Подраздел 3
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ
ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ (КХА)
В САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
3.1. «Физико-химические методы исследования».
Классификация и сущность физико-химических методов.
В структуре разнообразных санитарно-гигиенических исследований одно из ведущих мест принадлежит химическому анализу и, особенно, инструментальным физико-химическим методам.
Сущность физико-химического анализа – изучение соотношений между составом и свойствами химических равновесных систем. Частный случай физико-химического анализа – использование различных свойств сложных систем для определения их состава. Преимущества физико-химических методов:
- значительно большая чувствительность по сравнению с обычными химическими методами (обычным химическими методами можно определить концентрацию вещества порядка 10-5 моль/л, а для некоторых физико-химических методов определяемый минимум меньше примерно на пять порядков, т. е. 1моль/л.) Актуальность этого преимущества в связи с тем, что в санитарно-гигиенических исследованиях ведущее место занимает определение очень низких концентраций или следов веществ;.
- селективность этих методов. Спектральный, хроматографический, масс-спектрометрический и др. методы позволяют одновременно качественно и количественно определять десятки компонентов, что значительно ускоряет проведение анализов.
- физические явления и процессы, положенные в основу измерений характеристик (параметров) физических факторов среды обитания.
Классификация.
В зависимости от используемых свойств:
А. Оптические методы, основанные на использовании оптических свойств анализируемых систем:
- фотометрические
- рефрактометрические
- поляриметрические
- люминесцентный
- спектральные
- примеры использования в практике госсанэпиднадзора.
Б. Электрохимические методы:
- электроанализ
- кондуктометрический метод
- потенциометрический метод
- полярографические методы
- инверсионная вольтамперометрия
В. Методы анализа, основанные на исследовании других свойств анализируемых систем:
- масс-спектрометрический метод
- термометрические методы
- радиохимический анализ
- метод ядерного магнитного резонанса
- анализ по теплопроводности и др.
Г. Физико-химические методы разделения, такие как ионный обмен, хроматография, диализ, электрофорез и др.
Представление результата анализа. Расчет погрешности.
Обработка результатов анализа.
Основные термины и определения:
- результат измерения, сходимость, воспроизводимость и точность результата измерения;
Статистическая обработка результатов анализа. Расчет метрологических характеристик (общая погрешность и ее составляющие: случайная и систематическая).
Погрешность результата измерений и ее составляющие:
- систематическая погрешность, случайная погрешность, абсолютная и относительная погрешность, среднеквадратическая погрешность результатов измерения,
Доверительные границы погрешности (точность, правильность, сходимость, воспроизводимость), определения, обозначения и формулы расчета.
Основные нормативные документы.
Внутрилабораторный контроль качества результатов, аналитические алгоритмы и нормативы контроля.
Роль внутрилабораторного контроля в обеспечении достоверности результатов анализа.
Виды внутрилабораторного контроля:
- предупредительный контроль (обеспечение условий проведения измерений, контроль погрешности измерений, контроль стабильности градуировочной характеристики);
-оперативный контроль (сходимости, воспроизводимости точности – общей погрешности);
-статистический контроль (по альтернативному признаку, по количественному признаку, проверка подконтрольности методики выполнения измерений).
Роль стандартных образцов в проведении внутрилабораторного контроля. Расчет погрешности приготовления аттестованных растворов и аттестованных смесей.
Методология проведения межлабораторных сравнительных испытаний.
Роль межлабораторных Сравнительных испытаний в обеспечении единства измерений.
Требования к контрольным образцам для межлабораторных испытаний. Использование государственных стандартных образцов состава растворов элементов, веществ и материалов.
Мероприятия по организации межлабораторных испытаний:
- подготовка образцов для анализа;
- подготовка сопроводительного письма с четким указанием задачи, количества параллельных определений, сроков проведения испытаний и представления результатов;
- подготовка образца формы представления результатов.
- Статистическая обработка полученных результатов:
- проверка закона распределения результатов и выбор способа статистической обработки;
- отбраковка «посторонних» результатов и грубых выбросов;
- статистический расчет среднего значения и погрешности.
