Приборы радиационного контроля.

Требования к проведению радиационного контроля используют нормы радиационной безопасности (НРБ — 96), Гигиенические нормативы (ГН) 2.6.1.054-96 и приборы для измерения или контроля подразделяются на:

-дозиметры (измеренную экспозиционную или поглощенную дозу излучения, мощность этих доз)

-радиометры (измеряют активность нуклида в радиоактивном источнике);

-спектрометры (измеряют, распределение энергии ИИ по времени, массе и заряду элементарных частиц);

-сигнализаторы;

-универсальные приборы (дозиметры + другие);

-устройство детектирования.

Для индивидуального дозиметрического контроля применяют приборы ИФКУ-1, ТЛД, КИД-6 и другие, для контроля степени радиоактивной загрязненности тела и спецодежды –СЗБ2-1еМ, СЗБ2-01 и др. Плотность потоков a,- b, g - и нейтронного излучения измеряют приборами РУП-1, УИМ2-1еМ, а объемную активность радиоактивных газов и аэрозолей в воздухе - приборами РВ-4, РГБ-3-01.

4 ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ САНИТАРИЯ

4.1 Производственный климат помещений

Микроклимат производственных помещений – это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.

В основе гигиенического микроклимата лежат энергетические процессы, протекающие в организме человека, а в основе жизненных процессов – биохимические процессы, большая часть которых протекает

экзотермически. Этим, видимо, и объясняется, что человек имеет обычно более высокую температуру, чем окружающая среда.

Великий русский физиолог И. П. Павлов писал, что «организм сам в себе, своей деятельностью, своими химическими процессами производит теплоту». Избыток теплоты, вырабатываемый организмом в процессе метаболизма, принимается окружающей средой. При сохранении баланса выработка теплоты организмом и поглощении теплоты окружающей средой человек испытывает хорошее самочувствие (тепловое безразличие); нарушение баланса приводит к перегреву или переохлаждению организма.

Человеческий организм отдает теплоту в окружающую среду: конвекцией, излучением, через испарения влаги. С допустимой степенью точности (по данным исследователей) можно считать, что величина теплоотдачи составит: конвекцией – 25%, излучением 50%, испарением – 25 % (испарительное охлаждение).

Существенное влияние на интенсивность теплопередачи оказывает скорость движения окружающего воздуха. Так, при изменении скорости от 0,09 до 2,25 м/с доля теплопередачи тела человека конвекцией возрастает с48 до 82 %, при это доля передачи теплоты излучением снижается с 52 до 18 %, (при отсутствии теплоотдачи испарением).

Роль испарительного охлаждения человеческого тела возрастает в тех случаях, когда конвективная и радиационная (излучением) теплоотдача затруднена. Так, при температуре воздуха t_в = 10^о C испарительное охлаждение составляет около 18 % теплообразования, при t_в = 29^о C эта величина достигает 40 %, при температуре t_в > 36^о C почти вся теплота, выработанная организмом и сообщает телу воздухом, отдается путем испарения, активность которого зависит от относительной влажности окружающего воздуха.

Необходимо отметить, что физическая природа конвекционной и лучистой теплоты не одинакова. В то время как передача конвекционной теплоты осуществляется путем непосредственного контакта окружающего воздуха с поверхностью тела, лучистая теплота переносится электромагнитными волнами непосредственно в клетку организма. В связи с этим физиологический эффект конвекционной и радиационной теплоты различен. Как правило, радиационные теплопотери в теплообмене человека с окружающей средой в нормальных условиях превалируют над конвекционными. Поэтому вопрос о нормировании температуры ограждений следует обязательно увязывать с самочувствием человека, между тем известно, что температура внутренней поверхности наружных ограждений часто проверяется лишь из условия отсутствия конденсации влаги (из воздуха) на ее поверхности.

Терморегуляция организма человека.Основными параметрами, обеспечивающими процесс теплообмена человека с окружающей средой, как было сказано выше, являются параметры микроклимата. В естественных условиях на поверхности Земли (уровень моря) эти параметры изменяются в существенных пределах. Так, температура окружающей среды изменяется от – 88 до 60 ^оС; подвижность воздуха – от 0 до 100 м/с; относительная влажность – от 10 до 100 % и атмосферное давление – от 680 до 810 мм рт. ст.

