автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Улучшение условий труда работников агропромышленного комплекса путем разработки и применения высокоэффективных средств индивидуальной защиты

РГБ ОД

На правах рукописи

1 Ц ДЕК 1998

ГУЩИНА Татьяна Викторовна

УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ ТРУДА РАБОТНИКОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ПУТЕМ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РУК

Специальность 05.26.01 - Охрана труда

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1998

Работа выполнена в Санкт-i университете

Петербургском государственном аграрном

Научный руководитель Заслуженный деятель науки и техники,

академик, доктор технических наук, профессор B.C. ШКРАБАК

Научный консультант кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент А.П.ЛАПИН

Официальные оппоненты доктор с.-х. наук, профессор

Г.В. СТАДНИЦКИЙ, кандидат технических наук, доцент В.В. МИЛОХОВ

Ведущее предприятие Всероссийский центр охраны труда и производительности (ВЦОПТ)

Защита состоится "18" декабря 1998 г. в 11 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 120.37.07 в Санкт-Петербургском ордена Трудового Красного знамени государственном аграрном университете по адресу: 189620, г. Санкт-Петербург-Пушкин, Петербургское шоссе, 2, ауд. 2-529.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского ордена Трудового Красного знамени государственном аграрном университете

Автореферат разослан 15 ноября 1998 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета а »

кандидат технических наук А.П.МАЙОРОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Предприятия АПК по производству и переработке сельхозпродукции являются опаснейшей отраслью эко--юмики, работающие в которой подвергаются вдвое большему риску погибнуть на производстве, чем в других отраслях. Производственные процессы в АПК механизированы недостаточно: на долю ручного тру-ца приходится, например, при приготовлении рабочих растворов пестицидов до 47 %, а уровень автоматизации на мясоперерабаты-зающих предприятиях составляет лишь 8 %. В сложившихся условиях юличество несчастных случаев, связанных с травмированием кистей рук, достигает 32 % от общего числа травм со средней нетрудоспособностью 21 день, а резаные раны составляют 25 %. На операциях по убою, обвалке и жиловке мяса 45 % травм от порезов и проколов ножом приходятся на левую кисть.

Воздействие пестицидов, большинство из которых обладают кожно-резорбтивной активностью, являются причиной 14 % всех производственных травм в АПК и 10 % случаев со смертельным исходом.

В конце восьмидесятых годов сложилось чрезвычайно тяжелое положение в снабжении работников АПК средствами индивидуальной защиты. Специальные средства защиты рук от воздействия пестицидов не были разработаны, а осуществить правильный выбор из выпускаемого ассортимента перчаток не представлялось возможным, так как отсутствовали необходимые показатели и методы их измерения. Сократилась поставка перчаток для защиты рук от порезов на мясоперерабатывающие предприятия до 7,4 % от заявок.

Поэтому обеспечение работников АПК современными высокоэффективными средствами защиты рук является важной экономической и социальной задачей.

Диссертационная работа выполнялась в рамках отраслевых научно-технических программ О.Сх.127, О.Сх.82 Минсельхоза и Го-сагропрома СССР, Республиканской (федеральной) целевой научно-технических программы на 1992-1995 г.г. "Охрана труда" Министерства сельского хозяйства РФ и РАСХИ ( Д 29.28.01.92.Б, 29.28.02.93.Б и 29.28.01.93.Б), плана государственной стандартизации.

Цель исследования - улучшение условий труда работников агропромышленного комплекса путем разработки и применения высокоэффективных средств индивидуальной защиты рук.

Объект исследования - средства индивидуальной защиты рук от воздействия вредных и опасных факторов производственной среды на предприятиях АПК.

Научная новизна работы:

Ее составляют закономерности кинетики проницаемости концентрированных и водоэмульсионных форм пестицидов через пленочные полимерные материалы; эмпирические и аналитические зависимости диффузионных процессов переноса жидких форм пестицидов через пленочные полимерные материалы; численные значения показателей стойкости, проницаемости и очищаемости пленочных полимерных материалов после воздействия жидких токсичных веществ; сравнительные данные по защитной эффективности средств индивидуальной защиты от порезов и вибрации; зависимость защитной эффективности от наличия металлического сердечника в материале перчатки; методы оперативной оценки изменения защитных свойств пленочного полимерного материала, подвергнутого воздействию пестицидов.