Оценка качества работы лаборатории по величинам Z-индексов.
Составление отчета по результатам межлабораторного эксперимента.
Обсуждение результатов и возможных причин получения ошибочных результатов.
Опыт работы лабораторий по проведению межлабораторных испытаний по определению токсичных элементов.
3.2 Методология отбора и подготовки проб к физико-химическим исследованиям.
Методы отбора проб воздуха, воды, почвы, продуктов питания. Хранение и транспортировка проб.
Отбор представительной пробы – залог успешного и правильного анализа.
Методы и способы отбора проб для различных факторов среды обитания.
Воздух. Отбор проб воздуха – одна из ответственных стадий анализа. Выбор места отбора проб, предварительное ознакомление с агрегатным состоянием вредного вещества в воздухе и предполагаемой концентрации, оптимальный объем пробы воздуха для определения загрязняющего вещества с заданной точностью, выбор аппаратуры для отбора проб. Примеры используемых методов:
- отбор проб воздуха без концентрирования (газовые пипетки, бутыли, стеклянные шприцы, полиэтиленовые мешки)
- отбор с предварительным концентрированием. Достоинства и недостатки. Примеры: отбор проб в жидкие среды – в поглотительные приборы; на фильтры; на твердый сорбент, сорбционные трубки; пленочные сорбенты и др.
Устройства для отбора проб воздуха. Требования к аспираторам.
Вода. Отбор проб воды.
Основные принципы, которые необходимо соблюдать при отборе проб воды:
- пробы воды должны отражать условия и место ее взятия;
- отбор транспортировка и хранение не должны привести к изменению химического состава;
- объем пробы должен быть достаточен для анализа.
Государственный стандарт Российской Федерации по отбору проб воды.
Почва. Правила отбора представительной пробы почвы, например на общую загрязненность. Графические схемы отбора проб. Выбор зон в зависимости от источника загрязнения и «розы ветров». Выбор локальных точек для отбора. Инструменты для отбора. Получение средней пробы. Техника доставки проб в лабораторию, сопроводительные документы.
Пищевые продукты.
Получение представительной пробы как способ, позволяющий исключить или уменьшить неравномерность распространения анализируемого вещества (нитратов, пестицидов, микотоксинов) в продуктах и получить достоверный результатах по его содержанию (путем объединения однородных разовых проб, из которой затем выделяют среднюю пробу).
Правила отбора проб и величина средней пробы зависят от вида продукта и характера исследования.
Оценка химических показателей на основании лабораторного исследования среднего образца.
Техника отбора проб жидких продуктов, полутвердых, твердых и сыпучих продуктов.
Способ получения средней пробы.
Методы подготовки проб к испытаниям.
Современные экспрессные методы подготовки проб для хроматографических и оптикоспектральных исследований (твердофазная экстракция, автоклавная техника).
Твердофазная экстракция.
Недостатки хорошо известных методик извлечения анализируемого вещества, основанные на жидкостной многократной экстракции и переэкстракции (трудоемкость и длительность по времени, необходимость большого количества расходных материалов, недостаточная степень очистки экстракта).
Метод твердофазной экстракции (ТФЭ) – это выделение интересующих компонентов путем сорбции их на твердом носителе-сорбенте.
Применение патронов-картриджей, заполненных специальными сорбентами, через которые под вакуумом проходит экстракт анализируемой пробы.
Этапы пробоподготовки методом ТФЭ
-Концентрирование (подготовка) патронов-картриджей путем промывания их органическими растворителями;
-Нанесение экстракта образца;
-Вымывание органическими растворителями мешающих веществ;
-Элюирование-смывание анализируемого вещества элюентом с патронов-картриджей;
-Концентрирование методом упаривания.
Преимущества метода ТФЭ:
-Использование однотипных патронов-картриджей;
-Малые объемы используемых растворителей;
-Минимальное количество расходных материалов;
-Уменьшение потерь на стадии пробоподготовки;
-Тонкая очистка позволяет далее использовать дорогостоящее оборудование для ВЭЖХ.
