Производственная санитария. 
Безопасность жизнедеятельности

Воздух рабочей зоны и его аэроионный состав

Микроклимат в производственных помещениях

В процессе труда в производственном помещении человек находится под влиянием определенных метеорологических условий. Метеорологические условия воздушной среды производственных помещений (микроклимат) определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха, температуры окружающих поверхностей, интенсивности теплового облучения.

Основным фактором метеорологических условий является температура — степень нагретости воздуха.

На изменение температуры воздуха в производственных помещениях влияет теплота, поступающая от различных источников за счет теплопроводности, теплового излучения от нагретых поверхностей и конвекцией.

При увеличении атмосферного давления и подвижности воздуха толщина пограничного слоя у нагретой поверхности уменьшается от 4 мм при W = 0 м/с до 1 мм при W = 2 м/с. Передача теплоты конвекцией тем больше, чем ниже температура окружающего воздуха и чем выше скорость движения воздуха.

В реальных условиях тепло передается не каким-то одним из указанных выше способов, а комбинированным.

Влажность воздуха — содержание в воздухе водяных паров. Влажность воздуха и характеризуется следующими понятиями:

• Абсолютная влажность, или плотность водяного пара, которая выражается давлением водяных паров (Па) или в весовых единицах в определенном объеме воздуха ?_А, г/м³, при определенных давлении и температуре и определяется из выражения.

(4.1).

где Р_В.П — парциальное давление водяных паров, Па (давление только одного газа из смеси в одном объеме);

R_B.B — газовая постоянная влажного воздуха, Дж/(кг· К), R_B.B = 463 Дж/(кг· К);

Т — температура, К.

• • Максимальная влажность — количество влаги при полном насыщении воздуха при данной температуре ?_MAKC, г/м³; или парциальное давление насыщения Р_Н, Па; или упругость насыщенных паров.
• • Относительная влажность характеризует степень насыщения воздуха водяными парами ?, %. Определяется как отношение абсолютной влажности ?_А к максимальной ?_МАКС

(4.2).

Для насыщенного воздуха относительную влажность принимают за 100%. Для определения относительной влажности существуют психрометрические та блицы, графики и диаграммы, позволяющие найти значение? в зависимости от температуры воздуха по сухому и мокрому термометрам и разности температур воздуха по сухому и мокрому термометру.

• Скорость движения воздуха в помещениях создается конвекционными потоками за счет разности температур внутри помещения и снаружи, а также работой механической вентиляции. Единица измерения скорости движения воздуха — м/с.

Терморегуляция организма человека. Организм человека обладает постоянной температурой 36,6 °С. Для сохранения ее постоянства на коже человека находятся два вида анализаторов (чувствительных аппаратов): одни реагируют на холод, другие — на тепло. Всего на коже человека около 30 тысяч тепловых точек и 250 тысяч точек холодовых. Анализаторы превращают энергию раздражителей (холод, тепло) в нервные импульсы, которые со скоростью 120 м/с поступают в центральную нервную систему. Здесь происходит распознавание нервных импульсов и выработка приказов для исполнительных органов — мышц, желез, сосудов. Совокупность процессов, происходящих в организме и позволяющих поддерживать температуру тела постоянной, называется терморегуляцией.

Механизм теплообразования имеет химическую терморегуляцию, а теплоотдача — физическую терморегуляцию. Усиление теплообразования достигается за счет увеличения интенсивности энергетического обмена, и главный вклад в него вносит мышечная активность. Так, в состоянии покоя теплообразование составляет 85 Дж/с, а при интенсивной мышечной работе — до 500 Дж/с.

Теплоотдача организма в окружающую среду в зависимости от метеорологических параметров происходит:

• • в виде инфракрасных лучей, излучаемых поверхностью тела в направлении окружающих предметов с более низкой температурой, — радиация Q_И;
• • нагревом воздуха, омывающего поверхность тела, — конвекция Q_K;
• • испарением влаги (пота) с поверхности тела (кожи) и слизистых оболочек дыхательных путей — Q_И.В;
• • теплопроводностью через одежду — Q_T;
• • отдачей тепла выдыхаемым воздухом — Ф_ВЫД·

В состоянии покоя при температуре воздуха 18 °C теплоотдача радиацией составляет около 45%, конвекцией — до 30%, испарением влаги — до 25%.

