Серед чинників зовнішнього середовища, що впливають на організм людини в процесі праці, світлу відводиться одне із чільних місць. Адже відомо, що майже 90% всієї інформації про довкілля людина отримує через органи зору.

Вплив світла на життєдіяльність людини вивчений досить добре. Воно впливає не лише на функцію зору, а й на діяльність організму в цілому: посилюється обмін речовин, збільшується поглинання кисню і виділення вуглекислого газу. Відомий сприятливий вплив природного освітлення на скелетну мускулатуру.

Недостатня або надмірна освітленість, нерівномірність освітлення в полі зору втомлює очі, призводить до зниження продуктивності праці; при цьому зростає потенційна небезпека помилкових дій і нещасних випадків. Надмірна яскравість джерел світла може спричинити головний біль, різь в очах, розлад гостроти зору; світлові відблиски – тимчасове засліплення.

Освітлення виробничих приміщень характеризується кількісними та якісними показниками. До основних кількісних показників відносяться: світловий потік, сила світла, яскравість і освітленість. До основних якісних показників зорових умов роботи можна віднести: фон, контраст між об’єктом і фоном, видимість.

Для створення сприятливих умов зорової роботи, які б виключали швидку втомлюваність очей, виникнення професійних захворювань, нещасних випадків і сприяли підвищенню продуктивності праці та якості продукції, виробниче освітлення повинно відповідати таким вимогам:

– створювати на робочій поверхні освітленість, що відповідає характеру зорової роботи і не є нижчою за встановлені норми;

– не повинно бути засліплюючої дії як від самих джерел освітлення, так і від інших предметів, що знаходяться в полі зору;

– забезпечити достатню рівномірність та постійність рівня освітленості у виробничих приміщеннях, щоб уникнути частої переадаптації органів зору;

– не створювати на робочій поверхні різких та глибоких тіней (особливо рухомих);

– повинен бути достатній, для розрізнення деталей, контраст поверхонь, що освітлюються;

– не створювати небезпечних та шкідливих виробничих факторів (шум, теплові випромінювання, небезпечне ураження струмом, пожежо- та вибухонебезпека світильників);

– повинно бути надійним і простим в експлуатації, економічним та естетичним.

Залежно від джерела світла виробниче освітлення може бути природним, штучним і суміщеним, при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним.

Природне освітлення

Природне освітлення має важливе фізіолого-гігієнічне значення для працюючих. Воно сприятливо впливає на органи зору, стимулює фізіологічні процеси, підвищує обмін речовин та покращує розвиток організму в цілому. Сонячне випромінювання зігріває та знезаражує повітря, очищуючи його від збудників багатьох хвороб (наприклад, вірусу грипу). Окрім того, природне світло має і психологічну дію, створюючи в приміщенні для працівників відчуття безпосереднього зв’язку з довкіллям.

Природному освітленню властиві і недоліки: воно непостійне в різні періоди доби та року, в різну погоду; нерівномірно розподіляється по площі виробничого приміщення; при незадовільній його організації може викликати засліплення органів зору.

Природне освітлення поділяється на бокове (одно- або двостороннє), що здійснюється через світлові отвори (вікна) в зовнішніх стінах; верхнє, що здійснюється через ліхтарі та отвори в дахах і перекриттях; комбіноване – поєднання верхнього та бокового освітлення.

На рівень освітленості приміщення при природному освітленні впливають такі чинники: світловий клімат; площа та орієнтація світлових отворів; ступінь чистоти скла в світлових отворах; пофарбування стін та стелі приміщення, глибина приміщення; наявність предметів, що заступають вікно як зсередини, так і ззовні приміщення.

Оскільки природне освітлення непостійне впродовж дня, кількісна оцінка цього виду освітлення проводиться за відносним показником – коефіцієнтом природного освітлення (КПО):

, (2.1)

де  – освітленість в даній точці всередині приміщення, що створюється світлом неба (безпосереднім чи відбитим);

– освітленість горизонтальної поверхні, що створюється в той самий час ззовні світлом повністю відкритого небосхилу.

Нормовані значення КПО визначаються Державними будівельними нормами ДБН В.2.5-28-2006. В основі визначення КПО покладено розмір об’єкта розпізнавання, під яким розуміють предмет, що розглядається або ж його частину, а також дефект, який потрібно виявити.