Задачи исследования:

- обоснование номенклатуры показателей назначения, гигиенических и эргономических свойств тканей и материалов;

- разработка новых методов и стендового оборудования для оценки защитных и эксплуатационных свойств пленочных полимерных материалов, материалов для изготовления перчаток от механических воздействий;

- исследование диффузионных процессов проницаемости, стойкости к воздействию пестицидов и очищаемости от загрязнений токсичными веществами защитных изделий, энергетических процессоЕ при воздействии ударного импульса режущего лезвия и вибрации;

- разработка безопасной технологии производства защитных перчаток и выбор материалов для их изготовления;

- апробирование результатов исследований на производстве;

- внедрение средств защиты рук из материалов, уровень защитных и эксплуатационных свойств которых соответствует требованиям современного производства.

При разработке методов и стендового оборудования для проведения испытаний следует:

- изучить химические и физические процессы, приводящие к загрязнению материалов;

- обосновать выбор основных показателей, наиболее полно характери зующих процессы загрязнения и разрушения материалов различных вариан тов перчаток;

- осуществить выбор соответствующих приборов, оборудования, реак тивов, условий и последовательности испытаний для-определения рассмат риваемых показателей;

- выполнить анализ возможности использования люминесцентных спектрофотометрических и газохроматсграфических методов для олределе ния малых количеств загрязнения.

Методы исследования. Исследования основывались на теоретических и методологических положениях в области взаимодействия агрессивных жидкостей с полимерными материалами, деформации материалов при силовом воздействии, материаловедения, микробиологии и вирусологии.

Практическую значимость представляют: объективные методы исследования показателей назначения и надежности средств защиты рук к действию пестицидов, порезу, вибрации; показателей вЪрсоотделения и поверхностной загрязняемости; возможность прогнозирования вторичных загрязнений в производственных условиях предприятий по переработке сельхозпродукции; новые виды перчаток для защиты рук работающих с ручным виброинструментом; способы улучшения защитных показателей перчаток из полимерных и текстильных материалов; освоение производства кольчужных перчаток из новых материалов по вновь разработанной технологии (г. Орел) и трикотажных армированных перчаток (г. Москва); рекомендации по использованию серийно выпускаемых отечественной промышленностью средств индивидуальной защиты рук из полимерных материалов при работах с пестицидами; конкретные рекомендации по повышению качества СИЗ рук созданием адсорбционного слоя поверхностно-активного вещества на поверхности пленочного полимерного материала и приданием антимикробных свойств текстильным материалам.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обоснование необходимости разработки методов и стендового оборудования для определения защитной эффективности средств индивидуальной защиты рук от жидких токсичных веществ, порезов и вибрации, а также поведения текстильных материалов для их изготовления в процессе эксплуатации в условиях АПК;

2. Результаты теоретических изысканий условий безопасного функционирования систем "человек-СИЗ-обрабатываемая среда" при воздействии опасных и неблагоприятных факторов в условиях предприятий по производству и переработке сельскохозяйственной продукции;

3. Отдельные методы и оборудование для определения показателей назначения и надежности защитных перчаток;

4. Результаты экспериментальной оценки исследуемых характеристик средств защиты рук.

Апробация работы. Основные материалы по результатам проведенных исследований были доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях ученого совета ВИИИОТ (г. Орел), Межведомственных комиссий (г. Москва), научно-практических конференциях ( г.г. Москва, Орел, Санкт-Петербург) в 1982-1998 г.г.

Разработки, упомянутые в диссертации, неоднократно экспонировались на тематических выставках ВВЦ и отмечены пятью золотыми медалями лауреата.

Внедрение. Основные результаты исследования использованы в рекомендациях по применению средств индивидуальной защиты при работе с пестицидами, при постановке на производство средств защиты рук от порезов и нашли свое отражение в следующей нормативно-технической документации:

ГОСТ 12.4.171-86 "ССБТ. Средства индивидуальной защиты рук из пленочных полимерных материалов. Методы определения проницаемости, очищаемости и стойкости";

проекте межгосударственного стандарта "ССБТ. Средства индивидуальной защиты рук. Методы определения сопротивления порезу";

исходных требованиях и технических условиях ТУ 10 РСФСР 1023-92 на перчатки трикотажные армированные для защиты от порезов;

технологическом регламенте производства трикотажных армированных перчаток;

рекомендациях по использованию трикотажных перчаток из армированной нити на предприятиях АПК;

исходных требованиях и технических условиях ТУ 10 РСФСР 990-92 на перчатки кольчужные сварные из нержавеющей стали ПКС;

номенклатуре специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты;

каталоге -справочнике Средства индивидуальной защиты для работников АПК.

