Вибрация и ее воздействие на человека. 2

План:

I. Вибрация и ее воздействие на человека.

Метода  снижения вибрации.

   1.1. Понятие вибрации……………………………………………………..3

   1.2. Воздействие вибрации на человека…………………………………..4

   1.3. Методы снижения вибрации………………………………………….8

II. Ионизирующие излучения и защита от них.

Нормы радиационной безопасности (НРБ-96).

   2.1. Понятие ионизирующего излучения………………………………....9

   2.2. Защита от ионизирующих излучений……………………………….11

   2.3. Нормы радиационной безопасности (НРБ-96)……………………..12

III. Список литературы……………………………………………………..13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Понятие вибрации.

      Вибрация представляет собой механические колебания, простейшим видом которых являются гармонические колебания.

      Вибрация  возникает при работе машин и  механизмов, имеющих неуравновешенные и несбалансированные вращающиеся органы с движениями возвратно-поступательного и ударного характера. К такому оборудованию относятся металлообрабатывающие станки, ковочные и штамповочные молоты, электро- и пневмоперфораторы, механизированный инструмент, а также приводы, вентиляторы, насосные установки, компрессоры. С физической точки зрения между шумом и вибрацией принципиальных различий нет. Разница заключается в восприятии: вибрация воспринимается вестибулярным аппаратом и средствами осязания, а шум органами слуха. Колебания механических тел с частотой менее 20 Гц воспринимаются как вибрация, более 20Гц - как вибрация и звук.

      Вибрацию  применяют на предприятиях стройиндустрий при уплотнении и укладки бетонной смеси, дроблении и сортировке инертных материалов, разгрузке и транспортировании сыпучих материалов и т.д.

      Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются: амплитуда (наибольшее отклонение от положение равновесия) А, м; частота колебаний f, Гц (число колебаний в секунду); колебательная скорость V, м/с; ускорение колебаний W, м/с²; период колебаний Т, сек.

      Степень воздействия вибрации на физиологические  ощущения человека определяется величиной  колебательного ускорения и скоростью  колебаний:  

       ,м/c,                 (2.5.26)

       ,м/c²,              (2.5.27)  

      где f- число колебаний в 1 c;

1. амплитуда колебаний, м.

      Вибрация  отмечается вблизи оборудования, при  работе пневматического инструмента, при неправильной балансировке валов  машин, при транспортировании жидкостей и газов по трубопроводам, при технологических процессах укладки бетона с применением вибрационных агрегатов.

      Для исследования вибрации весь диапазон частот (так как и для шума) разбивается на основные диапазоны. Среднегеометрические значения частот, на которых исследуют вибрацию, следующие: 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Уровни вибраций измеряются не на каждой отдельной частоте, а в некоторых полосах (интервалах) частот октавных и третьоктавных. У октавных отношение верхних границ частот к нижней fв/fн=2, а у третьоктавных . Учитывая, что абсолютные значения параметров характеризующих вибрацию, применяются в широких пределах, на практике пользуются понятием уровней параметров виброскорости (V) и виброускорения (W).

      Согласно  ГОСТ 12.1.012-90 ”Вибрация, общие требования безопасности” (ССБТ). Логарифмитические уровни виброскорости Lv и виброускорения Lw определяются по формуле: 

       ;                    (2.5.28) 

      где V, W-колебательная скорость,м/с и виброускорение, м/с² ;

      V_{0 ,}Wо -пороговые значения скорости и ускорения м/с, м/с².  
 
 

1.2. Воздействие вибрации  на человека. 

      Вибрация  относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий.

      Между ответными реакциями организма  и уровнем воздействующей вибрации нет линейной зависимости. Причину  этого явления видят в резонансном  эффекте. При повышении частот колебаний  более 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20 – 30 Гц, при горизонтальных – 1,5 – 2 Гц.

      Особое  значение резонанс приобретает по отношению  к органу зрения. Расстройство зрительных восприятий проявляется в частотном  диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости, резонансными являются частоты 3 – 3,5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4 – 6 Гц.

      По  способу передачи на тело человека вибрацию разделяют на общую, которая передается через опорные поверхности на тело человека, и локальную, которая передается через руки человека.