Штучне освітлення

Штучне освітлення може бути загальним та комбінованим. Загальним називають освітлення, при якому світильники розміщуються у верхній зоні приміщення (не нижче 2,5 м над підлогою) рівномірно (загальне рівномірне освітлення) або з врахуванням розташування робочих місць (загальне локалізоване освітлення). Комбіноване освітлення складається із загального та місцевого. Його доцільно застосовувати при роботах високої точності, а також, якщо необхідно створити певний або змінний, в процесі роботи, напрямок світла. Місцеве освітлення створюється світильниками, що концентрують світловий потік безпосередньо на робочих місцях. Застосування лише місцевого освітлення не допускається з огляду на небезпеку виробничого травматизму та професійних захворювань.

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, аварійне, евакуаційне, охоронне, чергове.

Штучне освітлення передбачається у всіх виробничих та побутових приміщеннях, де недостатньо природного світла, а також для освітлення приміщень в темний період доби. При організації штучного освітлення необхідно забезпечити сприятливі гігієнічні умови для зорової роботи і одночасно враховувати економічні показники.

Найменша освітленість робочих поверхонь у виробничих приміщеннях регламентується ДБН В.2.5-28-2006 і визначається, в основному, характеристикою зорової роботи (табл. 4.4). Норми носять міжгалузевий характер. На їх основі, як правило, розробляють норми для окремих галузей промисловості.

В ДБН В.2.5-28-2006 вісім розрядів зорової роботи, із яких перших шість характеризуються розмірами об’єкта розпізнавання. Найбільша нормована освітленість складає 5000 лк (розряд Іа), а найменша – 30 лк (розряд VІІв).

Джерела штучного освітлення та світильники

Як джерело штучного освітлення широко використовують лампи розжарювання та газорозрядні лампи.

Лампи розжарювання відносяться до теплових джерел світла. Під дією електричного струму нитка розжарювання (вольфрамовий дріт) нагрівається до високої температури і випромінює потік променевої енергії. Ці лампи характеризуються простотою конструкції та виготовлення, відносно низькою вартістю, зручністю експлуатації, широким діапазоном напруг та потужностей. Поряд з перевагами їм притаманні і суттєві недоліки: велика яскравість (засліплююча дія); низька світлова віддача (7–20 лм/Вт); відносно малий термін експлуатації (до 2,5 тис. год); переважання жовто-червоних променів в порівнянні з природним світлом; висока температура нагрівання (до 140 °С і вище), що робить їх пожежонебезпечними.

Лампи розжарювання використовують, як правило, для місцевого освітлення, а також освітлення приміщень з тимчасовим перебуванням людей.

Газорозрядні лампи внаслідок електричного розряду в середовищі інертних газів і парів металу та явища люмінесценції випромінюють світло оптичного діапазону спектру.

Основною перевагою газорозрядних ламп є їх економічність.

Світлова віддача цих ламп становить 40–100 лм/Вт, що в 3–5 разів перевищує світлову віддачу ламп розжарювання. Термін експлуатації – до 10 тис. год, а температура нагрівання (люмінесцентні) – 30–60 °С. Окрім того, газорозрядні лампи забезпечують світловий потік практично будь-якого спектра, шляхом підбирання відповідним чином інертних газів, парів металу, люмінофора. Так, за спектральним складом видимого світла розрізняють люмінесцентні лампи: денного світла (ЛД), денного світла з покращеною передачею кольорів (ЛДЦ), холодного білого (ЛХБ), теплого білого (ЛТБ) та білого (ЛБ) кольорів.

Основним недоліком газорозрядних ламп є пульсація світлового потоку, що може зумовити виникнення стробоскопічного ефекту, який полягає у спотворенні зорового сприйняття об’єктів, що рухаються, обертаються. До недоліків цих ламп можна віднести також складність схеми включення, шум дроселів, значний час між включенням та запалюванням ламп, відносна дороговизна.

Світильник – це світловий прилад, що складається із джерела світла (лампи) та освітлювальної арматури (рис. 4.1). Освітлювальна арматура перерозподіляє світловий потік лампи в просторі або перетворює його властивості (змінює спектральний склад випромінювання), захищає очі працівника від засліплюючої дії ламп. Окрім того, вона захищає джерело світла від впливу навколишнього пожежо- та вибухонебезпечного, хімічно-активного середовища, механічних ушкоджень, пилу, бруду, атмосферних опадів.