Метод и установка для испытаний на порез получили положительную оценку ВНИИ биологического приборостроения, занятого проблемой защиты рук медицинского персонала по выделению, изучению и лечению больных СПИД. Методы и установки определения ворсоотделения и поверхностной загрязняемости использовались при разработке перчаток из комплексной нити для работы в особо чистых помещениях.

Публикации. Материалы диссертации отражены в 32 публикациях, получена приоритетная справка на разработанную установку для испытаний на порез.

Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 215 страниц машинописного текста состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций, 25 приложений и списка использованной литературы из 121 наименования. Работа включает 20 таблиц и 21 рисунок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность работы, цель и направление исследований по теме, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведены результаты анализа травматизма, заболеваемости и условий труда, работников занятых на основных технологических процессах агропромышленного производства по результатам исследований Кундиева Ю.С., Шкрабака B.C.

Операции, выполняемые на предприятиях АПК, характеризуются большим разнообразием и относятся к категории тяжелых работ. Изложены условия применения пестицидов, рассмотрены их физико-химические характеристики, показатели токсичности, пути проникновения в организм работающих. По статистическим данным в 27% случаев отравлений в сельском хозяйстве пестицид попадает в организм работающего ингаляционным путем, через кожу - 33 %.

Проведен анализ условий труда на перерабатывающих предприятиях, где возможны травмирование рук стеклянным боем, кромками жести и стекла, острозаточенными ножами для обвалки и жилов-ки мяса; вредное воздействие вибрации при работе с ручным электромоторным инструментом в области частот от 10"1 до 105 Гц ; биологические и бактериологические загрязнения, вызывающие гнойничковые заболевания кожи. Так, у обвальщиков в структуре заболеваемости преобладают болезни органов дыхания (42,1 %), периферической нервной системы (14,5 %), заболевания костно-мышечной системы (10,8 %), значительное число профессиональных заболеваний (3,4 %) - вегетативный полиневрит верхних конечностей, миозит мышц предплечья.

Показана необходимость значительного расширения диапазона защитного действия применяемых СИЗ рук, существующий ассортимент которых не удовлетворяет потребности АПК.

Анализ информационных и патентных источников показал, что в практике современных исследований оценка защитных свойств материалов СИЗ к действию агрессивных жидкостей проводится инструментальными методами анализа, позволяющими регистрировать незначительные концентрации вещества. Однако в отечественной научной практике такие методы, позволяющие сопоставлять результаты научных исследований, не получили широкого распространения, и их разработка - необходимый этап повышения защитной эффективности СИЗ рук.

В отечественных и зарубежных изданиях не обнаружены методы оценки защитной эффективности перчаток от порезов при усилиях пореза с большим потенциальным запасом энергии, не существует методов, позволяющих провести объективную оценку виброзащитных изделий, а также износостойкость перчаток и рукавиц из текстильных материалов.

Совершенно очевидна необходимость разработки методов анализа физико-механических свойств, которые позволили бы оценить

поврежденность защитных изделий и решить вопрос о его дальнейшей пригодности к эксплуатации.

Принципиально новым являются количественные показатели проницаемости, стойкости и очищаемости от пестицидных загрязнений; защитной эффективности от порезов; ворсоотделения, поверхностной загрязняемости производственными и бактериологическими факторами, объективной оценки виброзащиты.

По материалам первой главы сформулированы задачи и цели исследования.

Во второй главе рассмотрены основные теоретические предпосылки совершенствования разработки и испытаний средств индивидуальной защиты рук, исследованы условия безопасного функционирования систем "человек-СИЗ рук-обрабатываемая среда" при воздействии вредных и опасных факторов производственной среды.

Автор опирается на большой ряд исследований по смежным проблемам Рейтлингера С.А, Васенина P.M., а также работы Городинского С.М., Фролова К.В., Моисеевой Е.М., Зисман Г.А., Тодес О.М., Вирника А.Д., в которых отражены методологические основы оценки защитных свойств средств индивидуальной защиты рук и материалов для их изготовления.