Терморегуляцией организма называется совокупность физиологических и химических процессов, направленных на поддержание температуры тела в определенных пределах (36.1…37,2 ^оС). Перегрев тела или его переохлаждение приводит к опасным нарушениям жизненных функций, а в некоторых случаях – к заболеваниям. Терморегуляция обеспечивается изменением двух составляющих теплообмен процессов – теплопродукции и теплоотдачи. На тепловой баланс организма существенно влияет теплоотдача, как наиболее управляемая и изменчивая.

Теплота вырабатывается всем организмом, но более всего поперечнополосатыми мышцами и печенью. Теплообразование организма человека, одетого в домашнюю одежду и находящегося в состоянии относительного покоя при температуре воздуха 15…25 ^оС, сохраняется приблизительно на одном и том же уровне. С понижением температуры оно увеличивается, а при ее повышении с 25 до 35 ^оС, зависимости от температуры окружающего воздуха и тяжести выполняемой работы несколько уменьшается. При температуре более 40 ^оС выработка теплоты начинает увеличиваться. Эти данные свидетельствуют о том, что регуляция производства теплоты в организме главным образом происходит при пониженных температурах окружающей среды.

Теплопродукция возрастает при выполнении физических работ, причем больше, чем тяжелее работа. Количество вырабатываемой теплоты зависит также от возраста и состояния здоровья человека. Усредненные значения теплопродукции взрослого человека в зависимости от температуры окружающего воздуха и тяжести выполняемой работы приведены в таблице 4.1.

Различают три вида теплоотдачи организма человека:

излучение (в виде инфракрасных лучей, испускаемых поверхностью тела в направлении предметов с меньшей температурой);

конвекция (нагревание омывающего поверхность тела воздуха);

испарение влаги с поверхности кожи, слизистых оболочек верхних дыхательных путей и легких.

Процентное соотношение между этими видами теплоотдачи человека, находящегося в нормальных условиях в состоянии покоя, выражается следующими цифрами: 45/30/25.Однако указанное соотношение может изменится в зависимости от конкретных значений параметров микроклимата и тяжести выполняемой работы. Теплоотдача излучением происходит только в том случае, когда температура окружающих предметов ниже температуры открытых участков кожи (32…34,5 ^оС) или наружных слоев одежды (27…28 ^оС для легко одетого человека и приблизительно 24 ^оС для человека в зимней одежде). Основная часть излучения относится к инфракрасному диапазону с длиной волны (4…50)* 10^-6 м. При этом теряемое организмом в единицу времени количество теплоты, Дж/с (1 Дж/с = 1 Вт),

P_p = S δ(T⁴_ч - T⁴_о),                           (4.1)

где S – площадь поверхности тела человека, определяемая по графику (рис.14.1), м². Если масса и рост человека неизвестны, то принимают S = 1,5 м²; δ – приведенный коэффициент излучения, Вт/ (м² * К⁴): для хлопчатобумажной ткани δ= 4,2* 10^-8; для шерсти и щелка δ= 4,3* 10^-8, для кожных покровов человека δ= 5,1* 10^-8; T_ч – температура поверхности тела человека; для раздетого человека 306 K (это соответствует 33 ^оС); T_о – температура окружающей среды, K.

Теплоотдача конвекцией также происходит в случае, если температура поверхности кожи или верхних слоев одежды выше температуры их воздуха. При отсутствии ветра прилегающий к поверхности кожи раздетого человека слой воздуха толщиной 4…8 мм нагревается за счет его теплопроводности. Более отдаленные слои нагреваются вследствие естественного движения воздуха толщина окружающего человека пограничного слоя уменьшается до 1 мм, а теплоотдача поверхности тела возрастает в несколько раз. Потер теплоты конвекцией через дыхательные пути меньше, чем от кожного покрова, и происходит в тех случаях, когда температура выдыхаемого воздуха ниже температуры тела. Теплоотдача конвекцией повышается с ростом барометрического давления.

Приближенно потери теплоты в единицу времени конвекцией, Дж/с, можно определить по формуле

Р_к1 = 7(0,5 + )S(T_ч - T_o )                   (4.2.)

