично неможливо, тому в механізмах з обертовими частинами майже завжди виникає вібрація. Вібрація по землі поширюється у виді пружних хвиль і викликає коливання будинків і споруджень. Вібрація машин може приводити до порушення функціонування техніки і викликати серйозні аварії. Встановлено, що вібрація є причиною 80% аварій у машинах, зокрема, вона приводить до нагромадження втомлюючих ефектів у металах, появі тріщин. При вивченні впливу вібрації на людину її тіло розглядають як складну динамічну систему. Чисельні дослідження показали, що ця динамічна система міняється в залежності від пози людини, її стану – розслабленості, напруженості і інших факторів. Для такої системи існують небезпечні, резонансні частоти, і якщо зовнішні сили впливають на людину з частотами, близькими чи рівними резонансним, то різко зростає амплітуда коливань як усього тіла, так і окремих його органів. Для тіла людини в положенні сидячи резонанс настає при частоті 4…6 Гц, для голови 20…30 Гц, для очних яблук 60…90 Гц. При цих частотах інтенсивна вібрація може привести до травми хребта і кісткової тканини, порушення зору, у жінок викликати передчасні пологи. Коливання викликають у тканинах організму перемінні механічні напруги. Зміни напруги уловлюються безліччю рецепторів і трансформуються в енергію біоелектричних і біохімічних процесів. Інформація про діючу на людину вібрацію сприймається особливим органом почуттів – вестибулярним апаратом. Вестибулярний апарат розташовується в скроневій кістці черепа і складається з переддвір’я і напівкружних каналів, розташованих у взаємо перпендикулярних площинах. Вестибулярний апарат забезпечує аналіз положень і переміщень голови в просторі, активізацію тонусу м'язів і підтримку рівноваги тіла. У переддвір’ї і напівкружних каналах розташовані рецептори і ендолімфа (рідина, що заповнює канали і переддвір’я). При переміщенні тіла і рухах голови ендолімфа робить неоднаковий тиск на чуттєві клітки. Оскільки напівкружні канали розташовуються в трьох взаємо перпендикулярних площинах, то при будь-якім переміщенні тіла і голови збуджуються нервові клітки різних відділів вестибулярного апарата. Нервові волокна, що йдуть від рецепторів вестибулярного апарата, утворюють вестибулярний нерв, що приєднується до слухового нерва і направляється в головний мозок. У відповідній ділянці кори головного мозку в скроневій частині аналізуються сигнали від рецепторів вестибулярного апарата та приймається рішення щодо включення тих чи інших м’язів у роботу для відповідного розташування тіла відносно вектора дії гравітаційного поля. Перезбудження рецепторів виражається в так називаній “повітряній” чи “морській” хворобах. Якщо на людину діють вібрації широкого спектру, вестибулярний апарат може подавати у центральну нервову систему помилкову інформацію. Це зв'язано з особливостями гідродинамічного пристрою вестибулярного апарата, що не пристосувався в ході біологічної еволюції до функціонування в умовах високочастотних коливань. Така помилкова інформація викликає стан заколисування у деяких людей, дезорганізує роботу багатьох систем організму, що необхідно враховувати при професійній підготовці. Вплив вібрації на організм людини визначається рівнем віброшвидкості і віброприскорення, діапазоном діючих частот, індивідуальними особливостями людини. За нульовий рівень віброшвидкості прийнята величина 5•10-8 м/с, а за нульовий рівень коливального прискорення − 3•10-4 м/с2, які розраховані по порогу чутливості організму. Згідно способу передачі на людину вібрація підрозділяється на загальну, що передається через опорні поверхні на тіло сидячої чи стоячої людини, та локальну − вібрацію, яка передається через руки людини. Тривалий вплив вібрацій веде до вібраційної хвороби, досить розповсюдженого професійного захворювання. Важливо знати, що в перебігу вібраційної хвороби, у залежності від ступеня поразки, розрізняють чотири стадії. На першій, початковій стадії симптоми незначні: слабко виражений біль у руках, зниження порогу вібраційної чутливості, спазм капілярів, біль у м'язах плечового пояса. На другій стадії підсилюється біль у верхніх кінцівках, спостерігається розлад чутливості, знижується температура і синіє шкіра кистей рук, з'являється пітливість. За умови виключення вібрації на першій і другій стадіях лікування ефективне і зміни