Рассмотрены закономерности взаимодействия токсичных жидкостей с полимерными материалами. Показано, что при использовании перчаток количество токсичного вещества, загрязняющего кожу рук, определяется по формуле:

т S

N кп = J J (Nnp.+ N BH.)dtdS, ;( 1 )

0 0 • ■ где N пр. - количество токсичного вещества, проникшего через перчатку;

N вн. - количество токсичного вещества, накопившееся внутри материала перчатки; S - площадь поверхности перчатки; т - время ношения перчатки.

Взаимодействие таких высокомолекулярных соединений как каучуки с пестицидами не изучено. Проявляя себя как физико-химические активные среды, пестицидные препараты могут изменять механические и диффузионные характеристики полимеров, подобно поведению системы полимер-органический растворитель, которая описывается полуэмпирическим уравнением экспоненты:

с = Со ехр (к с), ( 2 )

где сто - коэффициент растворимости ст, экстраполированный к значению концентрации с=0; к - характеристический параметр системы сорбируемое вещество -полимер при данной температуре;

с - концентрация растворителя.

Процесс диффузии жидких форм пестицидов через пленку полимера зависит от времени взаимодействия, толщины изделия, химических свойств контактирующих веществ и состоит из нескольких стадий: проникновение в микрополости на поверхности пленки, увеличение ее размеров, предварительная диффузия и упаковка молекул пестицида внутри звеньев полимера, а затем его "просачивание" с другой стороны пленки полимера. Эти процессы являются довольно энергоемкими. Неполярные органические вещества могут сорбироваться полимерами в больших количествах и искажать его структуру. Пестицидное загрязнение удерживается на поверхности полимерных материалов в результате действия сил адгезии и различных процессов сорбции: физической адсорбции, ионного обмена, хемосорбции, которая способствует деструкции макромолекул и образованию активных групп.

Установлено, что показателями защитной эффективности полимерных перчаток от действия пестицидов являются проницаемость, очищаемость от токсичных веществ и прочность при разрыве.

Травмоопасные ситуации от пореза специальными ножами на мясоперерабатывающих предприятиях на операциях обвалки и жи-ловки можно представить как импульсный удар острозаточенным ножом. Моделью служит динамическая установка на основе маятникового копра, расчетный запас наибольшей потенциальной энергии которой составляет. 140 Дж. Расчеты проведены при условии, что абсолютная величина мышечной силы сжатия правой руки у наиболее развитых мужчин колеблется в пределах 530...690 Н.

Энергия пореза образца определяется как разница запаса потенциальной энергии и энергии, оставшейся после воздействия ножом. Объектом исследования выбраны кольчужные перчатки от порезов, изготовленные из металлических колечек методом соединения четырех колец пятым. Если величина импульсной нагрузки превышает статический предел текучести материала, то происходит его разрушение.

Расчетные данные стальной кольчужной перчатки, принимая во внимание потенциальную энергию удара 140 Дж с высоты 1 м за время 1 с и скорость распространения волны 5 Ю3 м/с, позволяют сделать вывод, что она изготовлена с запасом по защите от пореза ножом.

Наряду с кольчужными перчатками защитой от порезов могут служить трикотажные- перчатки, изготовленные из высокопрочной нити, армированной Тонкими стальными проволочками диаметром 0,05...0,09 мм. Полимерная нить, оплетающая проволочки, имеет важное техническое свойство - способна выдерживать огромные обратимые удлинения (до 100 % от первоначального размера ) при сравнительно небольших нагрузках.

Действие вибрации на организм человека определяется четырьмя основными характеристиками вибрационного процесса: интенсивностью, спектральным составом, длительностью воздействия, направлением действия. Для предупреждения вредного воздействия вибрации на здоровье и работоспособность человека применяются системы виброизоляции. Установлено, что сочетание двух видов материалов: стали и высокоэластичных полимеров, может стать удачным при создании средств защиты от воздействия вибрации нового поколения - трикотажных армированных перчаток.

Поглощение материалом энергии колебаний определяется воспринимающими энергию центрами. Эти центры характеризуются "собственными" колебаниями с циклической частотой ш0 в направлении г0, в котором происходит взаимодействие центра с энергией волны. Когда частота Ш| приближается к частоте ш0 для воспринимающего энергию центра происходит поглощение этой энергии.