Уравнение теплового баланса имеет вид.

Q_ОБЩ ⁼ Q_И ⁺ Q_K ⁺ Q_И.В ⁺Q_t ⁺ Ф_ВЫД (4.3).

Нарушение теплового баланса может привести к перегреву либо к переохлаждению организма. Следствием этого является потеря трудоспособности, быстрая утомляемость, потеря сознания и тепловая смерть.

Масса влаги, выделяемой кожей человека, зависит от интенсивности труда и температуры воздуха. Количество теплоты, расходуемое на нагревание выдыхаемого воздуха, зависит от состояния организма, его физической нагрузки, частоты дыхания. В состоянии покоя с каждым вдохом в легкие поступает 0,5 л воздуха. При выполнении тяжелой работы объем вдоха-выдоха может возрасти до 1,5−1,8 л. Среднее значение легочной вентиляции в состоянии покоя примерно 0,4−0,5 л/с, а при физической нагрузке в зависимости от напряжения может достигать 4 л/с. Чем больше физическая нагрузка и ниже температура воздуха, тем больше отдается теплоты с выдыхаемым воздухом и наоборот. Повышенная влажность затрудняет терморегуляцию из-за снижения испарения влаги с тела человека. Слишком низкая влажность вызывает интенсивное испарение влаги со слизистых оболочек, их пересыхание, растрескивание, а затем загрязнение болезнетворными организмами.

Отклонение параметров микроклимата от нормативных значений существенно влияет на здоровье и производительность труда. Высокая температура вызывает интенсивное потоотделение, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водорастворимых витаминов С, В₁, В₂. Потеря жидкости 8−10 л за смену способствует выведению из организма 60 г соли. Следствием этого является сгущение крови, нарушение водно-солевого баланса, изменение желудочной секреции, развитие витаминного дефицита. При высокой температуре легко расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки. Обезвоживание организма на 6% вызывает учащение дыхания (до 50%), ослабление внимания, нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения, ухудшение координации движения, замедление реакции. Длительное воздействие высокой температуры при нарушении условий теплоотдачи приводит к накоплению тепла в организме человека, и температура тела может повышаться до 38−40 °С. В результате этого может возникнуть тепловой удар с потерей сознания.

Способствующими факторами являются: тяжелая физическая работа, высокая температура, влажность воздуха, наличие инфракрасного излучения.

Низкая температура может быть причиной охлаждения и переохлаждения организма человека. При охлаждении организма в нем рефлекторно уменьшается теплоотдача и усиливается теплообразование за счет интенсивности окислительных обменных процессов. Компенсация теплопотерь происходит до тех пор, пока запасы энергии не иссякнут. Мышечная дрожь — это попытка организма за счет микродвижений выработать дополнительное тепло и ускорить движение крови. Она может быть такой сильной, что приведет к повреждению мышц.

Уменьшение теплоотдачи происходит за счет спазма (сужения) сосудов, увеличения термического сопротивления тканей организма. Длительное воздействие низкой температуры приводит к стойкому сужению сосудов и нарушению питания тканей кровью. Кровоток сосредотачивается в малом круге кровообращения (мозг, легкие, сердце, печень).

Воздействие низких температур сопровождается увеличением артериального давления, объема вдоха и уменьшения частоты дыхания. Охлаждение организма изменяет углеводный обмен. Переохлаждение организма сопровождается снижением температуры тела, угнетением функции органов и систем. Человек перестает дрожать, ему становится «хорошо», «тепло», приятно кружится голова, возникает желание лечь и отдохнуть.

Систематическое местное и общее охлаждение вызывает развитие нервно-сосудистых расстройств, простудных заболеваний (грипп, катары верхних дыхательных путей), заболеваний периферической нервной системы (радикулит, неврит, невралгия).

Высокие и низкие температуры, инфракрасное излучение тормозят иммунологическую реактивность организма.

Контакт с инфицированным сырьем, микротравмы в условиях высокой влажности могут привести к различным заболеваниям кожи (дерматит, неодермит, экзема, рожистые воспаления).

Комбинированное действие физических и химических факторов при неблагоприятном микроклимате вызывает более выраженные сдвиги, чем действие одного из факторов.