      В производственных условиях часто встречаются случаи комбинированного влияния вибрации — общей и локальной.

      Вибрация вызывает нарушения физиологического и функционального состояний человека. Стойкие вредные физиологические изменения называют вибрационной патологией.

      Вибрационная  патология стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний. Рассматривая нарушения состояния здоровья при вибрационном воздействии, следует отметить, что частота заболеваний определяется величиной дозы, а особенности клинических проявлений формируются под влиянием спектра вибраций. Выделяют три вида вибрационной патологии: от воздействия общей, локальной и толчкообразной вибраций.

      При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная  система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Вибрация является специфическим раздражителем для  вестибулярного анализатора, причем линейные ускорения – для отолитового аппарата, расположенного в мешочках преддверия, а угловые ускорения – для полукружных каналов внутреннего уха.

      У рабочих вибрационных профессий  отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуловегетативная неустойчивость. Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадением отдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40%, субъективно – потемнением в глазах. Под влиянием общих вибраций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации и толчков регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, на заводах железобетонных изделий. Для водителей машин, трактористов, бульдозеристов, машинистов экскаваторов, подвергающихся воздействию низкочастотной и толчкообразной вибраций, характерны изменения в пояснично-крестцовом отделе позвоночника. В целом картина воздействия общей низко- и среднечастотной вибраций выражается общими вегетативными расстройствами с периферическими нарушениями, преимущественно в конечностях, снижением сосудистого тонуса и чувствительности.

      Бич современного производства, особенно машиностроения, - локальная вибрация. Локальной вибрации подвергаются главным образом люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов. Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот – спазм сосудов.

      Сроки развития периферических расстройств  зависят не столько от уровня, сколько  от дозы (эквивалентного уровня) вибрации в течение рабочей смены. Преимущественное значение имеет время непрерывного контакта с вибрацией и суммарное время воздействия вибрации за смену. У формовщиков, бурильщиков, заточников, рихтовщиков при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через 8 – 10 лет работы. Обслуживание инструмента ударного действия (клепка, обрубка), генерирующим  вибрацию среднечастотного диапазона (30 – 125 Гц), приводит к развитию сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений через 12 – 15 лет. При локальном воздействии низкочастотной вибрации, особенно при значительном физическом напряжении, рабочие жалуются на ноющие, ломящие, тянущие боли в верхних конечностях, часто по ночам. Одним из постоянных симптомов локального и общего воздействия является расстройство чувствительности. Наиболее резко страдает вибрационная, болевая и температурная чувствительность.

      К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибрации на организм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия, особенно пониженная температура, шум высокой интенсивности, психоэмоциональный стресс. Охлаждение и смачивание рук значительно повышает риск развития вибрационной болезни за счет усиления сосудистых реакций. При совместном действии шума и вибрации наблюдается взаимное усиление эффекта в результате его суммации, а возможно, и потенцирования.  
 

1.3. Методы снижения  вибрации. 

      Регулировка режима резонанса. Для ослабления вибраций существенное значение имеет предотвращение резонансных режимов работы с целью исключения резонанса с частотой принуждающей силы. Собственные частоты отдельных конструктивных элементов определяются расчетным методом по известным значениям массы и жесткости или же экспериментально на стендах.

      Вибродемпферование. Этот метод снижения вибрации реализуется путем превращения энергии механических колебаний колебательной системы в тепловую энергию. Увеличение расхода энергии в системе осуществляется за счет использования конструктивных материалов с большим внутренним трением: пластмасс, металорезины, сплавов марганца и меди, никелетитанових сплавов, нанесения на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, которые имеют большие потери на внутреннее трение.

      Наибольший  эффект при использовании вибродемпферных покрытий достигается в области резонансных частот, поскольку при резонансе значение влияния сил трения на уменьшение амплитуды возрастает.

        Виброгашение. Для динамического гашения колебаний используются динамические виброгасители: пружинные, маятниковые, эксцентриковые, гидравлические. Недостатком динамического гасителя является то, что он действует только при определенной частоте, которая отвечает его резонансному режиму колебаний.