Энергия поглощения зависит от частоты ( длины волны ) и от ориентации звуковой волны по отношению к поверхности соприкосновения перчатки и рукоятки ручной вибромашины. Обнаружено, что колебания с частотой 250 Гц поглощаются лучше всего и для обеспечения защиты в области более низких и более высоких частот необходимо варьировать не только переплетением армирующего материала, но и его природой.

Существует прямая зависимость защитных свойств перчаток и площади соприкосновения. Уровень защиты перчаток от воздействия вибрации выражается соотношением @s/ ©'s и определяется по формуле:

Y = ln©s/©'s, (3)

где Т - коэффициент защиты применяемых виброзащитных средств;

©s, ® s - коэффициент поглощения телом человека нормально падающей волны на единицу площади, в средствах защиты и без них.

Эта формула определяется тем, что сенсорное воздействие вызвано характером физиологического механизма восприятия, в основе которого лежит взаимодействие центров воздействующих колебаний на фронте волны и центров на теле человека, подвергающихся этим воздействиям.

В главе приведена классификация средств индивидуальной защиты рук, в которой, в отличие от стандартной по ГОСТ 12.4.020-82 и ГОСТ 12.4.103-83, представлен новый подход к группировке по показателям назначения.

Третья глава посвящена разработке методик и стендового оборудования для испытаний средств индивидуальной защиты рук и материалов для их изготовления.

Для определения защитной эффективности перчаток из пленочных полимерных материалов от воздействия жидких форм пестицидов, предлагается комплекс методов и устройств для исследования проницаемости, очищаемости и стойкости, разработанные нами во ВНИИ охраны труда (г. Орел), с использованием жидкостной и газожидкостной хроматографии, обеспечивающей чувствительность определения конкретных токсичных веществ не менее 1СГ4 мг.

Определение проницаемости пленочных полимерных материалов заключается в прямом измерении микроколичеств токсичных веществ, проникающих за определенный период времени через образец. Устройство, разработанное нами, для определения проницаемости токсичных веществ состоит из герметичного стеклянного бюкса, внутрь которого на фильтр-подложку помещают стеклянную трубку, на цилиндрической части которой закреплен образец.

Внутрь трубок на лицевую поверхность образцов наносят дозатором токсичное вещество. Через заданное время трубки с испытываемыми образцами извлекают из бюксов и отделяют от фильтров, которые затем промывают органическим растворителям и измеряют содержание контролируемых токсичных веществ. По результатам количественного анализа определяют два основных показателя проницаемости: время удерживания и скорость проникания токсичных веществ.

Время удерживания определяется дискретно по длительности т цикла, в течении которого в фильтрах впервые обнаруживают следы токсичных веществ. За показатель проницаемости токсичных веществ через пленочные полимерные материалы для средств индивидуальной защиты рук принимается значение массовой скорости (П) в мг/см2с, определяемой по формуле:

„ У {СУсу. + С2сР.)

П = , 4 с-(4)

г • Л

где V - соответствующие объемы смывов, см3;

С1ср„ 02 ср. - среднее арифметическое значение концентраций токсичного вещества для первого и второго смыва, мг/см ;

Э - площадь поперечного сечения трубки по внешнему диаметру, см2; т - длительность цикла испытаний, с.

Сущность метода определения очищаемости пленочных полимерных материалов заключается в измерении остаточных микроколичеств токсичных веществ, десорбируемых образцами после обработки дезактивирующими растворами.

Метод позволяет прогнозировать количество токсичных веществ, попадающих на кожные покровы рук за счет десорбции токсичных веществ полимерными материалами перчаток рук после дезактивации; устанавливать сравнительную дезактивируемость по различ-

ным токсичным веществам и конкретному виду материала и эффективность различных способов очистки материалов от загрязнений.

Образцы, предварительно загрязненные токсичными веществами, перекладывают прижимными пластинами и фильтрами-подложками, собирают в единый пакет и помещают под прижимное устройство. Через заданное время фильтры отделяют от образцов и промывают органическим растворителем. Повторное испытание осуществляют после обработки образцов в соответствии с выбранным режимом очистки.

Очищаемость от загрязнений токсичными веществами Д в процентах определяют по формуле:

д = Сзср■ ~ °4ср■ -100, (5)

с р .

