1.3.1.
Человек в процессе жизнедеятельности непрерывно взаимодействует со средой обитания, со всем многообразием факторов, характеризующих среду. Многие факторы среды обитания оказывают негативное воздействие на здоровье и жизнь человека. Степень негативного воздействия определяется уровнем их энергии, под которой понимается количественная мера различных форм движения материи. В настоящее время перечень известных форм энергии существенно расширился: электрическая, потенциальная, кинетическая, внутренняя, покоя, деформированного тела, газовой смеси, ядерной реакции, электромагнитного поля и т.д.
Всем формам энергии свойственна закономерность превращения их в другие формы. Все явления связаны законом сохранения энергии и тенденцией к снижению уровня энергии за счет перехода в другие формы. Снижение уровня энергии связано с выходом (утечкой) энергии. Неконтролируемый выход энергии порождает негативные факторы в окружающей среде. Источники энергии подразделяются на природные и антропогенные. К природным источникам относятся молнии, извержения, землетрясения, атмосферные явления (ураганы, смерчи и т.п.) и другие. Антропогенные источники создаются человеком. В ходе научно-технической революции появились источники, обеспечивающие очень высокие уровни энергии, существенно расширился перечень известных форм энергии и их характеристика.
Бурный рост энерговооруженности труда повлек расцвет энергетики и разработки энергетических ресурсов. В обществе появились колоссальные энергосистемы, представляющие совокупность источников энергии и устройств для ее передачи и распределения. Концентрация в современном производстве источников энергии, высокие уровни энергии, использование ранее неизвестных форм энергии определяют растущую актуальность и важность проблемы безопасности в современном производстве. Высокие уровни используемой энергии, многообразие форм энергии существенно увеличили вероятность неконтролируемого выхода энергии, опасность воздействия негативных факторов на человека. Эту тенденцию можно характеризовать энтропией источника энергии, понимая под энтропией вероятность пребывания системы в данном состоянии: чем выше уровень энергии объекта, тем меньше его энтропия. При отсутствии энергетического источника энтропия объекта приобретает максимальное значение, и обеспечивается наибольшая вероятность пребывания объекта в этом состоянии.
Разнообразие форм энергии порождает многообразие факторов среды обитания человека, воздействующих на его здоровье. Все многообразие производственных факторов согласно ГОСТ 12.0.003-74 подразделяют на несколько групп: физические, химические, биологические и психофизиологические. К физическим опасным и вредным факторам относятся: движущиеся машины и механизмы, повышенная запыленность и загазованность, повышенная или пониженная температура, повышенный уровень шума, вибрации, ультразвука, повышенное или пониженное барометрическое давление, повышенная или пониженная влажность, подвижность воздуха, повышенный уровень ионизирующих или электромагнитных излучений и т.д. Химические опасные и вредные факторы подразделяются на токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные. Биологические факторы включают: бактерии, вирусы, риккетсии, спирохеты, грибы и простейшие, а также растения и животных. Психофизиологические факторы подразделяют на физические и нервно-психические перегрузки. Один и тот же опасный и вредный фактор может по своему действию относиться к различным группам.
7.3.2. Производственная среда и ее характеристики
На производстве ежегодно погибает около 15 тыс. чел. и травмируется примерно 670 тыс. чел. По данным зам. председателя СМ СССР Догуджиева В.Х. в 1988 г. в стране произошло 790 крупных аварий и 1 млн. случаев группового травматизма. Этим определяется важность безопасности деятельности человека, которая отличает его от всего живого-Человечество на всех этапах своего развития серьезное внимание обращало на условия деятельности. В трудах Аристотеля, Гиппократа (III-V) век до н.э.) рассматриваются условия труда. В эпоху возрождения медик Парацельс изучал опасности горного дела, итальянский врач Рамаццини (XVII век) заложил основы профессиональной гигиены. И интерес общества к этим проблемам растет, так как за термином "безопасность деятельности" стоит человек, а "человек есть мера всех вещей" (философ Протагор, V век до н.э.).
Деятельность - это процесс взаимодействия человека с природой и антропогенной средой. Совокупность факторов, влияющих на человека в процессе деятельности (труда) в производстве и в быту, составляют условия деятельности (труда). Причем действие факторов условий может быть благоприятным и неблагоприятным для человека. Воздействие фактора, могущее составить угрозу жизни или ущерб здоровью человека, называется опасностью. Практика свидетельствует, что любая деятельность потенциально опасна. Это аксиома о потенциальной опасности деятельности.
