Методика расчета опасных и вредных факторов бытовой и производственной среды

Вопросы выносимые на изучение:
Методика расчета пылевой нагрузки.
Методика расчета снижения продолжительности жизни.

Применительно к БЖД термин «Опасность» формулируется так:
«Опасность – негативное свойство систем материального мира, приводящее человека к потере здоровья или гибели»
Понятие «источник опасности». К источникам опасности относятся компоненты биосферы и техносферы, космическое пространство, социальные и иные системы. Для каждого источника опасности характерны наличие уровня, зоны и продолжительности действия опасности.
Понятие «Опасность» - это свойство человека и окружающей среды причинять ущерб живой и неживой материи. Опасности техносферы возникают при достижении существующими в ней внешними потоками вещества, энергии и информации значений, превышающих способность к их восприятию любым объектом защиты системы без нарушения его функциональной целостности, т.е. без причинения ущерба.

Понятие «защита от опасностей». К этому понятию относятся способы и методы снижения уровня и продолжительности действия опасностей на человека и природу. Защиту объекта от опасностей реализуют снижением негативного влияния источников опасности (сокращением значения техногенного риска и размеров опасных зон), его выведением из опасной зоны; применением экобиозащитной техники и средств индивидуальной защиты.
Толерантность – способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды. Зона оптимума с точкой комфорта (точка максимума жизненного потенциала) и зоны допустимых значений фактора воздействия являются областью нормальной жизнедеятельности, а зоны с большими отклонениями фактора от оптимума называются зонами угнетения (зонами пессимума). Пределы толерантности по фактору воздействия совпадают со значениями минимума и максимума фактора, за пределами которых существование организма невозможно (это зона гибели).

Классификация опасностей:
По воздействию опасностей
на объект защиты их делят на:
1. Вредный фактор: негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению самочувствия или заболеванию;
2. Травмирующий (травмоопасный) фактор: негативное воздействие на человека, которое приводит к травме или летальному исходу.

Бытовой средой называют совокупность факторов и элементов, воздействующих на человека в быту. К элементам бытовой среды относятся все факторы, связанные:
С устройством жилища: типом жилища, применяемыми строительными материалами, конструкцией частей здания, внутренней планировкой, составом помещений и их размерами, инсоляцией и освещением, микроклиматом и отоплением, чистотой воздуха и вентиляцией, санитарным состоянием жилища, расположением жилища относительно транспортных магистралей и промышленной зоны.
С использованием полимерных строительных материалов, мебели, ковров, покрытий, одежды из синтетики – являющихся источником вредных веществ в быту.
С использованием бытовой техники: телевизоров, газовых, электрических и СВЧ –печей, стиральных машин, фенов и др.
С обучением и воспитанием, с социальным статусом семьи, с материальным обеспечением, психологической обстановкой в быту.

Все факторы бытовой среды можно разделить на: физические, химические, биологические и психофизиологические.
Повышена скорость движения воздуха.
Повышена или снижена влажность.
Повышено или снижено атмосферное давление.
Недостаточная освещенность.
Рушащиеся конструкции.
Опасные и вредные факторы бывают скрытыми, неявными или же такими, которые трудно обнаружить или распознать. Это касается любых опасных и вредных факторов, равно как и источников опасности, которые порождают их.
Физические факторы:

Химические:
Химические вещества, которые пребывают в разном агрегатном состоянии (твердом, газообразном, жидком).
Элементы, которые различными путями проникают в организм человека (через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, через кожные покровы и слизистые оболочки).
Вредные вещества (токсичные, наркотические, раздражающие, удушающие, сенсибилизующие, канцерогенные, мутагенные, тератогенные и др., влияющие на репродуктивную функцию)

Биологические
Психофизиологические
Различные представители флоры и фауны.
Макроорганизмы.
Микроорганизмы.
Физические перегрузка (статическая, динамическая).
Нервно-психические перегрузки (умственные перегрузки, перегрузки анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).

Характеристика отдельных категорий работ

Идентификация и воздействие на человека вредных и опасных факторов среды обитания (Расчет пылевой нагрузки).

