Средства защиты от энергетических загрязнений

Ниже приводятся краткие характеристика СЗ от акустических факторов, вибраций и некоторых производственных излучений.

СЗ от акустических факторов (инфразвука, шума и ультразвука) в основном предназначены для защиты от шума. Защита от шума включает снижение его интенсивности в источнике, объемно-планировочные решения, защиту временем и расстоянием, применением СИЗ и уменьшением шума на путях его распространения. СЗ от шума решают эту последнюю задачу. Они подразделяются на средства а) звукоизоляции б) звукопоглощения и в) глушители шума. Средства звукоизоляции уменьшают проникновение шума в изолируемые помещения или его проникновение из шумных помещений в менее шумные и на прилегающую территорию. Применяемые при этом конструкции в основном отражают звук и отчасти его пропускают и поглощают. К звукопоглотителям относят материалы с коэффициентом поглощения α >0,3. Известны 3 основных механизма поглощения звука и соответственно 3 типа звукопоглотителей: а) пористые и б) мембранные звукопоглотители и в) объемные резонаторы. В пористых поглотителях из минеральной ваты, войлока, пенопласта и т.д. звуковая энергия переходит в тепловую за счет трения между колеблющимися молекулами воздуха и стенками пор. Наиболее эффективны эти звукопоглотители при высокочастотном шуме. (рис. 13а).

Рис. 13. Частотная характеристика пористых(а) и мембранных (б) звукопоглотителей и объемных резонаторов (в), Кз – коэффициент звукопоглощения

Мембранные поглотители представляют собой гибкие листы или панели из фанеры, ДСП и т.д., в которых звуковая энергия переходит в тепло из-за сопротивления мембраны гибкому изгибу при воздействии шума (рис. 13б). Наибольший эффект у таких поглотителей в области низких резонансных частот. Объемные резонаторы (рис. 13в) отличаются высоким Кз в очень узкой полосе частот. Звукопоглотители в виде перфорированных панелей из фанеры, ДСП, листовой штукатурки сочетаются все 3 механизма поглощения звука. При небольшой высоте помещения звукопоглощающую облицовку лучше размещать на потолке, в длинных и высоких помещениях - на стенах. Площадь облицованных поверхностей должна быть не менее половины общей площади ограждающих конструкций.

Для акустической обработки помещений с высокими требованиями к их акустике (например, сурдокамер) применяют штучные звукопоглотители в виде кубов, конусов, параллелепипедов, а также звукопоглощающие кулисы. Снижение уровня шума при этом составляет 5...8 дБ.

Более эффективным являются звукоизолирующие конструкции, представленные акустическими экранами, звукоизолирующими кожухами и ограждениями. Звукоизолирующие кожухи изготовляют из стали, дюралюминия, пластмасс. Они полностью закрывают источник шума и снижают интенсивность низкочастотного шума на 20...30, а высокочастотного на 40...50 дБ. Высокими звукоизолирующими свойствами обладают практически все строительные конструкции. Кирпичные и бетонные перекрытия, стены и перегородки снижают шума на 40...50 дБ. Их изолирующая способность пропорциональная толщине конструкции и ее поверхностной плотности, а при массивных стенах шум удается снизить на 55...60 дБ. Частотная характеристика строительных конструкций зависит также от их формы - плоской или цилиндрической. Наиболее уязвимым местом при звукоизоляции являются оконные проемы, вентиляционные отверстия и воздуховоды, для звукоизоляции которых в последнее время разработаны высокоэффективные пленочные материалы.

При невозможности снижения уровня шума с помощью звукоизолирующих кожухов (при размещении источника шума и РМ в одном помещении) применяются акустические экраны, т.е. преграды ограниченных размеров между источником шума и РМ. Их применение рекомендовано в случае превышения не менее чем на 10 дБ шума экранируемого источника сравнительно с шумом от других источников. Кроме того, эффективность таких экранов резко уменьшается при длительной (более 4с) реверберации, т.е. многократном отражении звука от ограждающих конструкций. Линейные размеры экрана должны не меньше чем в 3 раза превышать размеры источника. Наиболее целесообразной для этих экранов является П-образная форма.