зворотні. Третя і четверта стадії характеризуються інтенсивним болем та різким зниженням температури кистей рук. Відзначаються зміни з боку нервової та ендокринної систем, судинні зміни. Порушення здобувають генералізований характер, спостерігаються спазми мозкових судин і судин серця. Хворі страждають запамороченням, головним і загрудинним болем, зміни мають стійкий характер і, як правило, незворотні. Віброзахист людини являє собою складну проблему біомеханіки. При розробці методів віброзахисту необхідно враховувати емоційний стан людини, напруженість роботи і ступінь її стомлення. Основним заходом захисту від вібрації є віброізоляція джерела коливань. Прикладом можуть бути автомобільні і вагонні ресори. Віброактивні агрегати встановлюються на віброізоляторах (пружинах, пружних прокладках, пневматичних чи гідравлічних пристроях), що захищають фундамент від впливу механічних коливань. Санітарні норми і правила регламентують гранично допустимі рівні вібрації, заходи для її зниження, профілактику та лікувальні заходи. Санітарними правилами передбачається обмеження тривалості контакту людини з вібронебезпечним устаткуванням. Біологічна активність вібрації використовується для лікувальних цілей. Відомо, що фактори, які діють на живі об'єкти, викликають, у залежності від інтенсивності дії, протилежні за значенням явища: стимуляцію біопроцесів чи їхнє гноблення. Правильно дозовані вібрації визначених частот не тільки не шкідливі, але, навпаки, збільшують активність життєво важливих процесів в організмі. При короткочасній дії вібрації спостерігається зниження болевої чутливості. Спеціальний вібромасажер знімає м'язову втому і застосовується для прискорення відбудовних нервово-м'язових процесів у спортсменів. Механічні коливання в пружних середовищах викликають поширення в них пружних хвиль, які називають акустичними коливаннями. Енергія від джерела коливань передається часткам середовища. В процесі поширення хвилі частинки середовища утягуються у коливальний рух з частотою, що дорівнює частоті коливань джерела, і з запізненням по фазі, що залежить від відстані до джерела і від швидкості поширення хвилі. Відстань між двома найближчими частками середовища, що коливаються в одній фазі, називається довжиною хвилі. Довжина хвилі – це шлях, пройдений хвилею за час, рівний періоду коливань. Пружні хвилі з частотами від 16 до 20 000 Гц у газах, рідинах і твердих тілах називаються звуковими хвилями. Швидкість звуку в повітрі при нормальних умовах складає 330 м/с, у воді – 1 400 м/с, у сталі – 5 000 м/с. При сприйнятті людиною звуки розрізняють по висоті і голосності. Висота звуку визначається частотою коливань: чим більше частота коливань, тим вище звук. Голосність звуку визначається його інтенсивністю, що виражається у Вт/м2. Однак суб'єктивно оцінювана голосність (фізіологічна характеристика звуку) зростає набагато повільніше, ніж інтенсивність (фізична характеристика) звукових хвиль. При зростанні інтенсивності звуку в геометричній прогресії сприймана голосність зростає приблизно лінійно. Тому звичайно рівень голосності L виражають у логарифмічній шкалі L=10Ig(1/10), де 1 і 10 – діючий та умовно прийнятий за основу рівень інтенсивності, рівний 10-12 Вт/м2, і оцінюваний як поріг чутності людського вуха при частоті звуку 1 000 Гц (людське вухо найбільш чуттєве до частот від 1 000 до 4 000 Гц). По цій шкалі кожна наступна ступінь звукової енергії (рівня роздратування) більше попередньої в 10 разів. Якщо інтенсивність звуку більше в 10, 100, 1 000 разів, то по логарифмічній шкалі це відповідає збільшенню голосності (рівня сприйняття) на 1, 2, 3 одиниці. Одиниця виміру голосності в логарифмічній шкалі називається децибелом (дБ). Вона приблизно відповідає мінімальному приросту сили звуку, що розрізняється вухом. Для порівняльної оцінки можна вказати, що середній рівень голосності мови складає 60 дБ, а мотор літака на відстані 25 м утворює шум у 120 дБ. Мінімальна інтенсивність звукової хвилі, що викликає відчуття звуку, називається порогом чутності. Поріг чутності в різних людей різний і залежить від частоти звуку. Інтенсивність звуку, при якій вухо починає відчувати тиск і біль, називається порогом болючого відчуття. На практиці як поріг болючого відчуття прийнята інтенсивність звуку 100 Вт/м2, що відповідає 140 дБ. Шум – це сукупність