где сз Ср - среднее арифметическое значение концентраций токсичного вещества в смывах с неочищенных образцов, мг/см3;

С4 ср - среднее арифметическое значение концентраций токсичного вещества в смывах с очищенных образцов, мг/см3.

Метод определения стойкости к действию токсичных веществ основан на определении разрушающего усилия при продавливании образцов, находящихся в ненапряженном состоянии, до и после контакта с токсичным веществом.

При проведении испытаний используются специально разработанные нами ячейки для крепления образцов,- обеспечивающие герметизацию образца по периферии и свободный участок диаметром (7+0,05) мм для нанесения токсичного вещества. Образцы находятся в ячейках до конца испытаний. Испытание образцов на стойкость осуществляется на разрывной машине, в зажимах которой устанавливается специально разработанное нами приспособление для определения стойкости материалов. В приспособление поочередно помещают ячейки с образцами и определяют усилие продавливания.

Стойкость к действию токсичного вещества Я в процентах определяют по формуле:

л = Р0 г Р • " Р ""• .10 0%, ( 6)

Р

1 0 с р .

где Роср - среднее арифметическое значение усилий при продавливании для образцов, не загрязненных токсичным веществом, Н;

Р1 Ср. - среднее арифметическое значение усилий при продавливании для образцов, загрязненных токсичным веществом, Н.

Для испытания высокоэффективных средств защиты рук от порезов нами разработан метод определения энергии разрушения изделий и материалов на динамической установке ( рис. 1 ), изго-

товленной на основе копра маятникового типа. В качестве основной защитной характеристики перчаток принята разрушающая энергия режущего инструмента, которую определяют путем сопоставления энергии маятника в момент удара с энергией, которой он обладает после удара.

Рис. 1 Установка для испытаний на порез:

1 - основание установки; 2 - кронштейн налокотника; 3 - кронштейн;

4 - качалка; 5 - болт; 6 - болт; 7 - маятник; 8 - рычаг фиксации маятника;

9 - храповик; 10 - собачка; 11 - собачка; 12 - ручка; 13 - нож; 14 - болт;

15 - динамометр; 16 - болт регулировочный; 17 - опора; 18 - гайка.

Необходимый запас потенциальной энергии и марка копра были выбраны исходя из наибольшей энергии руки рабочего. Согласно расчетам, выполненным в гл. 2, энергия составляет у мужчин ( Ам ) и женщин ( Аж) соответственно 140 Дж и 72 Дж . Этим условиям удо-

«

влетворяет маятниковый копер КМ 30, запас энергии которого превышает 140 Дж.

Серийный копер был доработан: выбраны конструкция и масса бойка; установлен в нижней его части режущий элемент, имитирующий обвалочный нож Я2-НО-14; разработан узел крепления защитных средств; рассчитана шкала установки; предусмотрен узел предварительного тарированного подпружинивания крепления образца с усилием 100 Н, задаваемого при помощи стрелочного динамометра ДПУ-01/2.

Масса маятника была определена из формулы потенциальной энергии А копра :

А = G у ( cos у - cos а ) , ( 7 )

где G - масса маятника, кг;

у - расстояние от оси вращения маятника до центра тяжести, м; у - угол выноса опор, град; а - угол зарядки маятника, град.

Для проведения лабораторных испытаний средств защиты, обладающих различной эффективностью защиты от порезов, были определены сменные маятники массой 1,85 и 6,85 кг. Среднеквадратичная ошибка считывания по шкале установки составляет 0,48 Дж.

За величину защитной эффективности Ар испытываемого изделия или материала принимают среднее арифметическое значение энергии разрушения Ар, по п образцам:

Автором разработан метод определения виброзащитной эффективности трикотажных перчаток из армированной нити, который, в отличие от стандартного, основанный на уравнивании виброощущений оператора, позволяет измерять величину виброускорений на рукоятках ручных машин и ладонной части руки в нормируемых стандартами диапазонах частот 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц.

Для оценки виброзащитных свойств перчаток используются безразмерные показатели - логарифмические уровни вибрации, интенсивность которой характеризуется среднеквадратическими или амплитудными значениями виброускорения, виброскорости или виброперемещения Запись результатов измерений осуществляется самописцем в виде амплитудных колебаний. Сигнал на регистратор поступает по измерительному тракту, собранному из стандартных приборов.