Современные способы пробоподготовки пищевых продуктов для определения токсичных элементов.
Традиционные способы разложения пищевых продуктов в открытой системе:
- сухая минерализация;
- мокрая минерализация;
- кислотная экстракция (для разложения жировых продуктов).
Недостатки разложения в открытых системах:
- Большая продолжительность стадии разложения (от нескольких часов до 2-3 рабочих смен).
- Высокая энергоемкость (особенно при использовании сухой минерализации).
- Возможность потерь аналита в виде легколетучих соединений.
- Возможность загрязнения образца из окружающей среды.
- Загрязнение воздуха рабочей зоны продуктами разложения и парами реактивов (экологический фактор).
- Большой расход реактивов (особенно при мокрой минерализации вследствие испарения и неэффективного использования реакционных смесей).
- Необходимость использования агрессивных сред (серной, хлорной и др. кислот) при мокрой минерализации.
- Высокое значение «холостого опыта», приводящее к повышению пределов
обнаружения и ухудшению воспроизводимости результатов.
Современные ускоренные способы пробоподготовки:
- аналитические автоклавы с резистивным нагревом;
- микроволновые автоклавные системы;
- микроволновые открытые системы.
Отечественные и зарубежные фирмы-производители оборудования для экспрессного разложения образцов.
Преимущества автоклавных способов пробоподготовки:
Недостатки и ограничения автоклавных способов подготовки пищевых продуктов.
3.3. Актуальные вопросы использования оптикоспектральных методов в санитарно-гигиенических исследованиях.
Основы фотометрических методов анализа (колориметрия, спектрометрия)
Теоретические основы фотометричесого метода. Исследование фотометрической реакции:
- основной закон светопоглощения
- молярный коэффициент поглощения
- спектры поглощения, спектральная характеристика, выбор длины волны максимального поглощения раствора
- устойчивость (комплексного) соединения
- установление необходимого количества реагента
- значение рН раствора (среды)
- установление оптимального времени фотометрирования, устойчивости соединения при разбавлении
- установление диапазона концентраций, в котором сохраняется закон светопоглощения
- подбор кювет
- установление градуировочной характеристики
- проверка градуировочной характеристики
Работа на спектрофотометре
Атомно-абсорбционная спектрометрия с использованием различных техник.
Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС) – наиболее селективный и чувствительный метод определения токсичных элементов.
Внедрение и развитие метода в лабораторной практике учреждений госсанэпидслужбы России (демонстрация слайдов).
Различные техники ААС и области их применения:
- пламенные методы (для определения широкого круга элементов в диапазоне концентраций 0.1-100 мкг/см3);
- электротермические методы с использованием графитовой печи (для определения элементов в диапазоне концентраций 0.001-0.1 мкг/см3);
- гидридная техника (для определения низких концентраций гидридобразующих элементов – мышьяка, селена, сурьмы, висмута и др.);
- метод «холодного пара» (для чувствительного определения ртути).
Приборы для атомно-абсорбционного анализа. Отечественные и зарубежные фирмы-изготовители атомно-абсорбционного оборудования; достоинства и недостатки приборов (демонстрация слайдов и проспектов).
Методическое обеспечение атомно-абсорбционного анализа. Перечень вновь разработанных нормативных документов (стандарты, методические указания и др.), допущенных для целей санитарно-гигиенических исследований.
Пламенно-фотометрический метод.
Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой.
3.4. Актуальные вопросы хроматографических методов исследований.
1.3.4.1.Классификация хроматографических методов исследований
Характеристика основных хроматографических методов.
Хроматографический метод – один из самых распространенных инструментальных методов в аналитической химии.
Задачи, решаемые с применением метода:
- разделение сложной смеси на ее компоненты;
- определение идентичности и однородности химических соединений;
- количественное определение одного или нескольких компонентов сложной смеси;
- определение молекулярной структуры.
Хроматографический метод - процесс разделения смеси на каком-либо носителе.
Тонкослойная хроматография.