Каждое производство характеризуется своим комплексом опасных и вредных факторов, источниками которых являются оборудование и технологические процессы. Современное машиностроительное предприятие, как правило, включает литейные и кузнечно-прессовые, термические, сварочные и гальванические, а также сборочные и окрасочные цеха.
Основными производственными факторами в литейных цехах являются: пыль, выделяющиеся пары и газы, избыточная теплота, повышенный шум и вибрация, электромагнитные излучения, повышенное напряжение в электрических цепях, движущиеся машины и механизмы. Пыль литейных цехов в основном мелкая (до 62-87%) с размером пылинок до 2 мкм. Большая часть пыли составляет диоксид кремния, входящий в формовочные и стержневые смеси. К газам и парам, загрязняющим воздух литейных цехов, относят: акролеин, ацетон, ацетилен, бензол, оксид азота и углерода, выделяющийся при плавке. Значительная избыточная теплота выделяется технологическим оборудованием, примерно 14-62% общего расхода теплоты на расплавление металла. Интенсивность теплового потока на ряде рабочих мест достигает 0,5-11 кВт/м2. Значительная часть оборудования литейных цехов является источником высокой звуковой мощности.
В кузнечно-прессовых цехах в воздухе имеют место масляные аэрозоли, продукты сгорания смазки, сернистый газ, оксид углерода, сероводород и др. Концентрация пыли в воздухе рабочей зоны достигает 3,9-138 мг/м3 около прессов и молотов. В цех попадает до 10% количества вредных веществ от сгорания топлива. Интенсивность теплового потока у нагревательных печей, прессов и молотов составляет 1,4-2,1 кВт/м2. Амплитуда вибрации фундамента молота составляет 0,56-1,2 мм. Опасность поражения током возникает у нагревательных печей, потребляющих мощности 15-330 кВт при напряжении 50-80 В. У печей индукционного нагрева напряженность магнитного поля (8-10 А/м) превышает допустимые величины. Большое количество движущихся механизмов, перемещаемых материалов создают опасность травмирования работающих.
Характеристики опасных и вредных факторов при термической обработке определяются используемым оборудованием, видом термической обработки, применяемыми рабочими средами. Токсичными газами в термических цехах являются оксид углерода, аммиак, диоксид серы, сероводород, бензол, цианид. На ряде рабочих мест интенсивность теплового потока составляет 1,11-3,13 кВт/м2. В электротермическом оборудовании используется повышенное значение напряжения. На высокочастотных установках имеет место повышенная напряженность электрического и магнитного полей. Толкательные печи, дробеструйные установки, газовые горелки создают высокий уровень шума. Использование в термических цехах контролируемых атмосфер, печей-ванн, масел для нагрева и охлаждения сопряжено со взрыво-пожароопасностью.
В гальванических цехах источниками опасности являются технологические процессы подготовки поверхности, приготовления растворов и электролитов, нанесение покрытий. Методы очистки поверхностей характеризуются повышенной запыленностью, шумом и вибрацией. Используемые для приготовления растворов щелочи, кислоты, соли при воздействии на организм могут вызвать отравление или профзаболевание. Использование ручного виброинструмента для шлифования поверхностей может быть причиной виброболезни. Работа на ультразвуковых ваннах очистки сопряжена с воздействием на работающего звуковых и ультразвуковых колебаний.
Сварочное оборудование является источником повышенной запыленности и загазованности, ультрафиолетового и инфракрасного излучения, электромагнитных полей, ионизирующих излучений, шума и ультразвука. Сварочные аэрозоли содержат окислы различных металлов, а также токсичные газы (оксиды углерода, озон, фтористый водород, оксиды азота и др.). Сварочная дуга является источником инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Высокочастотная сварка сопровождается образованием электромагнитных полей, а при работе электронно-лучевых установок возникают ионизирующие излучения. К опасным факторам сварочных процессов следует отнести электрический ток, искры и брызги расплавленного металла, возможность взрыва баллонов.