Глушители шума подразделяются на активные, реактивные и комбинированные. Первые представляют собой трубы круглого или прямоугольного сечения, облицованные звукопоглощающим материалом, или наборы звукопоглощающих пластин, установленных в воздуховодах параллельно или перпендикулярно направлению движения воздуха, или перфорированные металлические цилиндры, заполненные керамзитовой крошкой. Активные глушители применяют в компрессорах, вентиляторах и газотурбинных установках. Реактивные глушители - это внезапное расширение участка трубопровода, рассчитанного для заданных частоты и скорости звука, боковые или концентрические резонаторы и экранные глушители на выходе из канала в атмосферу или на входе в канал. Кроме того, существуют и комбинированные глушители (например, экранные или камерные со звукопоглощающей облицовкой).

Для защиты от инфразвука применяются интерференционные глушители, выполенные в виде отводов в воздухопроводах, смещающих волну звука по фазе, и глушители камерного или резонаторного типа. Недостатком последних являются большие размеры (из-за большой длины волн инфразвука). Средства защиты от ультразвука те же, что и от высокочастотного шума.

СЗ от вибраций включают средства виброгашения, виброизоляции и вибродемпфирования.

Виброгашение обеспечивается увеличением жесткости и массы корпуса машин за счет их объединения с фундаментом. При этом отношение скорости колебаний машины относительно скорости колебаний всей системы равно отношению массы машины к массе системы (машина + фундамент), а это означает резкое гашение виброскорости. Вторым методом виброгашения является антифазная синхронизация динамических и ударных виброгасителей с колебаниями источника вибраций. Для этого применяют пружинные, маятниковые, эксцентриковые и гидравлические виброгасители, которые устанавливают в противофазе на вибрирующем агрегате. Для гашения вибраций в узком диапазоне частот применяют ударные виброгасители: маятниковые - для f=0,4...2 Гц, пружинные - для f=2...10 Гц и плавающие - для f>10 Гц.

Виброизоляция, являющая наиболее распространенным методом виброзащиты, может применяться как для виброизоляции оборудования, так и для виброизоляции РМ оператора. Она основана на использовании пружин для изоляции низких частот и упругих прокладок для изоляции высокочастотных вибраций. Комбинированная виброизоляция обеспечивает защиту во всем спектре частот. Сейчас применяются 2 варианта виброизоляции машин и оборудования - опорный и подвесной. В первом случае виброизоляторы устанавливаются между машиной и основанием, а во втором случае изолируемый объект подвешивается на виброизоляторах, укрепленных выше подошвы фундамента.

Вибродемпфирующие покрытия и конструкции обеспечивают перевод энергии вибрации в тепловую. Вибродемпфирующие свойства материалов определяются величиной коэффициента потерь - Кп. Чем выше Кп, тем больше рассеивание энергии вибраций. Слой вибродемпфирующий материалов (например, сплавов никеля с медью, кобальтом или титаном, пластмассы, резины, текстолита) наносят на колеблющиеся объекты. Жесткие покрытия при воздействии вибраций деформируются в направлении, параллельном поверхности с Кп - 0,15...0,40, мягкие покрытия - по толщине, с Кп - 0,05...0,5.

СЗ от производственных излучений определяются физическими свойствами последних. Для защиты от тепловых излучений применяются теплоизоляция источников и теплоизолирующие экраны, которые отражают лучистое тепло (например, экраны из полированного алюминия и стали), поглощают (например, экраны с теплоизоляцией из асбеста и вертимулита) и отводят тепло (экраны с водяным охлаждением). Нагретые СВ охлаждаются в градирнях атмосферным воздухом.