Метод тонкослойной хроматографии наиболее используемый при анализе продуктов питания на содержание микотоксинов.
ТСХ метод простой и относительно дешевый. Важными его преимуществами являются:
- Доступность (не требуется сложного дорогостоящего аналитического оборудования);
- Возможность одновременного анализа большого числа проб - массовый скрининг;
- Возможность анализа проб, содержащих нерастворимые частиц (механические примеси).
Недостатки метода ТСХ
- Это качественный (полуколичественный) метод;
- Для использования метода ТСХ как количественного, необходимо приобретение денситометров-флуориметров, что значительно увеличивает стоимость анализа;
- Недостаточная чувствительность и селективность.
Газовая хроматография.
Основные узлы хроматографа:
- устройство подготовки пробы для хроматографического анализа (обогащение, концентрирование);
- баллон с газом-носителем или лабораторная линия со сжатым газом и газовая панель, включающая очистку газа, установку расхода газа или давления, стабилизацию давления и измерения этого давления;
- устройство для ввода пробы и для ее испарения – дозатор-испаритель;
- хроматографическая колонка;
- термостат колонки, регулирующий нужную температуру и измеряющий ее;
- детектор
- измерительная система, содержащая питание детектора, измерение и усиление сигнала;
- регистратор, записывающий в координатах время-сигнал, результаты хроматографического анализа;
- электронный интегратор, автоматически фиксирующий площадь пика и время его выхода, цифропечатающее устройство, дисплей.
Основные типы детекторов, используемые для анализа пестицидов:
- ПИД – (пламенно-ионизационный детектор) обладает высокой чувствительностью и линейностью ко всем органическим веществам;
- ПФД – (пламенно-фотометрический детектор) для фосфор - и серосодержащих соединений;
- ЭЗД (электронного захвата детектор) – чувствителен для хлорорганических соединений.
- ДПР (детектор постоянной скорости рекомбинации) – вариант ЭЗД;
- ТИД (термоионный детектор) – используется для определения фосфорорганических пестицидов.
Отбор проб и подготовка проб к анализу.
- Отбор проб (составление общей пробы, средней пробы, составление среднего образца, выделение навесок для анализа);
- подготовка проб к исследованию;
- требования к чистоте реактивов и посуды
Способы извлечения пестицидов из проб и концентрирование.
- экстракция – процесс переноса растворенного вещества из одной жидкой фазы в другую;
- перегонка с водяным паром – для извлечения ХОП и некоторых гербицидов из проб, содержащих значительное количество жира или восков;
- соиспарение с парами органического растворителя. Основано на извлечении пестицида из анализируемой пробы парами органического растворителя с одновременной очисткой от сопутствующих веществ;
- абсорбция на различных сорбентах;
- соиспарение в токе азота. Метод основан на извлечении пестицидов током азота и поглощении коэкстрактивных веществ.
Способы очистки экстрактов.
- омыление (для пестицидов устойчивых к щелочному гидролизу);
- сульфирование (для пестицидов устойчивых к воздействию серной кислоты);
- распределение между двумя несмешивающимися жидкостями
- охлаждение жиров и восков.
- колоночная хроматография.
Приготовление стандартных растворов пестицидов.
Высокоэффективная жидкостная хроматография.
Высокоэффективная жидкостная хроматография – наиболее интенсивно развивающийся инструментальный вариант хроматографии, используемый для исследования и анализа объектов окружающей среды.
Метод ВЭЖХ основан на разделении анализируемой смеси компонентов между неподвижной твердой фазой (сорбентом) хроматографической колонки и потоком подвижной фазы – растворителем (элюентом).
Исследуемые продукты: вода, продовольственное сырье и пищевые продукты, отдельные загрязнители воздуха.
Преимущества метода ВЭЖХ по сравнению с широко распространенным методом тонкослойной хроматографии (ТСХ):
- простота проведения анализа;
- идеален для исследования водных проб;
- возможность проведения ионного анализа;
- использование широкого спектра колонок и детекторов;
- автоматизация процесса анализа;
- математическая обработка хроматографических данных;
- высокая селективность и чувствительность.