Одним из вредных физических факторов рабочей среды являются аэрозоли (пыли) преимущественно фиброгенного действия (АПФД). В случае превышения среднесменной предельно допустимой концентрации (ПДК) фиброгенной пыли расчет пылевой нагрузки обязателен.
Пылевая нагрузка (ПН) на органы дыхания работающего - это реальная или прогностическая величина суммарной экспозиционной дозы пыли, которую рабочий вдыхает за весь период фактического или предполагаемого профессионального контакта с фактором:
ПН = К∙N∙T∙Q
где К - фактическая среднесменная концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/м3; N - число рабочих смен в календарном году в условиях воздействия АПДФ; Т - количество лет контакта с АПФД; Q - объем Легочной вентиляции за смену, м3 (табл. 1.1).

Полученные значения фактической ПН сравнивают с величиной контрольной пылевой нагрузки (КПН), под которой понимают пылевую нагрузку, сформировавшуюся при условии соблюдения среднесменной ПДК пыли в течение всего периода профессионального контакта с ней:
КПН = ПДК∙N∙Т∙Q,
где ПДК - среднесменная предельно допустимая концентрация пыли в зоне дыхания работника, мг/м3; N - число рабочих смен в календарном году (обычно 250 смен в году); T - количество лет контакта с АПФД; Q - объем легочной вентиляции за смену, м3.

Кратность превышения контрольных пылевых нагрузок указывает на класс вредности условий труда по данному фактору (табл. 1.2). Если создается опасность возникновения пожара и взрыва (например, при концентрации угольной и другой органической пыли >200-400 мг/м3), устанавливается 4-й класс условий труда.

При превышении контрольных пылевых нагрузок рекомендуется использовать принцип «защиты временем». Для этого необходимо рассчитать стаж работы (Т1), при котором пылевая нагрузка (ПН) не будет превышать КПН. При этом КПН рекомендуется определять за средний рабочий стаж, равный 25 годам.
T1 = КПН25 / (K∙N∙Q),
где T1- допустимый стаж работы в данных условиях; КПН25 - контрольная пылевая нагрузка за 25 лет работы в условиях соблюдения ПДК; К - фактическая среднесменная концентрация пыли; N - количество смен в календарном году; Q - объем легочной вентиляции за смену.

Значение К принимается как средневзвешенная величина за все периоды работы:
К= К1t1+K2t2+…..+Kntn / ∑t
где К1 – Кn - фактические среднесменные концентрации за отдаленные периоды работы; t1 - tn - периоды работы, в течение которых фактические концентрации были постоянны.
Величина Q рассчитывается аналогично значению К.

Пример задача № 1
Рабочий проработал 7 лет в условиях воздействия пыли гранита, содержащей 60% SiO2. Среднесменная концентрация пыли за этот период составляла 3 мг/м3. Категория работ – II б (объём лёгочной вентиляции равен 7м3). Среднесменная ПДК данной пыли - 2 мг/м3. Среднее количество рабочих смен в год – 248.
Определить: а) пылевую нагрузку (ПН), б) контрольную пылевую нагрузку (КПН) за этот период, в) класс условий труда, г) контрольную пылевую нагрузку за период 25-и летнего контакта с фактором АПФД (КПН25), д) допустимый стаж работы в таких условиях.

Пример задача № 2
Рабочий проработал в контакте с асбестсодержащей пылью (содержание асбеста более 20% по массе). ПДКсс пыли – 0,5 мг/м3. Общий стаж работы – 15 лет. Первые 5 лет фактическая среднесменная концентрация пыли составляла 10 мг/м3, категория работ – III (объём лёгочной вентиляции – 10 м3 в смену). Следующие 6 лет фактическая ССК была равна 3 мг/м3, категория работ – II а (объём лёгочной вентиляции за смену – 7 м3) и последние 4 года ССК составляла 0,9 мг/м3, категория работ – II а. Среднее количество рабочих смен в году 248.
Определить: а) ПН, б)КПН за этот период, в) класс условий труда, г) КПН25, д)допустимый стаж работы в таких условиях.