или    

Р_к2 = 8,4(0,273+ )S(T_ч - T_o )           (4.3.)

где v – скорость движения воздуха, м/с.

Первую формулу используют при скорости движения воздуха v ≤ 0,6 м/с, вторую – при v > 0,6 м/с.

Испарение – это теплопе6редача при повышенной температуре воздуха, когда указанные ранее способы теплоотдачи затруднены или невозможны. В обычных условиях на большой части поверхности тела человека происходит неощутимое потоотделение, возникающее в результате диффузии воды без активного участия потовых желез. Исключение составляют поверхности ладоней, подошв и подмышечных впадин (составляющие примерно 10 % поверхности тела), на которых пот выделяется непрерывно.

Таблица 4.1 Теплопродукция человека в зависимости от температуры окружающего воздуха и тяжести выполняемой работы

В результате испарения организм в сутки теряет в среднем около 0,6 л воды. Так как на испарение 1 г воды затрачивается приблизительно 2,5 кДж. С увеличением температуры воздуха и степени тяжести работы за счет более активного проникновения жидкости через стенки оплетающих потовые железы артериальных сосудов и нервной регуляции потоотделение усиливается, достигая за смену 5 л, а в некоторых случаях 10…12 л. Отдач также возрастает.

При слишком интенсивном выделении пот не всегда успевает испариться и может выделяться в виде капель. В этом случае влажный слой на коже препятствует теплопередаче, приводя в дальнейшем к перегреванию организма. Кроме того с потом человек теряет большое количество солей (в 1 л пота содержится 2,5…2,6 г хлорида натрия) и водорастворимых витаминов (С, В₁, В₂), что приводит к сгущению крови и ухудшению работы сердца. Следует отметить, что при потере количества воды, равного 1 % общей массы тела, у человека возникает чувство сильной жажды; утраты 5 % воды приводит к потере сознания, 10 % - к смерти.

Количество выделяемого пота зависит и от индивидуальных особенностей организма, а также от степени его приспособляемости к данным климатическим условиям. На интенсивность испарения влаги влияют температура и скорость движения воздуха.

Через дыхательные пути испаряется около 300…350 г влаги в сутки, что приводит к потере 750…875 кДж теплоты.

Общие потери теплоты испарением в единицу времени, Дж/с, можно приближенно определить по формуле

P_и = 0,6547 q(1 + k_л),                        (4.4.)

где q- интенсивность выделения пота, г/ч, определяемая взвешиванием человека; k_л – коэффициент пересчета теплоотдачи через легкие, зависящий от температуры окружающего воздуха; при 0 ^оC k_л =0,43, при 18 ^оC – 0,3, при 28 ^оC – 0,23, при 35 ^оC – 0,035 и при 45 ^оC k_л =0,015.

Гигиеническое нормирование параметров микроклимата производственных помещений.Нормы производственного микроклимата установлены системой стандартов безопасности труда ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Они едины для всех производств и всех климатических зон с некоторыми незначительными отступлениями.

В этих нормах отдельно нормируется каждый компонент микроклимата в рабочей зоне производственного помещения: температура, относительная влажность, скорость воздуха в зависимости от способности организма человека к акклиматизации в разное время года, характера одежды, интенсивности производимой работы и характера тепловыделений в рабочем помещении.

Для оценки характера одежды (теплоизоляции) и акклиматизации организма в разное время года введено понятие периода года. Различают теплый и холодный периоды года. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10 ^оC  и выше, холодный – ниже +10 ^оC.

При учете интенсивности труда все виды работ, исходя из общих энергозатрат организма, делятся на три категории: легкие, средней тяжести и тяжелые. Характеристику производственных помещений по категории выполняемых в них работ устанавливают по категории работ, выполняемых 50 % и более работающих в соответствующем помещении.