Пластина с датчиком виброскорости последовательно устанавливается на рукоятку вибрирующего инструмента и вкладывается внутрь перчатки через специальный разрез на ее боковой поверхности.

Оценка защитной эффективности Д защитных перчаток вычисляется по формуле:

Д = 20 lq

V о

'7.

(9)

где V0 - амплитуда виброскорости на рукоятке инструмента;

V, - амплитуда виброскорости за исследуемой перчаткой.

Статистическая обработка результатов показала, что среднеквадратичные отклонения не превышают 1,8 % на частоте вибраций 125 и 1000 Гц , имеющим наибольший разброс показаний, и колеблется от 0,38 до 0,64 % в остальных диапазонах частот.

Для испытания показателей надежности трикотажных перчаток нами были разработаны методы определения ворсоотделения, поверхностного загрязнения, а также проведения санитарно-бактериологических испытаний.

При разработке методов были использованы общие методические подходы, применяемые в текстильном материаловедении и технике измерения загрязнений воздушной среды. Разрушение трикотажных полотен осуществляется на приборе ИТ -ЗМ -1. Отбор образцов проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 8844 -75.

Для измерения ворсоотделения трикотажных перчаток автором разработано специальное устройство. В схеме испытательного стенда предусмотрено улавливание отделяющихся волокон и частиц ворса, а также система ликвидации фонового уровня загрязнения. Испытания осуществляются при помощи специально разработанного нами устройства для улавливания частиц ворса. Истирающая поверхность - перфорированный металлический диск.

Режим работы прибора ИТ -ЗМ -1: скорость вращения головки 100 об/мин, длительность испытаний составляет 30 мин; усилие прижима испытываемых образцов к пластинке 10 Н/см2.

Количественный анализ ворсоотделения перчаток основан на линейном преобразовании светового потока, рассеянного частицами волокон в электрический ток с помощью фотометра ФАН. В качественном выражении ворсоотделение характеризуется дисперсным составом отделяющихся частиц.

Поверхностное загрязнение трикотажного полотна определяется также при помощи прибора ИТ-ЗМ-1. В качестве загрязняющей поверхности применяют металлический диск, закрепляемый в пяльцах прибора. На диски наносят смесь крахмала и хлористого натрия. Для улавливания ворсовых загрязнений используется металлическая сетка проницаемостью не бопее 5 % и размером ячейки не выше 0,01 мм, соединенная с вакуумным насосом MPW-5 .

Определение загрязняемое™ образцов осуществляется при помощи пламенного анализатора жидкостей ПАЖ-1 с пределом обнаружения индикаторного вещества 0,025 мг или спектрофлюориметра.

За показатель загрязняемое™ принимают среднее арифметическое значение результатов испытаний и определяют его по формуле:

£ С , - V ,

и , = -, (10 )

п

где С| - концентрация индикаторного вещества в смыве, мг/см3;

V, - объем смыва, см3;

п - количество смывов.

При определении переноса загрязнения на чистые поверхности образцы, обработанные рабочим загрязняющим раствором, закрепляют в бегунках прибора ИТ-ЗМ-1, а в пяльцы устанавливают чистый металлический диск.

Важной характеристикой средств индивидуальной защиты рук является их влияние на состояние естественных факторов резистентности организма. При разработке метода бактериологической оценки защитных перчаток был использован ГОСТ 18963 -73, в котором приведены методы санитарно- бактериологического анализа воды.

Метод основан на количественном определении содержания жизнеспособных бактерий в смывах с перчаток. Реактивом является агаризированная среда - мясо-пептонный агар МПА. Обработку результатов осуществляют методом бактериоскопии.

В четвертой главе с помощью разработанных методов исследованы проницаемость, очищаемость и стойкость защитных перчаток из натурального, синтетического и искусственного латекса; сопротивление порезу кольчужных и армированных трикотажных перчаток; ворсоотделение, поверхностная загрязняемость трикотажных перчаток производственными и биологическими факторами.

На примере концентрированной и разбавленной форм базудина, метафоса, дурсбана и гетерофоса показано, что для процесса проницаемости перчаток характерна зависимость от времени воздействия, концентрации применяемых токсичных веществ, толщины пленкообразующего материала, химической природы материалов и токсичных веществ.