Таблиця 4.4 – Норми штучного та природного освітлення виробничих приміщень (ДБН В.2.5-28-2006)

Рисунок 4.1 – Світильники:

а – УПД; б – УПМ – 15; в – НСП – 07; г – ПО – 02 (куля молочного скла); д – типу ВЗГ; е – ЛОУ; ж - ПВЛП

Основними світлотехнічними характеристиками світильників є: світлорозподілення, крива сили світла, коефіцієнт корисної дії та захисний кут.

Залежно від конструктивного виконання розрізняють світильники: відкриті (лампа не відокремлена від зовнішнього середовища), захищені (лампа відокремлена оболонкою, що не перешкоджає вільному надходженню повітря), закриті (оболонка захищає від проникнення всередину світильника великих частин пилу), пилонепроникні, вологозахищені, вибухобезпечні та підвищеної надійності проти вибуху.

Невідповідність світлотехнічних характеристик світильника розмірам та характеру обробки освітлюваного приміщення викликає зростання встановленої потужності, зниження якості освітлення. В свою чергу, невідповідність конструктивного виконання світильника умовам середовища в приміщенні знижує довговічність і надійність роботи освітлювальної установки (агресивне, вологе, запилене середовище), а в окремих випадках може спричинити пожежу чи вибух. Тому світильники повинні бути з необхідним ступенем захисту від умов зовнішнього середовища в місцях встановлення. Особливо жорсткі вимоги щодо цього стосуються світильників, які встановлюються у вибухо- та пожежо-небезпечних приміщеннях.

     4.6 Віброакустичні коливання

До віброакустичних коливань відносяться: інфразвук, шум, ультразвук, вібрації.

Інфразвук

Інфразвук знаходиться в діапазоні нечутних звуків, коли частота акустичних коливань не перевищує 16–20 Гц. Під впливом інфразвуку, який має великі амплітуди коливань, які знаходяться в резонансі з коливаннями внутрішніх органів, можуть виникати больові відчуття, зокрема у вусі.

В природних екосистемах інфразвукові коливання виникають під час землетрусів, ураганів, штормів та інших природних явищ. Інфразвуки виникають також під час роботи машин та механізмів.

Багато джерел інфразвуку є в промисловості. З ними пов’язана робота компресорних установок, двигунів, систем пневмотранспорту.

Існують порогові значення інфразвукової дії.

Поріг небезпеки смерті відповідає інфразвуковому впливу загального рівня 180–190 дБА, який призводить до смерті навіть під час короткочасного впливу.

Порогом потенційної небезпеки для життя людини є інфразвуки інтенсивністю 155–180 дБА. Такі інфразвуки призводять до психофізіологічних відхилень.

Межею, яка є на межі витривалості, є рівень в межах 140–155 дБА. За умови тривалого впливу такого інфразвуку в організмі з’являються психофізіологічні відхилення від нормального стану, які дуже важко вилікувати. Порогом безпеки є рівень інфразвуку 90 дБА.

Виробничий шум

Шум (noise) – це набір звуків різної частоти та інтенсивності. Частина простору, в якому поширюються акустичні (звукові) хвилі, називається акустичним полем. Акустичні хвилі поширюються в пружних середовищах – в газах, рідинах, твердих тілах.

Акустичні коливання, які лежать в діапазоні частот 16–20 000 Гц, називають звуковими. Вони сприймаються людиною з нормальним слухом. Акустичні коливання з частотою менше 16 Гц називаються інфразвуковими, а понад 20 кГц – ультразвуковими.

Людське вухо здатне сприймати та аналізувати звуки в широкому частотному діапазоні (рис. 4.2).

Рисунок 4.2 – Область звукових коливань:

І – інфразвукова; ІІ – акустична; ІІІ – ультразвукова; ІV – гіперзвукова

Як видно з рис. 4.2, область чутних звуків обмежується двома пороговими кривими. Нижня крива називається порогом чутності, а верхня – порогом больових відчуттів. Найнижчі значення порогових значень лежать в діапазоні частот 1–5 кГц. Порогове значення слуху молодої здорової людини – 0 дБ на частоті 1000 Гц. Поріг слухового відчуття на частоті 100 Гц вищий, тому що вухо людини менш чутливе до низькочастотних звуків. Больовий поріг – це звук з інтенсивністю 140 дБА, що відповідає звуковому тиску 200 Па та інтенсивності 100 Вт/м². Поріг дискомфорту (біль у вусі) відповідає звуковому тиску понад 120 дБ. Шум з рівнем звукового тиску до 30–35 дБ не турбує людину. Підвищення рівня звукового тиску до 40–70 дБ зумовлює значне навантаження на нервову систему, спричиняючи погіршення самопочуття, зниження продуктивності розумової праці. Вплив шуму з рівнем понад 75 дБА протягом тривалого часу викликає погіршення слуху. При дії шуму з високим рівнем (понад 140 дБ) можуть статися розрив барабанних перетинок, контузія, а при шумі з вищим рівнем (понад 160 дБ) може настати смерть. Регламентують граничні величини шуму на робочих місцях ДСН 3.3.6-037-99.