      Динамическое  виброгашение достигается также установлением агрегата на массивном фундаменте.

      Виброизоляция состоит в снижении передачи колебаний от источника возбуждения к объекту, который защищается, путем введения в колебательную систему дополнительной упругой связи. Эта связь предотвращает передачу энергии от колеблющегося агрегата к основе или от колебательной основы к человеку или к конструкциям, которые защищаются.

      Средства  индивидуальной зашиты от вибрации применяют в случае, когда рассмотренные выше технические средства не позволяют снизить уровень вибрации до нормы. Для защиты рук используются рукавицы, вкладыши, прокладки. Для защиты ног — специальная обувь, подметки, наколенники. Для защиты тела — нагрудники, пояса, специальные костюмы. 
 
 

2.1. Понятие ионизирующего излучения. 

      Радиационная  опасность для населения и  всей окружающей среды связана с появлением ионизирующих излучений, источником которых являются искусственные радиоактивные химические элементы (радионуклиды), которые образуются в ядерных реакторах. Радионуклиды могут попадать в окружающую среду в результате аварий на радиационно-опасных объектах (АЭС и др. объектах ядерного топливного цикла – ЯТЦ), усиливая радиационный фон земли.

      Ионизирующими излучениями называют излучения, которые прямо или косвенно способны ионизировать среду (создавать раздельные электрические заряды). Вообще к ионизирующим излучениям относят: рентгеновское и g-излучения; излучения, состоящие из потока заряженных (a⁺, b±, протонов р⁺, тяжёлые ядра отдачи) и незаряженных частиц - p, m, k - мезонов, мюонов и др. частиц.

      Рентгеновское и g-излучение обладают высокой проникающей и достаточно ионизирующей способностью (gв воздухе может распространяться до 100м и косвенно создать 2-3 пары ионов за счёт фотоэффекта на 1 см пути в воздухе). Они представляют собой основную опасность как источники внешнего облучения. Для ослабления g-излучения требуются значительные толщи материалов.

      Бета- частицы (электроны b^- и позитроны b⁺ ) краткобежны в воздухе (до 3,8м/МэВ), а в биоткани – до несколько миллиметров. Их ионизирующая способность в воздухе 100-300 пар ионов на 1 см пути. Эти частицы могут действовать на кожу дистанционно и контактным путём (при загрязнении одежды и тела), вызывая «лучевые ожоги». Опасны при попадании внутрь организма.

      Альфа – частицы (ядра гелия) a⁺ краткобежны в воздухе (до 11 см), в биоткани до 0,1 мм. Они обладают большой ионизирующей способностью (до 65000 пар ионов на 1 см пути в воздухе) и особо опасны при попадании внутрь организма с воздухом и пищей. Облучение внутренних органов значительно опаснее наружного облучения.

      Ионизирующая  способность альфа и бета – частиц будет во многом зависеть от энергии, с которой они покидают «материнское» («дочернее») ядро. Проходя через среду (биологическую ткань) ионизирующие излучения ионизируют ее, что приводит к физико-химическим или биологическим изменениям свойств среды (ткани). При ионизации организма нарушаются обменные процессы, нормальное функционирование нервной, эндокринной, иммунной, дыхательной, сердечно-сосудистой и др. систем, в результате чего люди (животные) заболевают. Элементы технических устройств, особенно радиоэлектронной аппаратуры, при ионизации теряют или изменяют свои свойства и параметры, а при сильном облучении могут выйти из строя. Короче говоря, все живое и «неживое» не терпит излишнего облучения.

      Последствия облучения для людей могут быть самыми различными. Они во многом определяются величиной дозы облучения и временем её накопления. 
 
 

2.2. Защита от ионизирующих  излучений. 

     Защита  от ионизирующих излучений может  осуществляться путем использования  следующих принципов:

• использование источников с минимальным излучением путем 
  перехода на менее активные источники, уменьшение количества изотопа;
• сокращение времени работы с источником ионизирующего излучения;
• отдаление рабочего места от источника ионизирующего излучения;
• экранирование источника ионизирующего излучения.