звуків різної частоти й інтенсивності, що безладно змінюються в часі. Для нормального існування, щоб не відчувати себе ізольованим від світу, людині потрібен шум у 10...20 дБ. Це шум листя у лісі. Розвиток техніки і промислового виробництва супроводжується підвищенням рівня шуму. В умовах виробництва вплив шуму на організм часто сполучається з іншими негативними впливами: токсичними речовинами, перепадами температури, вібрацією і так далі. До фізичних характеристик шуму відносяться: частота, звуковий тиск, рівень звукового тиску. По частотному діапазоні шуми підрозділяються на низькочастотні – до 350 Гц, середньо частотні − 350...800 Гц і високочастотні – вище 800 Гц. За характером спектра шуми бувають широкополосні, з безупинним спектром і тональні. У останніх в спектрі є чутні тони. По тимчасових характеристиках шуми бувають постійні, переривчасті, імпульсні та коливні в часі. Звуковий тиск (Р) – це середній за часом надлишковий тиск на перешкоду, яка перетинає шлях хвилі. На порозі чутності людське вухо сприймає при частоті 1 000 Гц звуковий тиск P0 = 2•10-5Па. На порозі болючого відчуття звуковий тиск досягає 2•102 Па. Для практичних цілей зручною характеристика звуку є величина, що вимірювана в децибелах, – рівень звукового тиску. Рівень звукового тиску N – це виражене по логарифмічній шкалі відношення величини даного звукового тиску Р до граничному тиску Р0 :
N = 20 Lg(P/P0).
Для оцінки фізіологічного впливу шуму на людину використовується величина, яка називається голосність та рівень голосності. Поріг чутності змінюється з частотою звуку: він зменшується зі збільшенням частоти від 16 до 4 000 Гц, потім зростає із збільшенням частоти до 20 000 Гц. Наприклад, звук, що утворює рівень тиску у 20 дБ на частоті 1 000 Гц має таку ж голосність, як і звук у 50 дБ на частоті 125 Гц. Тому звук одного рівня голосності на різних частотах має різні інтенсивності. Джерела шуму різноманітні. Це − літаки, двигуни внутрішнього згоряння, пневматичні інструменти, генератори звукових коливань музичних інструментів... Шум шкідливо впливає на організм людини, особливо на її нервову систему, що приводить до перевтомлення і виснаження клітин головного мозку. Під впливом шуму виникає безсонниця, швидко розвивається втомленість, знижується увага, працездатність. Довгострокова дія шуму викликає гіпертонічну хворобу. Під впливом шуму відбувається перевтома слуху і може розвинутися навіть туговухість. Так, короткочасний вплив рівня 120 дБ (ревіння літака), не приводить до не зворотних наслідків. Тривалий вплив шуму 80…90 дБ сприяє професійній глухоті. Туговухість – це стійке зниження слуху, що утрудняє сприйняття мови оточуючих у звичайних умовах. Оцінка стану слуху виконується за допомогою аудіометрії. Аудіометрія – зміна гостроти слуху, проводиться за допомогою спеціального апарата – аудіометра. Зниження слуху на 10 дБ людиною практично не відчувається, серйозне ослаблення розбірливості мови і втрата здатності чути слабкі, але важливі для спілкування звукові сигнали, настає при зниженні слуху на 20 дБ. Якщо встановлено методами аудіометрії, що в результаті професійної діяльності відбулося зниження слуху в області мовного діапазону на 11 дБ, то настає факт професійного захворювання – зниження слуху. Найчастіше зниження слуху розвивається протягом 5…7 років перевтоми слуху і більше. Рівень шуму нормується санітарними нормами і державними стандартами і не повинний перевищувати припустимих значень. Пружні хвилі з частотою менше 16 Гц називають інфразвуком. Медичні дослідження показали, яку небезпеку таять у собі інфразвукові коливання. Невидимі і нечутні хвилі викликають у людини почуття глибокої пригніченості і непоясненого страху. Особливо небезпечний інфразвук з частотою близько 8 Гц через його можливий резонансний збіг з ритмом біострумів. Інфразвук шкідливий у всіх випадках. Слабкий діє на внутрішнє вухо і викликає симптоми морської хвороби. Сильний – змушує внутрішні органи вібрувати, викликає їхнє ушкодження і навіть зупинку серця. При коливаннях середньої інтенсивності 110…150 дБ спостерігаються внутрішні розлади органів травлення і мозку з усілякими наслідками: непритомностями, загальною слабістю тощо. Інфразвук середньої сили може викликати сліпоту. Найбільш могутніми джерелами інфразвуку є реактивні двигуни. Двигуни внутрішнього