СЗ от лазерного излучения помимо большого набора СИЗ органа зрения представлены оградительными кожухами и экранами. Особое значение СЗ приобретают для лазеров, использующих излучения светового диапазона.

Защиту от электромагнитных излучений студенты детально изучают в дисциплине "Экология". Для обсуживающего персонала РЛС решающее значение имеют своевременно применение СИЗ и использование поглотителей мощности (аттенюаторов) при настройке и ремонте РСЛ. Широко применяется и экранирование электромагнитных полей плоскими экранами и оболочками. Материалами для экранов являются латунные и стальные сетки для сантиметровых и метровых волн, фольга, токопроводящие краски и материалы с металлизированной поверхностью. Для экранирования смотровых и оконных проемов используются стекло с токопроводящей поверхностью и сотовые решетки.

Средства защиты от ионизирующих излучений рассмотрены выше

2) Радиационная, химическая и медико-биологическая защита населения от ОМП, обычных видов поражения и в ЧС - одна из главных задач государства. Она реализуется тремя способами защиты: 1) укрытие населения в защитных сооружениях; 2) рассредоточение в загородной зоне работников предприятий и других объектов экономики, продолжающих трудиться в городах, а также эвакуация из этих городов населения; 3) использование населением СИЗ. Их применение зависит от особенностей отдельных районов и объектов в создавшейся обстановки при ЧС мирного и военного времени. Как правило, эти способы применяются одновременно.

3.5.1.1. Защитные сооружения - это сооружения, специально предназначенные для защиты населения от ОМП, вторичных поражающих факторов при ЯВ и применении обычных средств поражения, а также при ЧС мирного времени. Их подразделяют по степени защиты на убежища и противорадиационные укрытия (ПРУ), а такие на простейшие укрытия - щели.

Убежища способны защитить от всех поражающих факторов. Они оснащаются всеми системами жизнеобеспечения (вентиляцией, освещением, водоснабжением, канализацией, отоплением, системой связи, медпунктом). В них создают запасы воды и продовольствия. Убежища оборудуют герметическим входом и запасным (аварийным) выходом. Они обслуживаются, как правило, специальным звеном. Убежища могут быть: прямого (только убежище) и двойного назначения (убежище-склад, убежище-гараж и т.п.); встроенные и отдельно стоящие. Их вместимость рассчитывается на наибольшую работающую смену данного объекта экономики. Убежище состоит из основных и вспомогательных помещений. К первым относят помещения для укрываемых людей, тамбуры и шлюзы, а ко вторым - фильтровентиляционные камеры, санузлы, защищенные дизельные электростанции, входы и выходы, медкомнаты и кладовые для продуктов питания. Помещения для размещения укрываемых людей рассчитывают по нормам: на 1 чел. не менее 0,5 м² площади пола и 1,5 м³ внутреннего объема при высоте помещения не менее 2,2 м от пола до выступающих конструкций. В них оборудуются двух- или трехъярусные нары, скамейки для сидения и полки для лежания.

В убежищах предусматривают минимальный запас воды в проточных емкостях из расчета 6 л для питья и 4 л для санитарно-гигиенических потребностей на каждого укрываемого на весь расчетный срок пребывания; в убежищах вместимостью 300 чел. и более - еще и для целей пожаротушения 4,5 м³.

ПРУ защищают людей от РЗ, ОВ, аэрозолей БВ и СИ, а также частично от УВ. Они оборудуются в подвальных, цокольных этажах и в помещениях первого этажа зданий, а также в подпольях, горных выработках, пещерах, погребах и других заглубленных помещениях. Приспосабливая под ПРУ какие-либо помещения, повышают их защитные свойства путем насыпки грунта на потолочные перекрытия, закладки оконных и других проемов и обсыпки грунтом снаружи. В ПРУ устанавливается система вентиляции. Площадь помещений для размещения укрываемых рассчитывают исходя из норм: на 1 чел. - 0,4...0,5 м² при высоте не менее 1,9 м. В них устанавливают двух- и трехъярусные нары. Вместимость ПРУ может быть 50 чел. и более.

При нехватке убежищ и ПРУ возводят простейшие укрытия-щели или используют укрытия за складками местности. Защитой от СИ могут быть любая непрозрачная преграда, укрытие в тени. В качестве дополнительных защитных мер рекомендуется использовать экранирующие свойства оврагов, лощин и местных предметов.

Щель может быть открытой иди перекрытой, с одеждою крутостей и без нее. При нахождении людей в открытой щели вероятность их поражения УВ, СИ и проникающей радиацией ЯВ уменьшается в 1,5...2 раза по сравнению с нахождением на открытой местности; возможность облучения людей в результате УВ местности уменьшается в 2...3 раза, а после дезактивации зараженной щели - в 20 раз и более. В перекрытых щелях защита людей от СИ будет полной, а от других поражающих факторов увеличится в 3 раза и более. Щель не обеспечивает защиту людей от ОВ и БВ, поэтому необходимо применение СИЗ.

Простейшие укрытия строят на территории объекта экономики и в жилых (селитебных) зонах вне зон возможных завалов (на расстоянии от зданий, равном половине высоты ближайшего здания, плюс 3 м). Щель роют в любом грунте (кроме сыпучего) глубиной 1,7...1,8 м, шириною по верху 1,1...1,2 м и по дну до 0,8 м. Длина щели определяется количеством укрываемых в ней людей при соблюдении норм: при сидячем положении - 0,5...0,6 п.м на 1 чел; при лежачем положений - 1,5...1,8 п.м на 1 чел. Нормальная вместимость щели составляет 10...15 чел., а наибольшая - 50 чел.

В отдельных случаях могут возводиться на территории объекта экономики быстровозводимые убежища (БВУ) из сборного железобетона или элементов коллектора инженерных сооружений городского подземного хозяйства. В БВУ должны быть все те же помещения и устройства, что и в заблаговременно построенных убежищах. Они возводятся на свободных участках между производственными зданиями на удалении 20...25 м от зданий и друг от друга.

3.5.1.2. Рассредоточение работников предприятий и эвакуация населения. Под рассредоточением понимают организованный вывоз из населенных пунктов, попавших в зону ЧС мирного и военного времени, и размещение в загородной зоне работников объектов экономики, продолжающих работать в условиях ЧС. Это осуществляют сами предприятия, организации и учреждения или централизованно город. После вывоза и расселения этих работников в загородной зоне они посменно выезжают в город для работы на своих объектах, а по окончании работы возвращаются в эту зону для отдыха. При этом загородная зона располагается за пределами зон возможных разрушений в городах при любых ЧС. Каждому предприятию, организации и учреждению она заблаговременно назначается органами исполнительной власти и может включать один или несколько расположенных рядом населенных пунктов.

Эвакуация населения - это организованный вывод или вывоз людей из очага поражения или угрожаемого бедствием района в безопасные места, в загородную зону. Мероприятия по эвакуации планируют и осуществляют эвакокомиссии, созданные при местных органах власти и на объектах экономики. Кроме того, создают в городе сборные эвакопункты (СЭП), а в загородной зоне - приемные (ПЭП). Очень важен строгий персональный учет всех эвакуируемых. Эвакуация предусматривает большой объем подготовительных мероприятий, связанных с распределением мест, куда эвакуировать, где кого размещать, маршрут движения, транспортное и материальное обеспечение. Эвакуация производится всеми видами транспорта и пешим порядком, а также комбинированным способом (вначале люди выходят из очага поражения, а далее их перевозят на транспорте). До населения должны быть доведены места сбора, маршруты и конечные пункты эвакуации. Эвакуация организуется по предприятиям, семьям и ЖЭУ. Она является основным способом защиты при лесных в торфяных пожарах, наводнениях, химическом и РЗ. Но при каждом виде СБ или ПА имеются особенности по проведении эвакуации. Так, при РЗ население не должно покидать своего жилища, а транспорт должен подаваться прямо к подъездам домов. При ландшафтных пожарах люди должны уходить в направлении, перпендикулярном ветру или в указанном органами руководства. При наводнениях следует занимать возвышенные места и верхние этажи строений. При химическом заражении также следует уходить в поперечном ветру направлении, незамедлительно пользоваться соответствующим противогазом. За эвакуацией населения, как правило, следует эвакуация имущества и материальных ценностей.

Снабжение работников и населения продуктами питания, предметами первой необходимости возлагается на службу торговли и питания сельского района, которая может быть усилена работниками аналогичной службы города, эвакуированной в загородную зону. При этом первые 2 суток люди должны питаться запасами продуктов, привезенных или принесенных с собой. Коммунально-бытовое и медицинское обслуживание также возлагают на местные учреждения сельского района, усиленные работниками соответствующих учреждений эвакуированного города. Эвакуированное население может привлекаться к работе в загородной зоне.

3.5.1.3. Применение СИЗ и медицинских СЗ. Как известно, СИЗ подразделяются на СЗ органов дыхания и кожи. Они могут быть фильтрующего и изолирующего действия, а также заводского изготовления и самодельные, простейшие. Комплекс СЗ можно составить из элементов рабочей и спецодежды (комбинезон, плащ, резиновые сапоги и перчатки, капюшон на голову, противогаз, респиратор, увлажненная повязка на лицо). СИЗ должны подбираться по росту и размеру, особенно это необходимо для противогазов. При этом необходимо учитывать, что фильтрующие противогазы ГО защищают органы дыхания не от всех СДЯВ. Для защиты в зараженной аммиаком, сернистым ангидридом и сероводородом среде применяют промышленные фильтрующие противогазы.

Индивидуальными СЗ медпомощи являются индивидуальные аптечка ИА-1, перевязочный и противохимический пакеты. На каждом из них имеется краткая инструкция по применению. Эти средства предназначены для оказания само- и взаимопомощи при наводнениях, травмах и ожогах, а также для ослабления или предотвращения воздействия ОВ, БВ и ионизирующих излучений.

Работающие обеспечиваются СИЗ централизованно, по предприятиям. Хранение СИЗ организуется в соответствии с требованиями на складах; состояние имущества и условия его хранения регулярно проверяются. Имущество, прошедшее сроки хранения, заменяется новым.

Выдача СИЗ производится специально обученными людьми (звеньями по выдаче СИЗ) на оборудованных пунктах выдачи, где уточняют рост и размер СИЗ.

3) Экологические последствия ЧС. Практически любая ЧС природного или техногенного происхождения обладает выраженным экологическим действием. Это обусловлено, во-первых, масштабностью ЧС, что проявляется в нарушении установившихся условий жизнедеятельности биоты на обширных пространствах земной поверхности. Во-вторых, для некоторых видов ЧС характерны такие воздействия, которые способны менять наследственные структуры живых организмов, а это создает угрозу изменения характера эволюции биосферы (ионизирующие излучения при ядерных реакциях, мутагенное действие некоторых химических веществ). Масштаб воздействия ЧС на биосферу может проявиться в таких глобальных геофизических эффектах, как разрушение озонового слоя, стойкие изменения циркуляции воздушных и водных масс планеты, катастрофически изменения климата не только в отдельных регионах, но и на планете в целом (например, наступления "ядерной зимы" в случае термоядерной войны). Но и менее значительные по масштабам ЧС существенно влияют на биосферу, здоровье человека и его благосостояние. Почти каждая ЧС приводит к гибели десятков, сотен и тысяч людей. И хотя индивидуальный риск гибели при ЧС сравнительно невелик, высокий социальный риск болезненно воспринимается всем человеческим сообществом.

