Основы нормирования факторов среды обитания

Общие положения. Целью нормирования факторов рабочей среды и среды обитания является обоснование и законодательное закрепление их предельно допустимых значений (или уровней). В Системе стандартов безопасности труда (ГОСТ 12.0.002) дано следующее определение предельно допустимого уровня (ПДУ) производственного фактора: это такой уровень, воздействие которого при работе установленной продолжительности в течение всего трудового стажа не приводит к травме, заболеванию или отклонению в состоянии здоровья в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений. Из приведенного определения следует, что установление ПДУ или ПДК факторов среды требует длительных и дорогостоящих исследований, связанных с изучением действия этих факторов на организм человека. С другой стороны, очевидно, что установленные нормативы должны быть реально достижимыми, т.е. обоснованными с экономической и технической точек зрения. Конкретные нормируемые показатели факторов должны быть увязаны также с возможностями выпускаемых промышленностью контрольно-измерительных приборов. Иначе установленные нормативы в реальных условиях нельзя будет контролировать.

Нормирование шума. При нормировании шумов учитывается их классификация. По временным характеристикам шумы делятся на постоянные (уровни шума при этом за 8-часовой рабочий день (смену) меняются не более чем на 5 дБА) и непостоянные (уровни шума за рабочий день меняются более чем на 5 дБА при измерениях на временнóй характеристике “медленно” шумомера. По характеру спектра шумы делятся на широкополосные с непрерывным спектром более одной октавы и тональные, в спектре которых имеются выраженные дискретные тона. Непостоянный шум подразделяется на колеблющийся во времени (непрерывно изменяющийся во времени), прерывистый (изменяется ступенчато на 5 дБА и более), импульсный.

В качестве нормируемых показателей для постоянного шума приняты уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах частот и уровни звука (в дБА). Для непостоянного шума нормируются эквивалентные уровни звука, а также дозы шума. Допускаемые уровни шума для некоторых рабочих мест приведены в табл. 1.6 (извлечение из СН 2.2.4/2.1.8.562-96). При работах, связанных с эвристической деятельностью (творчество, разработка новых концепций, программ), уровень звука не должен превышать 40 дБА. Уровень звука при работе с ПЭВМ не должен быть более 50 дБА и при работе с принтером - 75 дБА.

Доза шума D определяется по выражению

D = , Па²·ч (1.49)

где T - продолжительность действия шума, ч; P_A(t) - зависимость текущего значения среднего квадратического звукового давления от времени t, Па.

Допустимую дозу шума D_доп. находят как

D_доп = , Па²·ч (1.50)

где Т_р·с - продолжительность рабочей смены, ч; Р_Адоп - значение звукового давления, соответствующее допустимому уровню звука L_A - см.табл.1.6. Значения Р_Адоп выводят из формулы

L_A = 20 lg (P_Адоп / Р_о), (1.51)

где Р_о = 2·10^-5 Па - пороговое значение звукового давления. Если L_A = 80 дБА, то из (1.51) получаем Р_Адоп = 0,2 Па. При Т_р·с = 8 ч из (1.50) следует, что D_доп = 0,32 Па²·ч.

В жилых помещениях в дневное время шум не должен превышать 40 дБА, а в ночное (с 23⁰⁰ до 7⁰⁰) - 30 дБА.

Таблица 1.6.

Допускаемые уровни шума на рабочих местах

(из СН 2.2.4/2.1.8.562-96)

Рабочие места

Уровни звукового давления (дБ) в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц

Уровни звука и эквивалентные

31,5

уровни звука, дБА

1. В производственных помещениях и на территории предприятий 2. В постах и кабинах наблюдения и управления без речевой связи по телефону 3. В кабинах и помещениях управления с речевой связью по телефону, в помещениях мастеров, в машинописных бюро 4. В помещениях цехового управленческого персонала, в лабораториях 5. В проектно-конструкторских бюро, в помещениях программистов, в лабораториях для теоретических работ, в здравпунктах

Нормирование вибраций. Нормируемыми параметрами вибрации являются средние квадратические значения V (и их логарифмические уровни L_V) виброскорости или виброускорения а в октавных или 1/3 - октавных полосах частот. Кроме того, используются интегральные показатели вибрации. При этом нормируемым параметром является корректированное значение контролируемого параметра вибрации (виброскорости или виброускорения), определяемое как

, (1.52)

где - среднее квадратическое значение контролируемого параметра вибрации в i -й частотной полосе, K_i - весовой коэффициент для i -й частотной полосы, учитывающей степень вредного воздействия вибрации в данной частотной полосе; n - число частотных полос в нормируемом диапазоне вибраций (для общей вибрации n = 7, для локальной - 8).

При нормировании вибрации ее разделяют в зависимости от источника: 1 - транспортная, она воздействует на водителей транспортных средств, 2 - транспортно-технологическая, воздействует, например, на экскаваторщиков, 3 - технологическая, воздействует на операторов стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Технологическую вибрацию категории 3 подразделяют на три типа: 3а - на постоянных рабочих местах в производственных помещениях, 3б - на производственных рабочих местах, где нет источников вибрации (склады, дежурные бытовые помещения, столовые и т.п.), 3 в - в помещениях для работников умственного труда.

По способам передачи на тело человека вибрацию подразделяют на общую – передается через опорные поверхности сидящего или стоящего человека, и местную (локальную) передается через руки.

При нормировании вибрации также учитывается направление её воздействия: Z - вертикальная вибрация, Х - продольная Y - поперечная.

Логарифмические уровни виброскорости L_V и виброускорения L_a определяют по формулам

L_V = 20 lg(V/5·10^-8), дБА, (1.53)

L_a = 20 lg (a/1·10^-6), дБ, (1.54)

где 5·10^-8 м/с и 1·10^-6 м/с² - соответственно опорные (пороговые) значения виброскорости и виброускорения.

Нормативные значения для производственных вибраций и вибраций в помещениях жилых и общественных зданий приведены в Санитарных нормах СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Для технологической вибрации категории 3а эти значения даны в табл. 1.7.

Таблица 1.7

Предельно допустимые значения вибрации категории 3а

(для производственных рабочих мест)

Среднегеометриче-	Предельно допустимые значения по осям X, Y, Z
ские частоты	виброускорения	Виброскорости
октавных полос, Гц	м/с2	дБ	м/с	ДБ
31,5	0,14 0,10 0,10 0,20 0,40 0,79		1,30 0,45 0,22 0,20 0,20 0,20
Корректированные и эквивалентные корректированные значения	0,10		0,20

Для локальной вибрации корректированные нормативные значения (по осям X_л, Y_л, Z_л) по виброускорению составляют 2,0 м/с² и 126 дБ, по виброскорости - 0,002 м/с и 112 дБ.

Выше были приведены нормативные значения для продолжительности действия вибрации в течение всей смены, т.е. 480 мин. При меньшей продолжительности действия вибрации её допустимые значения U_t определяют по формуле

U_t = U₄₈₀ , (1.55)

где t - фактическое время воздействия вибрации, мин.

Для непостоянной вибрации, при которой величины нормируемых параметров изменяются не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин, в качестве нормируемых показателей приняты эквивалентные (по энергии) корректированные значения (или их уровни) виброскорости или виброускорения. При измерениях вибрации эквивалентные значения L_Uэкв вычисляют по формуле

L_Uэкв = 10 lg , (1.56)

где t_i - время действия вибрации с уровнем L_i, n - общее число интервалов действия вибрации; T = = общее время действия вибрации в мин. или ч.

Нормирование микроклимата. Нормируемыми показателями микроклимата в производственных помещениях являются: температура воздуха; температура поверхностей ограждающих конструкций, устройств и технологического оборудования; относительная влажность воздуха; скорость движения воздуха; интенсивность теплового облучения поверхности тела работающих. Оптимальные и допустимые значения показателей микроклимата установлены СанПиН 2.2.4.548-96[3]. ГОСТ 12.1.005 и ГОСТ 30494 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». Оптимальные значения приведены в табл. 1.8. Из неё следует, что нормы микроклимата приводятся с учётом периода года и категории работ по уровню энергозатрат (по тяжести труда).

В СанПиН 2.2.4.548-96 даны также допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах. Они отличаются большим диапазоном значений нормируемых показателей по сравнению с указанным в табл. 1.8. В частности, для холодного периода года и категории работ IIа допустимые значения

температуры воздуха равны (17-23) ^оС, температура поверхностей - (16-24) ^оС, относительная влажность - (17-75) %, скорость движения воздуха - (0,1-0,3) м/с.

В ГОСТ 30494 нормы микроклимата приведены с учетом периода года и классификации помещений (6 категорий). Для помещений 2-й категории (люди заняты умственным трудом, учебой) в холодный период года оптимальная температура воздуха (19-21) ^оС, оптимальная влажность (45-30) %, скорость движения воздуха не более 0,2 м/с, оптимальное значение результирующей температуры (определяется по шаровому термометру) составляет (18-20) ^оС.

Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих указаны в табл. 1.9. При наличии источников излучения, нагретых до белого и красного свечения (металл, стекло, пламя и др.) допустимая интенсивность теплового облучения составляет 140 Вт/м².

Таблица 1.8.

Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах

в производственных помещениях

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт (по тяжести труда)	Температура воздуха, оС	Температура поверхностей, оС	Относительная влажностьвоздуха, %	Скорость движения воздуха, не более, м/с
Холодный	Iа (до 139) Iб (140-174) IIа (175-232) IIб (233-290) III (более 290	22-24 21-23 19-21 17-19 16-18	21-25 20-24 18-22 16-20 15-19	60-40 60-40 60-40 60-40 60-40	0,1 0,1 0,2 0,2 0,3
Теплый	Iа (до 139) Iб (140-174) IIа(175-232) IIб (233-290) III (более 290)	23-25 22-24 20-22 19-21 18-20	22-25 21-25 19-23 18-22 17-21	60-40 60-40 60-40 60-40 60-40	0,1 0,1 0,2 0,2 0,3

Примечание: холодный период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха, равной +10 ^оС и ниже, теплый - выше +10 ^оС.

Таблица 1.9

Облучаемая поверхность тела, %	Интенсивность теплового облучения, Вт/м2, не более
50 и более 25 - 50 до 25

Нормирование освещенности. В настоящее время используются два подхода к нормированию освещенности: 1) для конкретно поименованных помещений и видов работ; 2) в виде функции от общих признаков, определяющих требования к освещенности. К этим общим признакам относятся наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм, контраст объекта различения с фоном (малый, средний, большой), характеристика фона (светлый, средний, темный). Фон - это та поверхность, на которой просматривается объект различения. Фоном может быть, например, стена, пол, рабочий стол и т.п.

Применительно к естественному освещению нормируется коэффициент естественной освещенности (КЕО), искусственному - непосредственно освещенность, лк, коэффициент пульсации, %, показатель ослепленности. Коэффициент естественной освещенности определяется как

КЕО = , (1.57)

где Е_в - естественная освещенность внутри помещения, Е_н - одновременно измеренная наружная горизонтальная освещенность под открытым полностью небосводом. Нормируемыми показателями искусственного освещения являются освещенность на рабочей поверхности, а в некоторых случаях, дополнительно, цилиндрическая освещенность, показатель дискомфорта и коэффициент пульсации. Нормативные значения показателей освещенности приведены в СНиП 23-05-95*, для конкретно поименованных помещений и видов работ нормы освещенности приводятся в стандартах безопасности (ССБТ), отраслевых правилах по охране труда. При работах малой точности (размер объектов различения от 1 до 5 мм, малом контрасте и темном фоне) и при использовании системы общего освещения нормативная освещенность установлена в 300 лк, при всех других сочетаниях контраста и фона - 200 лк. При работах очень малой точности (грубых) независимо от характеристик фона и контраста объекта различения с фоном нормативная освещенность равна 200 лк. Такая же норма установлена и при осуществлении постоянного общего наблюдения за ходом производственного процесса. Нормативные значения КЕО для всех указанных выше случаев равны 1 % при боковом освещении и 3 % - при верхнем и комбинированном освещении. Освещенность рабочих поверхностей мест производства работ, расположенных вне зданий или под навесами, установлена в зависимости от отношения минимального размера объекта различения к расстоянию от этого объекта до глаз работающего. Если это отношение менее 0,05×10^-2, то минимальная освещенность в горизонтальной плоскости должна быть 50 лк, от 0,05×10^-2 до 1×10^-2 - 30 лк. На лестницах и переходных мостиках освещенность должна быть не менее 3 лк. Средняя горизонтальная освещенность магистральных улиц, дорог и площадей с покрытиями должна быть 10-20 лк - в зависимости от интенсивности движения транспорта, а на улицах и дорогах местного значения 4-6 лк.

На рабочих местах с ПЭВМ освещенность в зоне размещения документов (рабочий стол) должна быть 300-500 лк, на поверхности экрана не более 300 лк, КЕО должен быть не ниже 1,2 % в зонах с устойчивым снежным покровом и 1,5 % - на остальной территории.

Установлены также нормы для аварийного освещения, которые разделяются на освещение безопасности и эвакуационное. Освещение безопасности предусматривают, если отключение рабочего освещения может вызвать пожар, взрыв, отравление, нарушение технологического процесса, нарушение режима детских учреждений.

Освещение безопасности должно создавать на рабочих поверхностях в производственных помещениях наименьшую освещенность, составляющую 5 % от рабочего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и 1 лк - на территории предприятий.

Эвакуационное освещение должно обеспечивать на полу основных проходов в помещениях - 0,5 лк, на открытых территориях - 0,2 лк.

Нормирование ионизирующих излучений. Действующие Нормы радиационной безопасности (НРБ-99) устанавливают следующие категории облучаемых лиц: 1) персонал – лица, работающие с техногенными источниками ионизирующих излучений (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б); 2) все население, в т.ч. и персонал вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для количественной характеристики ионизирующей способности радиоактивного излучения используют понятие «поглощенная доза» (D) – т.е. величина энергии излучения, переданная единице массы облучаемого вещества. Поглощенная доза измеряется в Дж/кг и имеет специальное название – грэй (Гр).

Доза в органе или ткани (Dт) – средняя поглощенная доза в определенном органе или ткани человеческого тела.

Установлено, что биологическое действие одинаковых поглощенных доз разного вида излучений (α, β, γ, и др.) на организм неодинаково. В связи с этим вводят понятие эквивалентной дозы Н_Т.

Доза эквивалентная Н_Т,R, Н_Т – поглощенная доза в органе или в ткани D_Т,R, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения W_R.

Н_Т,R = D_T,R · W_R

Единицей измерения эквивалентной дозы является зиверт (Зв).

Взвешивающие коэффициенты W_R учитывают относительную эффективность разных видов ионизирующих излучений в индуцировании биологических

эффектов.

Значения W_R для рентгеновского, β-, γ-излучения составляет 1, а для α-частиц, осколков деления тяжелых ядер – 20. Т.е. при одинаковой поглощенной дозе биологическое действие α-излучения будет в 20 раз выше, чем рентгеновского, β- и γ-излучений.

При воздействии N разных видов излучений с разными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза Н_Т определяется как среднее арифметическое эквивалентных доз для этих видов излучений:

. (1.58)

Доза эффективная Е – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных

его органов с учетом их радиочувствительности (Зв). Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы Н_Т в органе или ткани Т на соответствующий взвешивающий коэффициент W_T для данного органа или ткани.

. (1.59)

Коэффициенты W_T учитывают, что органы человека имеют неодинаковую чувствительность к ионизирующим излучениям. Для гонад W_T = 0,2, для костного мозга, легких, желудка 0,12, для печени 0,05, для кожи 0,01.

Следует отметить, что до 1996 года для количественной характеристики ионизирующих излучений применялось понятие «Экспозиционная доза» - величина, определяемая по ионизации воздуха и равная отношению полного заряда ионов одного знака, возникающих в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов, которые образуются при излучении в малом объеме воздуха, к массе воздуха в этом объеме. Единица измерения экспозиционной дозы в системе СИ – кулон на килограмм (Кл/кг), внесистемная единица измерения, не подлежащая применению, - рентген (Р).

Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни для персонала (группы А и Б) и всего населения приведены в табл. 1.10.

Таблица 1.10

Пределы облучения персонала (группы А) и населения по НРБ-99

Нормируемые	Пределы доз, мЗв
величины	Персонал, группа А	Население
Эффективная доза	20 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год	1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год
Эквивалентная доза за год в хрусталике глаза,
коже,
кистях и стопах

Основные пределы и все допустимые уровни для персонала группы Б равны ¼ значений для персонала группы А.

В гражданской обороне считается, что местность заражена радиоактивными веществами, если уровень радиации, измеренный на высоте (0,7-1) м над

зараженной поверхностью составил 0,5 Р/ч и выше.

Нормирование параметров электромагнитных излучений (ЭМП). В настоящее время большинство населения планеты фактически живет и работает в условиях воздействия ЭМП различной природы происхождения и различных по частоте – от 0 до 300 ГГц. Поэтому нормирование параметров ЭМП имеет большое значение для безопасности и охраны здоровья. Гигиеническое нормирование ЭМП для диапазона частот от 0 до 300 МГц осуществляется по показателям: среднее квадратическое значение напряженности электрического поля Е, В/м; среднее квадратическое значение напряженности магнитного поля Н, А/м, либо нормируют величину магнитной индукции В, Тл. Величины Е и Н в дальней зоне ЭМП связаны соотношением

Е / Н = Zo, (1.60)

где Zo – волновое сопротивление свободного пространства, Zo = 377 Ом.

В диапазоне частот от 300 МГц до 300 ГГц интенсивность ЭМП оценивается плотностью потока энергии, ППЭ, Вт/м². Для дальней зоны

ППЭ = Е² / 377 = 377 Н² (1.61)

Для работников, подвергающихся в процессе трудовой деятельности профессиональному воздействию ЭМП, нормирование осуществляется по СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях». На плавсредствах и морских сооружениях соответствующие нормативы приведены в СанПиН 2.5.2/2.2.4.1989-6.

Уровни электромагнитных излучений (ЭМИ) в жилых зданиях регламентируются СанПиН 2.1.2.1002-00 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям». Уровни ЭМИ ПЭВМ указаны в СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».

Существует еще несколько документов, регламентирующих уровни ЭМП от разных источников – ГОСТ 12.1.045, ГОСТ 12.1.002.

Нормирование электростатических полей осуществляется с учетом времени пребывания в поле. Нормируемым параметром является напряженность электростатического поля Е, кВ/м. Предельное значение этой величины Е_пред = 60 кВ/м при условии пребывания в зоне воздействия поля не более 1 часа. В диапазоне напряженностей 20-60 кВ/м устанавливается допустимое время пребывания в поле без средств защиты t_доп

t_доп = (Е_пред / Е_факт)². (1.62)

При напряженности менее 20 кВ/м пребывание персонала в электростатическом поле не ограничивается.

На рабочих местах с ПЭВМ напряженность электростатического поля не должна превышать 15 кВ/м.

Применительно к ЭМП токов промышленной частоты (50 Гц) нормируются раздельно напряженности электрического и магнитного полей. Предельное значение напряженности электрического поля Е_пред = 25 кВ/м. При этом нормируется и время пребывания в поле – см. табл. 1.11.

Напряженности магнитного поля токов промышленной частоты установлены для условий общего (на все тело) и локального (на конечности) воздействия – см. табл. 1.12.

Таблица 1.11