      Экраны  могут быть передвижные или стационарные, предназначенные для поглощения или ослабления ионизирующего излучения. Экранами могут служить стенки контейнеров  для перевозки радиоактивных  изотопов, стенки сейфов для их хранения.

     Альфа-частицы  экранируются слоем воздуха толщиной несколько сантиметров, слоем стекла толщиной несколько миллиметров. Однако, работая с альфа - активными изотопами, необходимо также защищаться и от бета- и гамма-излучения.

     С целью защиты от бета- излучения используются материалы с малой атомной массой. Для этого используют комбинированные экраны, в которых со стороны источника располагается материал с малой атомной массой толщиной, которая равна длине пробега бета-частиц, а за ним — с большей массой.

     С целью защиты от рентгеновского и  гамма-излучения применяются материалы  с большой атомной массой и  с высокой плотностью (свинец, вольфрам).

     Для защиты от нейтронного излучения  используют материалы, которые содержат водород (вода, парафин), а также бор, бериллий, кадмий, графит. Учитывая то, что нейтронные потоки сопровождаются гамма-излучением, следует использовать комбинированную защиту в виде слоистых экранов из тяжелых и легких материалов (свинец-полиэтилен).

     Действенным защитным средством является использование дистанционного управления, манипуляторов, роботизированных комплексов.

     В зависимости от характера выполняемых  работ выбирают средства индивидуальной защиты: халаты и шапочки из хлопковой  ткани, защитные передники, резиновые  рукавицы, щитки, средства защиты органов дыхания (респиратор „Лепесток"), комбинезоны, пневмокостюмы, резиновые сапоги.

     Действенной мерой обеспечения радиационной безопасности является дозиметрический  контроль по уровням облучения персонала  и по уровню радиации в окружающей среде. 
 
 

2.3. Нормы радиационной  безопасности (НРБ-96). 

      Нормы радиационной безопасности НРБ-96 распространяются на следующие виды воздействия ионизирующего  излучения на человека:

• облучение персонала и населения в условиях нормальной эксплуатации техногенных источников ионизирующего излучения;
• облучение персонала и населения в условиях радиационной аварии;
• облучение работников промышленных предприятий и населения природными источниками ионизирующего излучения;
• медицинское облучение населения.

      Требования  по обеспечению радиационной безопасности сформулированы для каждого вида облучения. Суммарная доза от всех видов облучения используется только для оценки радиационной обстановки и медицинских последствий.

      Требования  норм радиационной безопасности НРБ-96 не распространяются на источники ионизирующего излучения, создающие годовую эффективную дозу не более 10 мкЗв и коллективную годовую дозу не более 1 чел-Зв при любых условиях их использования, а также на космическое излучение на поверхности Земли и облучение, создаваемое содержащимся в организме человека калием-40, на которые практически невозможно влиять.

      Следующие источники автоматически освобождаются  от регламентации:

      а) генераторы излучений при условиях, что:

• они разрешены органами Госсанэпиднадзора для использования без радиационного контроля,
• в условиях нормальной эксплуатации мощность эквивалентной дозы в любой точке на расстоянии 0,1 м от любой доступной поверхности аппаратуры не превышает 1,0 мкЗв/ч;

б) генераторы излучения с максимальной энергией излучения не более 5 кэВ; 
 

Список  литературы. 

1. Безопасность  жизнедеятельности. Учебник для  студентов ВУЗов, обучающихся по экономическим и гуманитарно-социальным специальностям. Под общей редакцией  Э.А. Арустамова. – М.: Издательско-торговая компания: «Дашков и К», 2003 г.
2. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях. Учебное пособие для высшей школы. В.М. Емельянов, В.Н. Коханов, П.А. Некрасов. – М.: Трикста – 2004; М.: Академический Проект – 2004 г.
3. Владимиров В.А., Измалков В.И., Измалков А.В.. Оценка риска и управление техногенной безопасностью. – М.: Деловой Экспресс, 2002 г.
4. Учебно-методический комплекс «Безопасность жизнедеятельности». Московский энергетический институт. <bgd.alpud.ru>
5. Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» от 9 января 1996 г.