На рис. 2 изображен характерный график проницаемости образца из поливинилового спирта по концентрированной и разбавленной формам метафоса и базудина. На примере образца по 60 %-ному концентрату эмульсии базудина приведены расчетная и экспериментальная кривые проницаемости.

Эмпирическая кривая 5 проницаемости образца описывается уравнением f (\) = а I ь ехр (с I ). Параметрами данного уравнения яв-

N. мг

Рис.2 Проницаемость перчаток из полнвпнплового спирта ЧЭС

1- по 60 % концентрату эмульсии базудина; 2 - по 2 % водной эмульсии базудина; 3 - по 30 % концентрату эмульсии метафоса; 4 - по 2 % водной эмульсии метафоса; 5 - расчетная эмпирическая кривая проницаемости по 60 % концентрату эмульсии базудина

ляются: а =37,160; Ь = 2,295 ; с = 1,238.

Ошибка отклонения от теоретической кривой составила менее одного процента.

Количество препарата, проникшего через образец, для различных видов изделий находится в диапазоне 0,3...600 мг. Меньшую проницаемость в течение первых часов имели защитные перчатки из неопрена и бутилкаучука. Большую проницаемость, уже в первые часы, обнаруживают перчатки из натурального и нитрильного латекса, поливинилового спирта. Анатомические перчатки разрушаются в первые 20 - 30 минут контакта и пропускают на кожные покровы до 8 х 10"3 мг/см2с токсичных веществ. При контакте с пестицидами более суток объем полимерных образцов увеличился в 2...3 раза, а образцы из натурального латекса и поливинилового спирта разрушились.

Установлено, что проницаемость концентрированных форм жидких пестицидов превышает проницаемость через полимерные пленочные материалы разбавленных форм пестицидов. Базудин, как пространственный изомер, обнаружил различные свойства в процессе диффузии, не зависящие от концентрации пестицида.

Лучшие показатели почти по всем видам пестицидов имеют перчатки из дисперсии бутилкаучука БЛ -1М.

Исследование стойкости полимерных перчаток к действию пестицидов основано на получении сравнительных оценок показателя и изучения влияния пестицидных препаратов на физико-механические свойства образцов ( см. табл.).

Перчатки из поливинилхлорида во всех случаях показали увеличение прочности и снижение упругих свойств материалов. Перчатки НКЛ потеряли прочность на 90 %. Перчатки из бутилкаучука обнаружили меньшую стойкость, чем перчатки из фторопласта и технические резиновые.

Таблица

Стойкость перчаток к действию концентрированных пестицидов

Наименование Изменение прочности при 7-ми суточном контакте с пестицидами, %

защитных базудин ДДВФ шерпа карбофо кельтан актеллик Р ср.

перчаток с

пвх +8,9 +13,6 +11,4 • +30,0 +21,3

Фтористые -20,5 -17,3 - -33,0 -7,6 - 19,6

БЛ -1М -24,0 -18,6 +17,5 -33,2 -59,2 -29,1 24,4

БЛС -9,8 -18,2 - -17,9 -52,8 - 24,7

ПБК + 11,2 44,5 -48,1 -24,9 16,7 -49,2 28,7

Перчатки тех- -23,6 -36,8 +6,5 -53,5 65,3 -38,8 35,2

нические

НКЛ - - -67,3 - - -91,1 79,2

Представляют большой интерес результаты испытаний на очищаемость защитных перчаток БЛ-1М, ПБК и НКП, отобранных по результатам испытаний на проницаемость и стойкость к действию пестицидов, а также наиболее распространенных резиновых технических ГОСТ 20010-74. Количество действующего вещества пестицидов, адсорбируемых на фильтры-подложки с поверхности образцов определялось для внутренней и внешней сторон образцов. За сутки образцы десорбируют до 16,5 мг токсичных веществ с 1 см2 поверхности. Десорбция загрязняемой в эксперименте стороны перчаток в 1,5...2 раза выше, чем с поверхности, обращенной к коже руки. Перчатки БЛ-1М адсорбировали на фильтр-подложку почти в 2 раза меньше токсичных веществ.

Установлено, что при выборе защитных перчаток для работ с пестицидами оценку их защитной эффективности следует проводить по конкретной препаративной форме препарата. Лучшие защитные и

эксплуатационные свойства обнаружены у перчаток из бутилкаучука БