Допустимое воздействие опасных и вредных факторов на человека

Взаимодействие организма человека с изменяющимися условиями внешней среды всегда приводит к перестройке его энергетического и материального баланса, сопровождающейся трансформацией внутренней энергии в организме и изменением происходящих в нем процессов, формирующих в конечном счете ответную реакцию всего организма на действие внешнего раздражителя.

При малых уровнях взаимодействия раздражителя человек просто воспринимает информацию об окружающем мире, как поступающую извне.

При высоких уровнях воздействия проявляется нежелательные биологические эффекты. Их появление, как правило, определяется количеством энергии, поступающей в единицу времени через единичную площадку на поверхности тела человека.

I=W/S*t=P/S [Дж/с*м²=Вт/м²].

Если факторы окружающей природной или производственной среды действуют в течение небольших промежутков времени и достаточно длительных паузах, то нежелательные эффекты исчезают быстро и без последствий. Однако при высоких уровнях воздействия в течение длительного времени могут возникнуть нежелательные последствия, приводящие к соматическим и генетическим изменениям в организме человека.

То есть воздействие вредных факторов на организм человека может быть двояким: при малых уровнях – биологически активным, при чрезмерных – повреждающим. Например: шум может успокаивать, создавать благоприятные условия для творчества – это шелест травы, листвы, шум прибоя, щебет птиц; но грохот, рокот, создаваемый техническими системами на производстве, или извержение вулканов, смерчи действуют по – другому: высокие уровни шума сначала возбуждают, а затем угнетают центральную нервную систему и наносят вред здоровью человека.

Или возьмем пример с поваренной солью (NaCl), в малых дозах она полезна, необходима и даже незаменима (в крови нашего организма в норме должно содержаться около 140 грамм NaCl), в больших дозах NaCl приводит к заболеванию почек, сердечнососудистой системы и др., а в чрезмерных может привести к гибели человека.

Еще один пример. Отрицательное влияние тяжелых металлов на организм человека известно каждому, это и отравление свинцом и ртутью (онкологическое заболевание Минамата в 50-х годах в Японии), кадмием (заболевание итай-итай), цинком (литейная лихорадка) и др. Но в микроскопических количествах почти все элементы таблицы Менделеева, в том числе и тяжелые металлы содержаться в нашем организме (в ферментах, гормонах, витаминах и др.) и не оказывают вредного влияния, а способствуют протеканию реакций метаболизма, обмена веществ и энергии, жизни в целом.

Исходя из этого, предметом регламентирования при оценке влияния опасных и вредных факторов на безопасность жизнедеятельности человека является степень влияния факторов среды и трудового процесса на характер и уровень изменения функционального состояния, функциональных возможностей организма, его потенциальных резервов, адаптивных способностей и возможностей развития последних.

Для исключения необратимых биологических эффектов медики – гигиенисты регламентируют воздействие неблагоприятных факторов, то есть устанавливают нормируемые безопасные или предельно допустимые уровни (ПДУ) энергетического воздействия. Например, для производственной среды ПДУ – это максимальный уровень фактора, который воздействуя на человека ( изолировано или в сочетании с другими факторами) в течении рабочей смены ежедневно на протяжении всего трудового стажа, не вызывает у него и у его потомства биологических изменений, даже скрытых и временно компенсированных ( в том числе заболеваний, изменений реактивности, адаптационно-компенсаторных возможностей, имуннологических реакций, нарушение физиологических циклов), а также психологических нарушений (снижение интеллектуальных и эмоциональных способностей, умственной работоспособности, надежности).

При определении ПДУ приходится делать выбор между вероятностью нанести вред здоровью человека и экономической необходимостью.

При установлении ПДУ воздействия неблагоприятных факторов в производственной деятельности, в быту и окружающей среде необходимо руководствоваться следующими принципами:

1) принцип приоритета (примата) всех медицинских и биологических показаний к установлению санитарных регламентов перед прочими подходами (техническая достижимость, экономические требования, целесообразность и т.д.);

2) принцип порогости всех типов действия неблагоприятных факторов (в том числе химических соединений мутагенного и канцерогенного действия, и ионизирующего излучения). Этот принцип базируется на концепции закона Боулича;

3) принцип опережения разработки и внедрения профилактических мероприятий по сравнению с моментом появления опасного или вредного фактора в производстве.

Физиологическая норма – это биологический оптимум жизнедеятельности.

В общем случае гигиеническое нормирование факторов внешней среды требует решения по крайней мере трех основных вопросов:

- цели нормирования;

- выбора физического критерия нормирования, то есть нормируемого показателя (его диапазона и единиц измерения);

- принципа установления нормируемых величин (перечислены выше).

Ограничение параметров неблагоприятных факторов внешней среды, воздействующих на человека в процессе его трудовой деятельности, в быту или окружающей среде, может преследовать различные цели обеспечения:

1) безопасность труда и быта, то есть исключение возможности воздействий, опасных для жизни и здоровья или приводящих к увечьям. Такие нормы устанавливаются на основе острых опытом с животными и с учетом случаев, имевших место в трудовой деятельности;

2) гигиена труда, то есть предупреждение возникновения профессиональных заболеваний, возникающих в результате длительного действия фактора;

3) эргономика, то есть создание оптимальных условий для наиболее производительного труда при наименьшем напряжении функциональной деятельности организма. В основе этих норм должны лежать исследования по влиянию параметров фактора на изменение производительности и эффективности труда, профессиональной надежности и качества продукции;

4) гигиена жилья и быта.

Важным этапом нормирования является выбор физического критерия для гигиенического нормирования неблагоприятного фактора, который бы ограничивал вредное действие различных факторов среды на организм человека.

При оценке допустимости воздействия вредных факторов на организм человека исходит из сугубо биологического закона (Вебера-Фехнера), выражающего связь между изменениями интенсивности раздражителя и силой вызванного ощущения: реакция организма прямо пропорциональна относительному приращению раздражителя.

Если обозначить dL– элементарное ощущение; R – величина раздражения;
dR – элементарное приращение раздражений; а – коэффициент пропорциональности

dL =а dR/R.

Интегрируя, получим уровень ощущений

L = а dR/R = a lnR½= a (lnR-lnR₀) == a lnR/R₀.

где: R₀ – const интегрирования, равная порогу ощущения, то есть минимальной энергии раздражителя характеризующий начало ощущения.

а – определяет масштаб измерений.

Если: а = 1, L = ln(R/ R₀), уровень измеряется в неперах;

a = lge, L= a ln(R/ R₀) = lge ln(R/ R₀) = 0,434ln(R/R₀) = lg(R/R₀), уровень ощущений измеряется в белах.

a = 10lge, L=10lg R/R₀, уровень измеряется в децибелах.

Для двух разных ощущений

D L = L₂-L₁=10lg R₂/R₀ - 10lg R₁/R₀==10lg R₂/R₁

Любую физическую величину (интенсивность шума, вибрации и т.д.) можно измерить в децибелах:

10lg R/R₀ = L – уровень физической величины (интенсивности шума, вибрации и т.д.), т.е. уровень физической величины в дБ равен уровню ощущений в дБ.

На базе закона Вебера – Фехнера построено нормирование вредных факторов, т.е. устанавливают предельно допустимый уровень воздействия. Для оценки величины порога ощущений (R₀) для различных анализаторов можно определить чувствительность наших органов чувств (анализаторов) к адекватному раздражителю.