Основными производственными опасностями при механообработке являются: движущиеся части оборудования, перемещающиеся изделия, стружка, повышенное напряжение электричества, а также запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны. При обработке хрупких материалов стружка разлетается на расстояние 3-5 м. Обработка сплавов, содержащих свинец, сопровождается образованием токсичной пыли. Нагревание полимерных материалов при обработке вызывает образование вредных углеводородов. Аэрозоли СОЖ вызывают раздражение верхних дыхательных путей.
Источниками производственных опасностей в сборочных цехах являются: пневмоэлектрический инструмент, перемещающиеся изделия, движущиеся части конвейера. Они являются причиной травматизма, высокого уровня шума. Органические растворители, используемые для очистки сборочных единиц, создают опасность отравления и возникновения пожара.
Многообразны производственные опасности при окрасочных работах; токсичные лакокрасочные материалы, образование в рабочей зоне лакокрасочных аэрозолей, выделение паров растворителей (ароматические и хлорированные углеводороды). Особую опасность представляют собой пигменты, содержащие свинец и его соединения. Ряд производственных опасностей обусловлены эксплуатацией окрасочного оборудования: движущиеся механизмы, передвигающиеся окрашиваемые изделия, шум, вибрация, ультразвук при подготовке поверхностей изделий, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение при работе сушильного оборудования, статическое электричество при окрашивании в электростатическом поле, взрыво-пожароопасность ряда процессов подготовки и окраски поверхностей.
Рост промышленного производства сопровождается непрерывным ростом воздействия производственной среды на биосферу. Считается, что каждые 10-12 лет объем производства удваивается, соответственно также возрастает объем выбросов в окружающую среду: газообразных, твердых и жидких, а также энергетически. При этом имеет место загрязнение атмосферы, водного бассейна и почвы.
Анализ состава загрязнений, выбрасываемых в атмосферу машиностроительным предприятием, показывает, что, кроме основных загрязнений (СО, SO2, NОn, СnНm, пыль), в выбросах содержатся токсичные соединения, оказывающие значительное отрицательное воздействие на окружающую среду. Концентрация вредных веществ в вентиляционных выбросах невелика, но общее количество вредных веществ значительно. Выбросы производятся с переменной периодичностью и интенсивностью, но ввиду небольшой высоты выброса, рассредоточенности и плохой очистки они сильно загрязняют воздух на территории предприятий. При малой ширине санитарно-защитной зоны возникают трудности в обеспечении чистоты воздуха в жилых зонах.
Существенный вклад в загрязнение атмосферы вносят энергетические установки предприятия. Они выбрасывают в атмосферу СО2, СО, сажу, углеводороды, SO2, SO3, PbO, золу и частицы несгоревшего твердого топлива.
На долю машиностроительных предприятий приходится около 10% общего промышленного водопотребления. Машиностроительное предприятие сбрасывает три вида сточных вод: производственные, бытовые и атмосферные. В производственных сточных водах содержатся механические примеси органического и минерального происхождения, в том числе гидроксиды металлов, стойкие и Летучие нефтепродукты, эмульсии, токсичные соединения органического и неорганического происхождения (ионы металлов, фенолы, цианиды, сульфаты, сульфиды и др.). Бытовые сточные воды по составу и концентрации загрязняющих веществ подобны городским сточным водам. Атмосферные сточные воды образуются в результате смывания атмосферными осадками загрязнений, имеющихся на территории предприятия (металлическая стружка, пыль, сажа, нефтепродукты).
Твердые отходы в машиностроении образуются в процессе производства в виде амортизационного лома, стружки и опилок, шлаков и золы, шламов, осадков и пыли. На предприятиях машиностроения отходы составляют порядка 260 кг на тонну металла. Это отходы литейного производства, механической обработки. Концентрация твердых частиц в шламах отстойников очистных сооружений от 20 до 300 г/л. Шламы термических, литейных цехов содержат токсичные соединения (свинец, хром, цианиды и т.п.).
Важной составной частью воздействия машиностроительного предприятия на атмосферу являются энергетические излучения. К ним относится шум, создаваемый технологическим оборудованием (испытательные станции, вентиляционные и др. установки).
Шум, создаваемый промышленным предприятием, не должен превышать предельно допустимых спектров. На предприятиях могут работать механизмы, являющиеся источником инфразвука (двигатели внутреннего сгорания, вентиляторы, компрессоры и т.п.). Допустимые уровни звукового давления инфразвука установлены санитарными нормами. Технологическое оборудование ударного действия (молоты, прессы), мощные насосы и компрессоры, двигатели являю