К легким работам (категории I) c затратой энергии до 174 Вт относятся работы, выполняемые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжен6ия (работа контролеров, в процессе точного приборостроения, конторские работы и др.) Легкие работы подразделяют на категорию Iа (затраты энергии до 139 Вт) и категории Iб (затраты энергии 140…174 Вт). К работам средней тяжести (категория II) относят работы с затратой энергии 175… 232 Вт (категории IIа) и 233…290 Вт (категории IIб). В категорию IIа входят работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые стоя или сидя, но не требующие перемещения тяжестей, в категорию IIб – работы, связанные с ходьбой и переноской небольших (до 10 кг) тяжестей в механосборочных цехах, текстильном производстве, при обработке древесины и др. К тяжелым работам (категория III) с затратой энергии болл290 Вт относя работы , связанные с систематическими физическим напряжением, в частности с постоянным передвижением, с переноской значительных (более 10 кг) тяжестей (в кузнечных, литейных цехах с ручными процессами и др.).

По интенсивности тепловыделений производственные помещения делят на группы в зависимости от удельных избытков явной теплоты. Явной называется теплота, воздействующая на изменение температур воздуха помещения, а избытком явной теплоты – разность между суммарными поступлениями явной теплоты и суммарными теплопотерями в помещении . Явная теплота которая образовалась в пределах помещения, но была удалена из него без передачи теплоты воздуху помещения (например, с газами от дымоходов или с воздухом местных отсосов от оборудования), при расчете избытков теплоты не учитывается. Незначительные избытки явной теплоты – это избытки теплоты, не превышающие 23 Вт на 1м³ внутреннего объема помещения. Помещения со значительными избытками явной теплоты характеризуются избытками теплоты более 23 Вт/м³.

Интенсивность теплового облучения работающих от нагретых поверхностей технологического оборудования, осветительных приборов, инсоляции на постоянных и непостоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м² при облучении 50 % поверхности человека и более, 70 Вт/м² - при облучении 25 – 50 % поверхности и 100 Вт/м²  - при облучении не более 25 % поверхности тела.

Интенсивность теплового облучения работающих от открытых источников ( нагретого металла, стекла, открытого пламени и др.). не должна превышать 140 Вт/м² , при этом облучению не должно подвергаться 25% поверхности тела и обязательно использование средств индивидуальной защиты.

 В рабочей зоне производственного помещения согласно ГОСТ 12.1.005-88 могут быть установлены оптимальные и допустимые микроклиматические условия. Оптимальные микроклиматические условия это такие сочетание параметров микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивает ощущение теплового комфорта и создает предпосылки для высокой работоспособности. Допустимые микроклиматические условия – это такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать напряжение реакций терморегуляции и которые не выходят за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений в состоянии здоровья, не соблюдаются дискомфортные теплоощущения, ухудшающие самочувствие и понижение работоспособности. Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры – обычными системами вентиляции и отопления.

Методы обеспечения нормальных микроклиматических условий. Улучшение метеоусловий в производственных помещениях осуществляется всего технологическими средствами на стадии проектирования – это механизация и автоматизация трудоемких работ, производственных процессов, а также применение дистанционного управления и наблюдения, когда обслуживающий персонал находится в помещении с нормальными метеоусловиями.

Обеспечение нормальных метеоусловий достигается также в результате уменьшения тепловых потерь, теплоизоляции аппаратов и трубопроводов, экранирования оборудования и обеспечения его герметичности, рациональной организации воздухообмена.

Уменьшение тепловых потерь. Санитарными нормами предусмотрено, что температура поверхности нагретого оборудования и ограждений на рабочих местах не должна превышать 45 ^оC, а для оборудования, внутри которого температура не выше 100 ^оC, температура поверхности не должна превышать 35 ^оC.

Уменьшение тепловых потерь достигается изменением конструкций нагретого оборудования, утолщением кладки, применением огнеупорных материалов с малой теплопроводностью, защитой наружной поверхности теплоизоляционным материалом.

Тепловая изоляциядает возможность не только улучшить условия труда в результате снижения суммарных тепловыделений в рабочую зону, но повысить производительность агрегатов, а также интенсифицировать технологический процесс.

Для тепловой изоляции применяют теплоизоляционные огнеупорные материалы, массы, растворы и обмазки, жаропрочные бетоны и другие неорганические материалы (диатомит, трепел, асбест, асбоцемент, стекловату и др.), а также органические теплоизоляционные материалы (пробковые, древесно-волокнистые плиты, войлок, термоизоляционный картон, пенопласт и др.).