Определение сокращения продолжительности жизни расчетным путем.
(Этот показатель характеризует скрытый ущерб здоровью, является обобщенной характеристикой ущерба неидентифицируемых результатов воздействия опасных факторов на человека.)

Освежим в памяти материал 2-го курса дисциплины МБОБ:
Условия труда подразделяются на 4 класса: оптимальные, допустимые, вредные и опасные.
Оптимальные условия труда (1 класс) - такие условия, при которых сохраняется здоровье работающих и создаются предпосылки для поддержания высокого уровня работоспособности.
Допустимые условия труда (2 класс), при которых факторы не превышают установленных гигиенических нормативов для рабочих мест, а возможные изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время отдыха или к началу следующей смены.
Вредные условия труда (3 класс) характеризуются наличием вредных производственных факторов, превышающих гигиенические нормативы и оказывающих неблагоприятное действие на организм работающего и/или его потомство.

1 степень 3 класса (3.1) - условия труда характеризуются такими отклонениями уровней вредных факторов от гигиенических нормативов, которые вызывают функциональные изменения, восстанавливающиеся при более длительном (чем к началу следующей смены) прерывании контакта с вредными факторами;
2 степень 3 класса (3.2.) - уровни вредных факторов, вызывающие стойкие функциональные изменения, приводящие к появлению начальных признаков профессиональных заболеваний, возникающих после продолжительной экспозиции (часто после 15 и более лет);
3 степень 3 класса (3.3.) - условия труда, характеризующиеся такими уровнями вредных факторов, воздействие которых приводит к развитию профессиональных болезней легкой и средней степеней тяжести с временной утратой трудоспособности;
4 степень 3 класса (3.4) - условия труда, при которых могут возникать тяжелые формы профессиональных заболеваний.

Опасные (экстремальные) условия труда (4 класс) характеризуются уровнями производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск развития острых профессиональных поражений, в том числе и тяжелых форм. Работа в опасных условиях труда допускается только в чрезвычайных ситуациях, связанных с ликвидацией аварий и проведением экстренных работ по предупреждению аварийных ситуаций.
Градация условий труда в зависимости от степени отклонения действующих факторов производственной среды и трудового процесса от гигиенических нормативов представлена в таблицах от 1.1.1 до 1.10.

При суточной миграции человека во вредных условиях жизненного пространства суммарная оценка ущерба здоровью может быть определена через подсчет времени сокращения продолжительности жизни в сутках по приближенной формуле:
СПЖΣ = СПЖпр + СПЖг + СПЖб, (1.1.)
где СПЖпр СПЖг СПЖб - сокращения продолжительности жизни при пребывании человека соответственно, в условиях производства, города и быта (сут.).
Расчет снижения продолжительности жизни осуществляется:
по фактору неблагоприятных условий производства:
СПЖпр = (Кпр+Кт+Кн)∙ (Т - Тн), (1.2.)
где Кпр, Кт, Кн - ущерб здоровью на основании оценки класса условий производства, тяжести и напряженности труда, сут/год; Т - возраст человека, год; Тн - возраст начала трудовой деятельности.

по фактору неблагоприятных условий городской среды:
СПЖ г = (Кг1 ∙ Т+Кг2 ∙ t/24) ∙ Тт, (1.3)
где Кг1, Кг2 - скрытый ущерб здоровью в условиях городской среды соответственно от загрязнения воздуха и поездки на общественном транспорте, сут/год (табл. ); t - время (ч), затрачиваемое человеком ежедневно на проезд на работу и домой, отнесенное к 24 часам в сутках; Тт - количество лет, в течение которых человек использует общественный транспорт для поездки на работу.
Сокращение продолжительности жизни по фактору неблагоприятных бытовых условий при условии курения человеком определяется по формуле:
СПЖб = Кб1∙ Т + Кб2 ∙ Тк ∙n/20 , (1.4)
где Кб1 и Кб2 - скрытый ущерб здоровью по вредным факторам бытовой среды соответственно от неблагоприятных бытовых условий и от курения, сут/год; n - количество выкуриваемых сигарет в день, соотнесенное к 20 сигаретам, приводящим к отравлению, пограничному между хроническим и острым; Тк - стаж курильщика, лет.