Недостатки метода ВЭЖХ:
- необходимость тщательной пробоподготовки (нельзя анализировать экстракт содержащий механические примеси);
- непригодность для анализа газовых проб;
- ограниченное применение при высоких значениях рН.
Техника хроматографического анализа
Способы обработки хроматограмм
Измерение площади пика:
Метод внутреннего стандарта.
Метод абсолютной калибровки.
3.5. Электрохимические методы в санитарно-гигиенических исследованиях.
Применение потенциометрического и ионометрического методов исследования.
Основные аспекты полярографического метода.
Особенности применения инверсионно-вольтамперометрического ИВА метода
Соотношение полярографического и ИВА методов по результатам анализа деятельности.
Причины интенсивного развития метода инверсионной вольтамперометрии, его преимущества перед полярографией.
Приборы для инверсионно-вольтамперометрического анализа, фирмы-изготовители ИВА оборудования.
Современное методическое обеспечение ИВА анализа Перечень новых нормативных документов (государственных стандартов, методических указаний и др.), допущенных для целей санитарно-гигиенических исследований.
Инверсионная вольтамперометрия
1. Сущность метода
Отличие от классической полярографии
Полярограф
2. Факторы, влияющие на положение, форму, величину аналитического сигнала в методе ИВА.
3. Аппаратура
Схема полярографической установки
Пять вариантов метода ИВА:
- постояннотоковая вольамперометрия или вольтамперометрия с линейным изменением сигнала
- переменнотоковая
- квадратно-волновая инверсионная ВАМ
- импульсная, дифференциально-импульсная ВАМ
- разностная
4. Электрохимическая ячейка - система из двух электродов, опущенных в раствор электролита (фон) с анализируемой пробой.
5. Аналитический сигнал
Полезным сигналом является ток растворения концентрата, осажденного на электроде
6.Метод стандартных добавок
7.Способы концентрирования элементов на электроде.
8. Техника работы в методе
9. Требования к чистоте лаборатории
-Требования к чистоте воды, реактивов, приготовление стандартных растворов.
-Требования к посуде
-Подготовка к работе электродов и их активизация
10.Анализ объектов окружающей среды методом ИВА, общие принципы
3.6. Экспресс-методы анализа в практике госсанэпидслужбы.
а) Определение остаточного свободного хлора, меди, общего хлора и железа в воде химилюминесцентным методом на хемилюминометре «ЛИК»
б) Определение БПК воды на приборе «АКПМ-01»
в) Определение ароматических углеводов, сложных эфиров и др. органических соединений в воздухе на хроматографе ФГХ-1
г) Определение двуокиси азота, аммиака, хлора, бензола, оксида углерода и др. в воздухе рабочей зоны индикаторными трубками с аспиратором АМ-5 и др.
д) Определение сероводорода, двуокиси азота, озона, аммиака, хлора и др. в воздухе на фотоколориметрическом газоанализаторе ИФГ-М.
Подраздел 4
МЕТОДОЛОГИЯ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Проблемы химической безопасности, их состояние и перспективы решения.
Современное состояние загрязнения окружающей среды химическими веществами. Обращение химических веществ на территории региона. Определение приоритетных загрязнителей, понятие о приоритетных загрязнителях, определение в атмосферном воздухе, воде и почве. Учет степени токсичности, канцерогенности. Значение стойких органических загрязнителей.
Выбор химических веществ для оценки риска здоровью населения, определение возможности комбинированного и сочетаного действия, комплексного воздействия, расчеты коэффициента опасности. Основные заболевания, обусловленные воздействием химических веществ, установление причинно-следственных связей.
Регистр потенциально опасных химических и биологических веществ, ведение региональных баз данных.
Роль токсикологических подразделений в профилактике химической опасности, лабораторное обеспечение социально-гигиенического мониторинга, координации деятельности отделов ЦГСЭН в системе социально-гигиенического мониторинга по химическому фактору.
4.2 Токсиколого-гигиенические исследования.
Токсикометрия и патогенез интоксикации. Пути поступления токсических веществ в организм. Виды токсикологических исследований - острый, подострый и хронический эксперименты на животных.
Методы токсикологических исследований, применяемые для оценки токсического действия веществ на организм – гематологические, биохимические, физиологические, исследования кумулятивных свойств. Изучение специфического действия химических веществ на организм – аллергенного, сенсибилизирующего, эмбриотоксического, гонадотоксического, канцерогенного.
Альтернативные модели в токсикологии, используемые для токсиколого-гигиенической оценки материалов, изделий и объектов окружающей среды. Состояние вопроса об использовании альтернативных методов у нас в стране и за рубежом. Выбор тест-объектов и соответствующих им критериев для оценки токсического действия. Автоматические анализаторы «Биотокс» и анализатор токсичности «АТ-04», используемые в системе Госанэпиднадзора для оценки общей токсичности материалов, изделий и объектов окружающей среды.
4.3 Общие сведения о полимерных материалах, их композиционный состав и свойства.
Использование полимерных материалов для производства различных видов продукции: строительные материалы, мебель, ткани, одежда, обувь, игрушки, посуда, тара, упаковка и т. д.
Особенности санитарно-химических исследований полимерных материалов и мебели.
Моделирование условий эксперимента, требования к климатическим камерам.
Одориметрические исследования.
Методы исследований: фотометрия, тонкослойная хроматография, хромато-масс-спектрометрия.
Методики анализа атмосферного воздуха.
Вопросы пробподготовки, способы концентрирования проб, погрешности.
Нормативная документация, гигиенические нормативы.
Подраздел 5.
МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
5.1 Классификация видов физических факторов среды обитания.
Классификация физических факторов среды обитания по физической природе и природе воздействия на человека:
Метеофакторы микроклимата:
- Давление воздуха;
- Температура воздуха;
- Влажность воздуха;
- Движение воздуха (скорость движения воздуха);
- Комплексное воздействие метеофакторов на организм;
- Электрическое состояние атмосферного воздуха.
Акустические колебания:
- Шум
- Инфразвук
- Ультразвук
Механические колебания, воздействующие непосредственно на ткани тела человека
- Вибрация общая
- Вибрация местная
Электромагнитные поля в различных диапазонах частот
- Электрические поля
- Магнитные поля (переменные и постоянные)
- Электростатические поля
Излучение оптического диапазона
- Ультрафиолетовое излучение
- Видимый свет
- Инфракрасное излучение
- Лазерное излучение
5.2 Воздействие на организм человека метеофакторов и факторов микроклимата.
Строение атмосферы. Состав воздуха. Влияние на организм основных составляющих воздуха: кислорода, углекислого газа, азота, в том числе их повышенных и пониженных концентраций.
Давление воздуха. Измерение атмосферного давления и его влияние на организм человека. Влияние повышенного давления. Процессы жизнедеятельности организма при существенном повышении давления (например при работах на глубинах) и при переходе к нормальному давлению (декомперессия). Влияние пониженного давления (в том числе в условиях подъема на высоту), декомпрессионное воздействие на организм.
Температура воздуха и ее изменения. Влияние температуры воздуха и ее изменений на организм при изменении погодных условий, в условиях помещений (жилых, рабочих, общественных). Влияние на организм повышенной и пониженной температуры. Местное охлаждение и его влияние на человека. Нормирование температурных режимов.
Влажность воздуха, ее влияние на теплообмен организма с окружающей средой. Абсолютная и относительная влажность. Оптимальная пониженная и повышенная влажность, их влияние на организм.
Движение воздуха вне зданий и сооружений. Влияние скоростей движения воздуха на организм. Учет движения воздуха при застройке населенных пунктов. Скорость ветра в метрах в секунду и в баллах.
Движение воздуха в помещениях. Учет фактора движения воздуха при необходимых условий вентиляции помещений (жилых, рабочих, общественных).
Учет комплексного влияния метеофакторов с различным сочетанием температуры, влажности и подвижности воздуха на организм. Комплексное влияние этих факторов наиболее ярко выражается в микроклимате закрытых помещений. Учет влияния на формирование правильного микроклимата планировки помещений, свойств строительных материалов. Микроклимат производственных помещений, его влияние на самочувствие человека. Микроклимат производственных помещений, как фактор профессиональной вредности.
Ионизация атмосферного воздуха, естественная (электрическое поле атмосферы, грозовая активность, естественная радиоактивность) и искусственная. Влияние ионизации воздуха на организм человека. Условия вызывающие неблагоприятный ионный режим, особенно в условиях закрытых помещений.
5.3 Воздействие на организм человека акустических факторов
Шум – любой нежелательный звук или совокупность таких звуков. Физическая природа звуковых волн и показатели, характеризующие, энергию звуковых волн: сила звука, давление звука, период колебаний, частота колебаний, амплитуда колебаний.
Для гигиенической оценки шума используют звуковой диапазон частот от 01.01.010 Гц включающий 9 октавных полос со среднегеометрическими частотами в 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц.
В диапазоне от порога слышимости до болевого порога отношение звуковые давлений изменяется в миллион раз, поэтому для уменьшения шкалы измерений звуковые давления выражают через их уровни в логарифмических единицах – децибелах (дБ).
Ноль децибел соответствует звуковому давлению 2•10³ Па, что приблизительно соответствует порогу слышемости тона с частотой 1000 Гц.
По характеру спектра шумы подразделяются на :
- широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы;
- тональные, в спектре которых имеются слышимые дискетные тоны: тональный характер шума устанавливается измерением в октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее, чем на 10 дБ. Тональный шум оказывает более выраженное действие на организм, в связи с чем допустимые уровни для такого шума снижены на 5 дБ.
По временным характеристикам шумы подразделяются на:
- постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБ(А) при измерениях на временной характеристике шумомера, «медленно».
- непостоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени более чем на 5 дБ(А) при изменениях на временной характеристике шумомера «медленно».
Непостоянные шумы в свою очередь подразделяются на:
- колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени;
- прерывистые, уровень звука которых ступенчато изменяется (на 5 дБ(А) и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным и превышающим уровень фонового шума, составляет 1с и более;
- импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1с, при этом уровни звука в дБ(А) и дБ(А1), измеренные при включении характеристик шумомера «медленно» и «импульс», отличаются не менее чем на 7 дБ(А).
Характеристика непостоянного шума на рабочих местах эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБ(А) – величина, равная уровню звука, постоянного шума, который имеет такую же энергию.
Влияние шума на организм с учетом характера трудовой деятельности человека, условий жизни. Основные проявления шумовой патологии. Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука. Шум на рабочих местах, допустимые уровни шума в жилых и общественных зданиях, внутренний шум транспортных средств (автомобилей, судов, самолетов).
Применяемые средства для измерения шума – шумомеры отечественного и зарубежного производства.
Акустические колебания с частотами ниже и выше звуковых – инфразвуковые и ультразвуковые, их характеристики, влияние на организм и средства их измерений.
5.4 Воздействие на организм человека механических колебаний.
Вибрация, ее воздействие на организм человека при непосредственном контакте с вибрирующей поверхностью. Общая и локальная вибрация.
Факторы, определяющие вредные влияния на организм:
- Почти все вибрирующие инструменты, машины не дают правильных колебаний, к которым может организм приспособиться, а дают колебания с
постоянно меняющейся амплитудой, частотой и ускорением.
- Биологическая реакция организма зависит от физической характеристики вибрации – чем больше частота, тем больше повреждающее действие. Различают вибрации:
- до 16 Гц – низкочастотную,
- от 16 Гц до 30 Гц – среднечастотную,
- свыше 35 Гц – высокочастотную.
Выраженную вибрационную болезнь вызывают колебания от 35 Гц до 250 Гц. Но это не означает, что нижележащие частоты безвредны, они также могут вызывать определенные клинические явления.
- Степень чувствительности человека к воздействию вибрации зависит от положения тела в пространстве. В положение стоя очень вредное влияние на организм оказывает вертикальная вибрация.
- Сила неблагоприятного воздействия вибрации зависит от взаимодействия человека с вибрирующим предметом. Для характеристики силы повреждающего действия большое значение имеет сила обратного удара, скажем, на ладонь, удерживающую инструмент. Чем больше амплитуда, чем тяжелее инструмент, тем сильнее возвратный удар, тем выраженнее травматизация.
- Неблагоприятное воздействие вибрации на организм в значительной степени зависит от внешних условий. Особенно отрицательное значение оказывает низкая температура внешней среды и высокая влажность.
Измерение и расчет показателей вибрации. Эквивалентный уровень вибрации. Нормативы вибрации для производства, в жилых помещениях и в общественных зданиях, вибрации ручных машин, вибрации на рабочих местах строительных и дорожных машин.
Отечественное и импортное оборудование, применяемое для измерения вибраций.
5.5 Воздействие на организм человека электромагнитных полей.
Электромагнитные излучения, их основные характеристики: длина волны (в метрах), частота колебаний (в герцах), напряженность поля.
Виды электромагнитных полей:
- геомагнитное поле земли;
- статические электрические поля;
- постоянные магнитные поля;
- поля промышленной частоты 50 Гц;
- поля низких частот – до 30 кГц;
- поля радиочастотного диапазона 30 кГц – 300 кГц.
Влияние на организм человека постоянных электрических и магнитных полей; дисбаланс основных нервных процессов, изменения в иммунной системе.
Нормирование постоянных электрических и магнитных полей, предельно допустимые уровни для населения и для специалистов, профессионально связанных с деятельностью в сфере действия постоянных полей.
Основные источники воздействия на человека переменных электромагнитных полей: линии электропередач, трансформаторные подстанции, электроприборы, радиоаппаратура. Источники – бытовые и промышленные.
Влияние переменных электромагнитных полей на организм, биологическое действие электромагнитных полей – функциональные изменения нервной и сердечно-сосудистой систем.
Нормирование характеристики переменных электромагнитных полей для населения и лиц, профессионально занятых в сферах действия этих полей. Отдельно-нормирование характеристик электромагнитных полей для компьютерной техники – напряженность электрических и магнитных полей, поверхностный электростатический потенциал на экране видеодисплея.
5.6 Воздействие на организм человека излучений оптического диапазона.
Многообразие воздействия на организм человека ультрафиолетового излучения, генерируемого как естественным, так и искусственными источниками. Классификация ультрафиолетового излучения по биологическому действию на организм; длинноволновое (ближнее) излучение, средневолновое излучение (загарная радиация), коротковолновое (далекое) излучение (бактерицидная радиация). Отрицательное воздействие на организм избыточного излучения – нарушение обмена, снижение защитных реакций, фотобиологические явления на коже и др.
Отрицательное воздействие недостаточного ультафиолетового облучения. Нормирование облучения – облученность в ваттах на квадратных метр для производственных помещений с учетом режима (однократное или повторное облучения). Дозы профилактического облучения.
Источники видимого излучения. Рациональное искусственное освещение, основные требования к средствам освещения по количественным характеристикам, качеству, безопасности. Количественные характеристики: освещенность (в люксах), яркость, сила света. Нормы искусственного освещения с учетом размера освещенного объекта, контраста объекта с фоном и характеристикой фона. Гигиенические требования к освещению производственных, общественных, жилых и вспомогательных помещений, наружному освещению городских и сельских поселений, аварийному и рекламному освещению.
Инфракрасное излучения естественное (солнечная радиация) и искусственное, источники искусственного инфракрасного излучения (бытовые и производственные). Фотобиологический спектр инфракрасного излучения: А-ближний, В-средний, С-дальний. Биологическое действие инфракрасного излучения. Отрицательное воздействие инфракрасного излучения на организм. Нормирование инфракрасного излучения: сочетания температуры и скорость движения воздуха, требования интенсивности и системам отопления с инфракрасными излучениями.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