Для нагретых аппаратов применяют многослойную изоляцию: сначала материал, выдерживающий требуемую температуру, а затем материал с более эффективными теплоизоляционными свойствами. Немаловажную роль играет в этом случае и окраска внешних поверхностей нагретых тел. Так, расчеты показывают, что покрытие аппаратов алюминиевой краской приводит к снижению лучистой теплоотдачи в два раза.

Экранирование. Экраны применяют как для экранирования источников излучения, так для защиты рабочих мест от воздействия теплового излучения. В последнем случае экраны устанавливают у пультов управления. Кранов и т.п. Экраны могут быть изготовлены из кирпича, листовой стали с асбестом, алюминия, асбеста, стекловолокна и т. д. Различают стационарные и передвижные экраны, а в зависимости от необходимой эффективности – одно – и многослойные.

По принципу работы экраны условно подразделяют на теплопоглощающие и теплоотводящие. Принадлежность экрана к той или иной группе зависит от того, какое свойство в нем преобладает. Предпочтение следует отдавать отражающим или отводящим тепло экранам, поскольку поглощающие экраны при их нагреве сами становятся источниками излучения. Кроме того, в зависимости от возможности наблюдения за технологическим процессом экраны подразделяются на три типа: непрозрачные, полупрозрачные и прозрачные.

К полупрозрачным экранам относятся металлические сетки (размер ячейки 3 * 3,5 мм), цепи, армированное стекло, а также не затрудняющие видимость защитные водяные, воздушно-водяные завесы, снижающие интенсивность теплового излучения на 80 % и более. В качестве прозрачных экранов используют силикатное, кварцевое или органическое стекло.

Герметичность нагретого оборудования вследствие постоянной деформации швов, стыков конструкций аппаратов, что приводит к загрязнению атмосферы производственного помещения и ухудшению метеорологических условий. Для обеспечения герметизации нагретое оборудование обкладывают листами алюминия или оцинкованного железа. Однако полной герметизации достичь не удается из-за наличия в аппаратах разнообразных рабочих отверстий делают минимально необходимой для проведения технологических операций.

Предупреждение перегрева организмав производственных условиях достигается посредством установления рационального питьевого режима, режима труда и путем использования водных процедур. По существующему в нашей стране по законодательству работники в цехах с повышенными тепловыделениями [более 23 Дж/(м³ * с)] обеспечиваются подсоленной газированной водой, содержащей от 0,2 до 0,5 % хлорида натрия. Питье такой воды способствует уменьшению жажды, потоотделения, снижению температуры тела, улучшению самочувствия, повышению производительности труда.

Для восстановления нарушенных функций организма у работающих при высокой температуре воздуха и значительном инфракрасном излучении устраивают комнаты отдыха с благоприятными метеоусловиями. Следует при этом учитывать возможное неблагоприятное влияние резкой смены температуры: например, при температуре на рабочем месте около 40 ^оC температура воздуха в комнате отдыха должна поддерживаться на уровне 25 -28 ^оC.

Рациональное размещение оборудованиятакже имеет большое значение для создания нормальных метеорологических условий. Так, аппарат, приборы с большими тепловыделениями, если это возможно по условиям работы, размещают на открытом воздухе или в отдельных изолированных помещениях, располагая их преимущественно в один ряд. Горячие установки и оборудование необходимо размещать, таким образом, и на таком расстоянии друг от друга и от стен здания, чтобы исключить попадание тепловых потоков на рабочем месте и их скрещивание там.

Размещаемое на открытых площадках технологическое оборудование должно иметь автоматическое или дистанционное управление с центрального пульта. Однако при работе на открытом воздухе метеорологические условия рабочей среды не поддаются регулировке и зависят только от внешних атмосферных воздействий – солнечной радиации, атмосферных осадков, ветра и т.д. В этих условиях большое значение приобретают рациональный режим труда, обеспечение работающих удобной и гигиенической спецодеждой, устройство специальных мест для кратковременного отдыха, в которых создается благоприятный микроклимат, а также солнце- и ветрозащитных навесов и ограждений и т. д.

Для регулирования параметров микроклимата могут быть использованы также отопление, вентиляция, кондиционирование и др.