згоряння також генерують інфразвук, природні джерела інфразвуку – дія вітру і хвиль на різноманітні природні об'єкти і спорудження. У звичайних умовах міського і виробничого середовища рівні інфразвуку невеликі, але навіть слабкий інфразвук від міського транспорту входить у загальне шумове тло міста і служить однією з причин нервової втоми мешканців великих міст. Рівень інфразвуку в умовах міського середовища і на робочих місцях повинен відповідати санітарним нормам. Пружні коливання з частотою більше 16 000 Гц називаються ультразвуком. Потужні ультразвукові коливання низької частоти 18…30 кГц і високої інтенсивності використовуються у виробництві для очищення деталей, зварювання, пайки, свердління, більш слабкі – в дефектоскопії, у діагностиці, для дослідницьких цілей. Під впливом ультразвукових коливань у тканинах організму відбуваються складні процеси: коливання частинок тканини з великою частотою, які при невеликих інтенсивностях ультразвуку можна розглядати як мікро масаж; утворення внутрішнього тканинного тепла в результаті тертя частинок між собою, розширення кровоносних судин і посилення кровообігу по них; прискорення біохімічних реакцій, роздратування нервових закінчень. Ці властивості ультразвуку використовуються в ультразвуковій терапії на частотах 800…1 000 кГц при невисокій інтенсивності 80…90 дБ, що поліпшує обмін речовин і постачання у тканини крові. Ультразвук поглинається в повітрі тим більше, чим більше його частота. Низькочастотні технологічні ультразвукові хвилі здійснюють на людей акустичний вплив через повітря. При поширенні ультразвуку в біологічних середовищах відбувається його поглинання і перетворення акустичної енергії в теплову. Підвищення інтенсивності ультразвуку і збільшення тривалості його впливу можуть приводити до надмірного нагрівання біологічних структур і їхнього ушкодження, що супроводжується функціональним порушенням нервової, серцево-судинної та ендокринної систем, зміною властивостей і складу крові. Ультразвук може розривати молекулярні зв'язки. Відомо, що молекула води при цьому розпадається на радикали, наприклад ОН– і Н+. У такий же спосіб розщеплюються ультразвуком високомолекулярні з'єднання. Уражаюча дія ультразвуку має місце при інтенсивності вище 120 дБ. При безпосередньому контакті людини із середовищем, по якому поширюється ультразвук, виникає його контактна дія на організм людини. При цьому уражається периферійна нервова система і суглоби в місцях контакту, порушується капілярний кровообіг у кистях рук, знижується больова чутливість. Установлено, що ультразвукові коливання, проникаючи в організм, можуть викликати серйозні місцеві зміни в тканинах – запалення, крововиливи, некроз (загибель кліток і тканин). Ступінь ураження залежить від інтенсивності і тривалості дії ультразвуку, а також від наявності інших негативних факторів. Слід зазначити, що шум і вібрація підсилюють токсичний ефект промислових отрут. Наприклад, одночасна дія етанолу та ультразвуку приводить до посилення його несприятливого впливу на центральну нервову систему. Існування людини в будь-якому середовищі пов'язано з впливом на неї і середовище електромагнітних полів. У випадках нерухомих електричних зарядів ми маємо справу з електростатичними полями. При терті діелектриків на їхній поверхні з'являються надлишкові заряди, наприклад, на сухих руках накопичуються електричні заряди, що створюють потенціал до 500 В. Земна куля заряджена негативно так, що між поверхнею Землі і верхніми шарами атмосфери різниця потенціалів складає понад 400 000 В. Це електростатичне поле створює між двома рівнями, що відстоять на ріст людини різницю потенціалів порядку 200 В. Разом з тим ми цього не відчуваємо, тому що добре проводимо електричний струм і всі частинки нашого тіла знаходяться під одним потенціалом. В процесі руху хмари заряджаються в результаті тертя. Різні частини грозової хмари несуть заряди різних знаків. Найчастіше її нижні шари заряджені негативно, а верхні – позитивно. Якщо хмари зближаються різнойменно зарядженими частинами, між ними проскакує блискавка – електричний розряд. Проходячи над Землею, грозова хмара створює на її поверхні великі наведені заряди. Різниця потенціалів між хмарою і Землею досягає величезних значень, вимірюваних сотнями мільйонів вольт, і в повітрі виникає сильне електричне поле. При сприятливих умовах виникає пробій. Блискавка іноді уражає людей і викликає пожежі. Заряди мають властивість у більшій ступені накопичуватися на вістрях або тілах, близьких до них за формою. Поблизу цих вістрів утворюються високо напружені електричні поля. З цієї причини блискавки попадають у високі окремо стоячи об'єкти (вежі, дерева і т.