Прояв шумової патології поділяється на специфічні зміни, які настають в органі слуху і неспецифічні, які виникають в інших органах і системах. Шум, який є загальнобіологічним подразником, за певних умов може впливати на всі органи та системи організму і викликати фізіологічні зміни. Впливаючи на організм як стрес-фактор, шум викликає зміни реактивності центральної нервової системи, наслідком чого настають розлади функцій органів та систем. Основне значення в розвитку шумової патології має інтенсивність шуму, а також його частотний склад, тривалість щоденного впливу, індивідуальна чутливість.

У деяких людей суттєве ушкодження слуху може настати протягом перших місяців впливу, у інших зниження слуху розвивається протягом всього періоду роботи в шумних умовах поступово.

Зниження слуху на 10 дБ практично не відчувається, на 20 дБ – починає заважати, оскільки це пов’язано з порушенням здатності сприймати звукові сигнали. Опосередковано це може стати причиною нещасних випадків.

Неспецифічні зміни в органах та системах людини особливо проявляються при дії високочастотного шуму. Робітники скаржаться на головний біль, запаморочення, погіршення пам’яті, підвищену втомлюваність, порушення сну, серцебиття та біль в ділянці серця. Спостерігається дисфункція шлунка, зміна кислотності шлункового соку.

Загальне захворювання організму з ураженням органу слуху (специфічний прояв дії шуму) та центральної нервової, серцево-судинної систем (неспецифічні зміни) називають шумовою хворобою.

Ультразвук

Ультразвук, дія якого виявляється рідше, ніж акустичні коливання чутного діапазону, також справляє шкідливий вплив на людину. Ультразвук людина не чує, але сприймається і видається деякими істотами (летючі миші, риби, птахи тощо). Ультразвук – це механічні коливання в газах, рідинах та твердих тілах. Він використовується в процесах металообробки, в ультразвукових установках, з метою отримання емульсій, сушіння, очищення, зварювання, дефектоскопії, навігації, підводного зв’язку.

Ультразвук виникає при роботі верстатів, ракетних та інших двигунів. Низькочастотний ультразвук, притаманний промисловому виробництву, діє на весь організм людини, зокрема на вестибулярний апарат. Навіть невеликі дози ультразвукового опромінення за умови тривалого і багаторазово повторюваного впливу викликає у робітників слабкість, сонливість, зниження працездатності.

Тривала, систематична дія ультразвуку, який поширюється через повітря, викликає функціональні зміни діяльності нервової, серцево-судинної та ендокринної систем, слухового та вестибулярного аналізаторів, зміни властивостей та складу крові. Дія ультразвуку викликає вегето-судинну дистонію, виникає головний біль. Контактна дія високочастотного ультразвуку на рухи призводить до порушення капілярного кругообігу в кистях рук, зниження больової чутливості, захворювань нервової системи.

Ультразвук з рівнем звукового тиску 80–90 дБ має стимулюючий вплив, діючи як мікромасаж, прискорює обмінні процеси, але при 120 дБ впливає негативно.

Виробнича вібрація

Вібрація (vibration) – це механічні коливання, які виникають в пружних тілах або в тілах, що знаходяться під впливом змінного фізичного поля.

За способом впливу на людину вібрація поділяється на два види:

– загальна вібрація (вібрація робочих місць), яка передається через опорні поверхні на тіло людини;

– локальна, яка передається через руки та ноги людини.

Ступінь впливу вібрацій на організм людини зумовлюється величиною енергетичного впливу і біомеханічними властивостями тіла людини як складної коливної системи.

Характер та ступінь поширення коливань по тілу людини визначається їх частотою, амплітудою, тривалістю дії, площею контакту тіла людини та джерела вібрації, місцем прикладання та напрямком вібраційного впливу, демпферними властивостями тканин.