Второй характерной особенностью ЧС является исключительно большая величина экономического ущерба, вызываемого их воздействием. Именно поэтому все наиболее тяжкие ЧС носят глобальный характер. В ликвидации последствий Чернобыльской катастрофы и Армянского землетрясения участвовали многие зарубежные государства.

Третьей особенностью ЧС является длительное снижение благосостояния населения, обусловленное экономическим ущербом. За почти 10 лет, прошедших после Чернобыля и Армянского землетрясения, полностью не ликвидированы негативные воздействия на людей и ПС.

Разумеется, у каждой ЧС свой набор воздействующих факторов, своя скорость развития, свои специфические последствия. Для части наиболее существенных ЧС представлены в табл. 4 основные характеристики воздействия экологически значимых факторов на биосферу и здоровье человека. В ней опущены указания на жертвы, экономический ущерб, ухудшение благосостояния, многие неблагоприятные психологические явления при ЧС, оставлены только основные воздействующие факторы и самые общие экологические и медицинские последствия. Не приведены в табл. 4 и медленные, "ползучие" ЧС (например, аридизация земель и засуха), хотя в наше время их экологические последствия не менее тяжелы, чем последствия самых крупных землетрясений. Один только пример: на Земле зарегистрировано 10 млн. экологических беженцев, т.е. почти столько же, сколько беженцев из-за войны в Афганистане, Югославии, Чечне и т.д. Следует также подчеркнуть, что отдаленные последствия в здоровье людей, особенно в части развития злокачественных новообразований, проявляются через 15...25 лет после воздействия, а истинное значение генетических нарушений проявляется только на протяжении жизни нескольких поколений.

Таблица 4

Виды ЧС	Экологически значимые факторы ЧС	Действие на биосферу	Действие на здоровье человека
Изменения компонентов биосферы	Экологические последствия	Острые заболевания	Отдаленные последствия
Взрывы ядерных боеприпасов	УВ, СИ, проникающая радиация, РЗ	Изменение физических свойств компонентов биосферы, повышение радиационного фона	Региональное поражение биоты, мутации живых организмов	Травмы, ожоги, острая лучевая болезнь	Хроническая лучевая болезнь, лейкозы, генетические нарушения
Аварии АЭС и объектов атомной промышленности	РЗ местности	Повышение радиационного фона	Региональные и локальные поражения биоты, мутации живых организмов	Травмы, острая лучевая болезнь	Хроническая лучевая болезнь, злокачественные опухоли, генетические нарушения
Аварии химических объектов, выбросы СДЯВ, применение отравляющих веществ	Токсические вещества, токсины	Загрязнения атмосферы, литосферы и гидросферы	Локальные и региональные поражения экосистем, возможные мутации	Острые отравления	Хронические отравления, возможны генетические нарушения
Эпидемии, пандемии, применение бактериологического оружия	Возбудители инфекционных болезней и их переносчики, токсины	Локальное бактериологическое заражение почвы и воды	Локальные поражения животных	Острые инфекционные болезни	Хронические инфекционные болезни
Крупномасштабные пожары	Высокие температуры, пламя, токсические продукты горения и пиролиза	Загрязнения атмосферы продуктами горения, деградация почв в зоне пожара	Гибель флоры и фауны в зоне пожара	Ожоги, острые отравления продуктами горения	-
Землетрясения	Сейсмическая УВ, вторичные факторы землетрясения	Механические нарушения литосферы	Нарушение условий жизнедеятельности живых организмов	Травмы, поражения вторичными факторами землетрясения	-
Наводнения	Затопление участков суши	Перераспределение водных ресурсов	Поражение наземных экосистем в зоне затопления	Утопление, травмы	-

Приведенные данные свидетельствуют, что снижение воздействия ЧС является существенной частью обеспечения БЖД человека.