п.), і з цієї причини людині небезпечно знаходитися на відкритому просторі під час грози поблизу окремих дерев, чи металевих предметів. Блискавки є також причиною половини всіх аварій у лініях електропередачі. Для захисту будинків і різних споруджень від статичної атмосферної електрики застосовуються блискавковідводи. Це високий металевий стрижень із загостреним кінцем чи кінцем у вигляді мітелки та тонких металевих лозин. Стрижень повинний проходити уздовж стіни будинку і внизу з’єднується з мідною пластиною, яка закопується у землю. Якщо на об’єкті, що захищається, хмарою наводиться заряд, він стікає через вістря блискавковідводу у землю, зменшуючи небезпеку влучення блискавки. Якщо ж розряд відбудеться, то блискавка потрапить у блискавковідвід і піде також у землю, не зашкодивши споруду. Поряд із природними статичними електричними полями в умовах техносфери й у побуті людина піддається впливу штучних статичних електричних полів. Штучні статичні електричні поля обумовлені зростаючим застосуванням предметів домашнього побуту (іграшок, взуття, одягу, інтер'єрів житлових і суспільних будинків, деталей виробничого устаткування, апаратури, інструментів, деталей машин), котрі вироблені з різних синтетичних полімерних матеріалів, яки є діелектриками. При терті діелектриків, у результаті поділу зарядів, на їхній поверхні можуть з'являтися значні не скомпенсовані позитивні чи негативні заряди. Величина заряду визначається видом діелектрика. Особливо сильно, наприклад, електризується поліетилен. Електричні поля від надлишкових зарядів на предметах, одязі, тілі людини є причиною великого навантаження на її нервову систему. Дослідження показують, що найбільш чутлива до електростатичних полів центральна нервова і серцево-судинна системи організму. Встановлено також сприятливий вплив на самопочуття зняття надлишкового електростатичного заряду з тіла людини (заземлення, ходіння босоніж). При функціональних захворюваннях нервової системи застосовують лікування постійним електричним полем. Під дією зовнішнього строго дозованого електричного поля відбувається перерозподіл зарядів у тканинах організму, що поліпшує окислювально-відновлювальні процеси, краще використовується кисень, гояться рани. Постійні магнітні поля в звичайних умовах не представляють небезпеки і знаходять застосування в різних приладах магнітної терапії. Однак, у виробничих умовах при роботі з постійними магнітами, у працюючих можуть виникнути порушення в стані здоров'я (сплощення долонь, порушення у вегетативній нервовій системі й інші). Постійні магнітні поля можуть бути однорідними і неоднорідними. Вони характеризуються напруженістю, магнітним потоком, магнітною проникністю й іншими критеріями. Значний інтерес викликає вплив на людину електромагнітних полів промислової частоти і радіочастот Лінії електропередачі, електроустаткування, різні електроприлади – усі технічні системи, генеруючи, передавальні і використовуючи електромагнітну енергію, створюють у навколишнім середовищі електромагнітні поля. Дія на організм людини електромагнітних полів визначається частотою випромінювання, його інтенсивністю, тривалістю і характером впливу, а також індивідуальними особливостями організму. Спектр електромагнітних полів включає низькі частоти до 3 Гц, промислові частоти від 3 до 300 Гц, радіочастоти від 300 Гц до 300 МГц, а також ультрависокі частоти (УВЧ) від 30 до 300 МГц і надвисокі частоти (НВЧ) від 300 МГц до 300 ГГц. Електромагнітне випромінювання радіочастот широко використовується у зв'язку, телерадіомовленні, у медицині, радіолокації, радіонавігації й інших галузях. Електромагнітні поля здійснюють на організм людини тепловий і біологічний вплив. Перемінне електричне поле викликає нагрівання діелектриків (хрящів, сухожиль і інших) за рахунок струмів провідності і за рахунок перемінної поляризації. Виділення теплоти може приводити до перегрівання, особливо тих тканин і органів, що мають недостатньо кровоносних судин (кришталик ока, жовчний міхур, сечовий міхур). Найбільш чутливі до біологічного впливу радіохвиль центральна нервова і серцево-судинна системи. При тривалій дії радіохвиль не занадто великої інтенсивності (порядку 10 Вт/м2) з'являється головний біль, швидка стомлюваність, зміна тиску і пульсу, нервово-психічні розлади. Може спостерігатися схуднення, випадіння волосся, зміна у складі крові. Вплив НВЧ - випромінювання інтенсивністю більш 100 Вт/м2 може привести до помутніння кришталика ока і втрати зору, подібний результат може дати тривале опромінення помірної інтенсивності (порядку 10 Вт/м2), при цьому можливі порушення з боку ендокринної системи, зміни вуглеводного і жирового обміну, що супроводжуються схудненням, підвищення збудженості, зміною ритму серцевої діяльності, формули крові (наприклад, зменшенням кількості лейкоцитів). Дії електромагнітних полів промислової частоти людина піддається у виробничій, міській і побутовій зонах. Санітарними нормами встановлені гранично допустимі рівні напруженості електричного поля у середині житлових будинків, на території житлової зони. Люди, що страждають від порушень сну і головного болю, повинні перед сном відключати від мережі електричні прилади, що генерують електромагнітні поля. Вплив електромагнітних полів може бути ізольованим – від одного джерела, доданим – від двох і більш джерел одного частотного діапазону, змішаним – від двох і більш джерел електромагнітних полів різних частотних діапазонів, і комбінованим – у випадку одночасної дії якого-небудь іншого несприятливого фактора. Вплив може бути постійним чи переривчастим, загальним (опромінюється все тіло) і місцевим (підпадає під вплив електромагнітного поля частина тіла). У залежності від місця перебування людини щодо джерела випромінювання вона може піддаватися впливу електричної чи магнітної складових поля або їхньому сполученню, а у випадку перебування в хвильовій зоні – впливу сформованої електромагнітної хвилі. Контроль рівнів електричного поля здійснюється за величиною його напруженості, яка виражається в В/м. Контроль рівнів магнітного поля здійснюється за значенням напруженості магнітного поля, що виражається в А/м. Енергетичним показником для хвильової зони випромінювання є щільність потоку енергії, чи інтенсивність, – енергія, що проходить через одиницю поверхні перпендикулярної до напрямку поширення електромагнітної хвилі за одну секунду. Виміряється вона у Вт/м2. Тривала дія електричних полів може викликати головний біль у скроневій і потиличній області, відчуття млявості, розлад сну, погіршення пам'яті, депресію, апатію, дратівливість, біль в області серця. Для персоналу обмежується час перебування в електричному полі в залежності від його напруженості (180 хвилин на добу при напруженості 10 кВ/м, 10 хвилин на добу при напруженості 20 кВ/м). Електромагнітні хвилі в діапазоні від 400 до 760 нм називаються світловими. Вони діють безпосередньо на людські очі, викликаючи специфічне роздратування їх сітківки, що призводить до світлового сприйняття. Електромагнітні хвилі з довжиною менше 400 нм – ультрафіолетове випромінювання, а хвилі з довжиною більше 800 нм – інфрачервоне випромінювання. Усі ці види випромінювання не мають принципового розходження по своїм фізичним властивостям і відносяться до оптичного діапазону електромагнітних хвиль. Людський організм пристосувався до сприйняття природного світлового випромінювання і виробив засоби захисту при перевищенні інтенсивності випромінювання допустимого рівня: звуження зіниці, зменшення чутливості за рахунок перебудови сприйняття. Сучасні технічні засоби дозволяють підсилювати оптичне випромінювання, рівень якого може значно перевищувати адаптаційні можливості людини. З 60-х років у наше життя ввійшли оптичні квантові генератори – лазери. Лазер це пристрій, що генерує спрямований пучок електромагнітного випромінювання оптичного діапазону. Широке застосування лазерів обумовлене можливістю одержати велику потужність, монохроматичного випромінювання, малої розходжуваності промінів (при висвітленні лазером із супутника, що знаходиться на висоті 1 000 км, на землі утворюється пляма діаметром всього 1,2 м). Лазери застосовуються в системах зв'язку, навігації, у технології обробки матеріалів, у медицині, контрольно-вимірювальній техніці, у військовій справі і багатьох