За умови збігу частот власних коливань внутрішніх органів та частот зовнішніх збурювальних сил виникає резонанс. Резонанс тіла людини виникає при частотах понад 0,7 Гц.

Резонансна частота для голови (при сидячому положенні людини) – 2–3 Гц при вертикальних вібраціях і 1,5–2 Гц – при горизонтальних вібраціях. Резонанс очних яблук лежить в межах 60–90 Гц, і саме вібрації з такими частотами викликають розлад зорового сприйняття. Для грудей, діафрагми та живота резонансними є частоти 3–3,5 Гц. Ці частоти можуть призвести до порушення функції дихання. Резонансна частота для всього тіла в сидячому положенні – 4–6 Гц. Нормуються параметри вібрації відповідно до вимог ДСН 3.3.6.03999 “Державні санітарні норми виробничої та загальної вібрацій”.

Вібрація справляє на людину такі впливи:

– подразнювальний;

– зміщення органів;

– деформації тканин та клітин окремих органів.

Наслідками впливу вібрації є:

– зниження працездатності;

– порушення функцій центральної нервової системи;

– порушення функцій опорно-рухового апарату;

– порушення функцій статевих органів.

Низькочастотна вібрація впливає на процеси обміну: змінює вуглеводний обмін, біохімічні показники крові, що призводить до порушення білкового, ферментативного, вітамінного та холестеринового обмінів.

Локальна вібрація впливає на осіб, які працюють з ручним механізованим інструментом. Така вібрація зумовлює судоми судин, які починаються з пальців і поширюються на всю кисть, передпліччя.

Судоми досягають судин серця, порушується постачання кінцівок кров’ю. Локальна вібрація, впливаючи на нервові закінчення та кісткові тканини, м’язи та кістки, зумовлює зниження чутливості шкіри, скостеніння сухожиль м’язів, відкладення солей в суглобах пальців та кистей. Зовнішньою ознакою цих явищ є побіління пальців рук.

Вплив вібрації протягом тривалого часу поряд з впливом інших несприятливих виробничих факторів викликає вібраційну хворобу. Найбільша небезпека розвитку вібраційної хвороби виникає при впливі вібрації частотою 16–250 Гц. Порогове значення сприйняття віброшвидкості – 10^-4 м/с, а поріг больових відчуттів – 1 м/с.

Форми вібраційної хвороби, викликаної локальною та загальною вібрацією, різні. Найбільш поширена віброхвороба, викликана впливом локальної вібрації. Ця форма віброхвороби характеризується ураженням нервово-м’язової та опорно-рухової системи і менш вираженими змінами судинної системи. Судинні розлади проявляються через порушення периферійного кровообігу, зміни тонусу капілярів.

Під впливом вібраційної хвороби виникає ниючий біль у верхніх кінцівках, який відчувається переважно вночі та під час відпочинку. Симптом віброхвороби – розлад чутливості, особливо вібраційної, больової та температурної.

Загальна вібрація викликає віброхворобу у водіїв транспортних засобів та операторів транспортно-технологічних машин та агрегатів. Основний симптом цієї форми віброхвороби – вестибулопатія, ознаками якої є запаморочення, головний біль, гіпергідроз.

Обидві форми вібраційної хвороби призводять до змін в центральній нервовій системі у вигляді вегетодисфункцій. Це пов’язується з комбінованим впливом вібрації та інтенсивного шуму.

Встановлено, що з віком ризик захворіти на вібраційну хворобу зростає незалежно від пов’язаної з впливом локальної вібрації.

Ступінь негативного впливу підвищується за умови впливу на людину таких несприятливих факторів виробничого середовища, як інтенсивний шум, несприятливі метеорологічні умови, особливо знижена температура.

Незважаючи на несприятливий вплив, вібрація може справляти стимулювальний вплив. При короткочасному впливі вібрації має місце зниження больової чутливості. За допомогою вібромасажу можна зняти м’язову втому. Вібромасаж використовується для прискорення відновлювальних процесів нервової та м’язової систем.

Нормування вібрацій. Законодавчим документом, який встановлює допустимі параметри виробничої вібрації та санітарні правила роботи з вібронебезпечними механізмами та обладнанням, є ГОСТ 12.1.012-90 “Вібраційна безпека. Загальні вимоги”. Крім того, діють санітарні норми, які встановлюють класифікацію вібрацій, методи гігієнічної оцінки вібрації, нормовані параметри та їх допустимі значення, санітарні правила при роботі з віброобладнанням.