інших галузях. В залежності від використовуваного активного елемента лазери оптичного діапазону генерують випромінювання від ультрафіолетової до далекої інфрачервоної області. Так, азотний лазер генерує випромінювання в ультрафіолетовій області, аргоновий – у синє зеленій області спектра, рубіновий – у червоній, лазер на двооксиді вуглецю – у інфрачервоній області. По режиму роботи лазери поділяються на імпульсні і безупинної дії. Лазери можуть бути малої і середньої потужності, могутні і надпотужні. Велику потужність легше одержати в імпульсному режимі. Для обробки матеріалів у технологічних установках в імпульсі тривалістю порядку мілісекунд випромінюється енергія від одиниць до десятків джоулів. За рахунок фокусування досягається висока щільність енергії і можливість точної обробки матеріалів (різання, прошивання отворів, зварювання, термообробка). Під дією лазерного випромінювання відбувається швидке нагрівання, плавлення і зварювання рідинних середовищ, що особливо небезпечно для біологічних тканин. Найбільш уразливі від дії лазера є очі і шкіра. Безупинне лазерне випромінювання робить в основному теплову дію, що приводить до згортання білка та випару тканинної рідини. В імпульсному режимі виникає ударна хвиля, імпульс стиску викликає ушкодження глибоко лежачих органів, що супроводжується крововиливами. Лазерне випромінювання впливає на біохімічні процеси. У залежності від енергетичної щільності опромінення може бути тимчасове осліплення або термічний опік сітківки ока, в інфрачервоному діапазоні - помутніння кришталика. Ушкодження шкіри лазерним випромінюванням має характер термічного опіку з чіткими границями, оточеними невеликою зоною почервоніння. Можуть проявитися вторинні ефекти – реакція на опромінення: серцево-судинні розлади і розлади центральної нервової системи, зміни в складі крові й обміні речовин. Гранично допустимі рівні інтенсивності лазерного опромінення залежать від характеристик випромінювання (довжини хвилі, тривалості і частоти імпульсів, тривалості впливу) і встановлюються таким чином, щоб виключити виникнення біологічних ефектів для всього спектрального діапазону і вторинних ефектів. Ультрафіолетове випромінювання не сприймається органом зору. Жорсткі ультрафіолетові промені з довжиною хвилі менше 290 нм затримуються шаром озону в атмосфері. Промені з довжиною хвилі більше 290 нм, аж до видимої області, сильно поглинаються у середині ока, особливо в кришталику, і лише незначна частка їх доходить до сітківки. Ультрафіолетове випромінювання поглинається шкірою, викликаючи почервоніння (еритему) і активізує обмінні процеси і тканинний подих. Під дією ультрафіолетового випромінювання в шкірі утворюється меланин, що сприймається як засмага і захищає організм від надлишкового проникнення ультрафіолетових променів. Ультрафіолетове випромінювання може привести до згортання (коагуляції) білків і на цьому заснована його бактерицидна дія. Профілактичне опромінення приміщень і людей строго дозованими променями знижує імовірність інфікації. Недостача ультрафіолету несприятливо відбивається на здоров'ї, особливо в дитячому віці. Від недостатку сонячного опромінення у дітей розвивається рахіт, у шахтарів з'являються скарги на загальну слабість, швидку стомлюваність, поганий сон, відсутність апетиту. Це зв'язано з тим, що під впливом ультрафіолетових променів у шкірі з провітаміну утворюється вітамін Д, який регулює фосфорно-кальцієвий обмін. Відсутність вітаміну Д приводить до порушення обміну речовин. У таких випадках (наприклад, під час полярної ночі на крайній Півночі) застосовується штучне опромінювання ультрафіолетом як у лікувальних цілях, так і для загального загартовування організму. Надлишкове ультрафіолетове опромінення під час високої сонячної активності викликає запальну реакцію шкіри, що супроводжується сверблячкою, набряклістю, іноді утворенням міхурів і змін у шкірі й у більш глибоко розташованих органах. Тривала дія ультрафіолетових променів прискорює старіння шкіри, створює умови для злоякісного переродження кліток. Ультрафіолетове випромінювання від потужних штучних джерел (плазма зварювальної дуги, дугової лампи, дугового розряду короткого замикання і т.п.) викликає тяжкі ураження очей – електрофтальмію. Через кілька годин після впливу з'являється сльозотеча, спазм вік, різь і біль в очах, почервоніння і запалення шкіри і слизуватої оболонки вік. Подібне явище спостерігається також при перебуванні у сніжних горах через високий вміст ультрафіолету в сонячному світлі. На виробництві установлюються санітарні норми інтенсивності ультрафіолетового опромінення, крім того обов'язковим правилом є застосування захисних засобів (окуляри, маски, екрани) від його впливу. Інфрачервоне випромінювання утворює теплову дію. Воно досить глибоко (до 4 см) проникає у тканини організму, підвищує температуру шкіри, що опромінюється, та викликає різке почервоніння шкірних покривів. Надмірний вплив інфрачервоних променів при підвищеній вологості може викликати порушення терморегуляції, і привести до теплового удару. Тепловий удар – клінічно важкий симптомокомплекс, який характеризується головним болем, запамороченням, підвищенням частоти пульсу, утратою свідомості, порушенням координації рухів, судорогами. Перша допомога при тепловому ударі вимагає віддалення від джерела випромінювання, охолодження, створення умов для поліпшення кровопостачання головного мозку, лікарської допомоги. Електричний струм – це упорядкований рух електричних зарядів. Сила струму в ділянці ланцюга прямо пропорційна різниці потенціалів на її кінцях і зворотно пропорційна її опору. Доторкнувшись до провідника, що знаходиться під напругою, людина включає себе в електричний ланцюг, якщо він погано ізольований від землі чи одночасно торкається об'єкта з іншим значенням потенціалу. У цьому випадку через тіло людини проходить електричний струм. Характер і глибина впливу електричного струму на організм людини залежить від його сили і роду струму, часу його дії, шляху проходження через тіло людини, фізичного і психологічного стану останнього. Так, опір людини в нормальних умовах при сухій неушкодженій шкірі складає сотні кілоом, але при несприятливих умовах може упасти до одного кілоома. Граничним (відчутним) є струм величиною близько 1 мА. При більшому струмі людина починає відчувати неприємні хворобливі скорочення м'язів, а при струмі 12…15 мА вже не в змозі керувати своєю м'язовою системою і не може самостійно відірватися від джерела струму. Дія струму понад 25 мА на м'язові тканини веде до паралічу дихальних м'язів і зупинки дихання. При подальшому збільшенні струму може наступити фібриляція (судорожне скорочення) серця. Струм величиною у 100 мА вважають смертельним. Змінний струм більш небезпечний, ніж постійний. Має значення те, якими частинами тіла людина торкається струмоведучої мережі. Найбільш небезпечні ті шляхи, при яких уражається головний чи спинний мозок (голова – руки, голова – ноги), серце і легені (руки – ноги). Будь-які електроремонтні роботи потрібно вести у далині від заземлених елементів устаткування (у тому числі водопровідних труб, труб і радіаторів опалення), щоб виключити випадковий дотик до них. Підвищену небезпеку представляють приміщення з металевими, земляними підлогами, вологі приміщення. Особливо небезпечні – приміщення з парами кислот і лугів у повітрі. Безпечною для життя є напруга не вища 42 В для сухих, опалюваних з струмонепровідними підлогами приміщень без підвищеної небезпеки та не вище 36 В для приміщень з підвищеною небезпекою (металеві, земляні, цегельні підлоги, вогкість, можливість торкання заземлених елементів конструкцій), а також не вище 12 В для особливо небезпечних приміщень, що мають хімічно активне середовище, дві і більш ознаки приміщень з підвищеною небезпекою. У випадку, коли людина знаходиться поблизу упалого на землю дроту, що знаходиться під напругою, виникає небезпека поразки кроковою напругою. Напруга кроку – це напруга між двома крапками ланцюга струму, що знаходяться одна від іншої на відстані кроку, на яких одночасно стоїть людина. Такий ланцюг створює струм, що розтікається по землі від дроту. Опинившись у зоні розтікання струму, людина повинна з'єднати ноги разом і не поспішаючи виходити з небезпечної зони так, щоб при пересуванні ступня однієї ноги не виходила цілком за ступню іншої. При випадковому падінні можна торкнутися землі руками, чим збільшити різницю потенціалів і небезпеку поразки. Дія ел
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Фізично небезпечні фактори – вібрація, шум, інфразвук та ультразвук» з дисципліни «Безпека життєдіяльності людини у надзвичайних ситуаціях»
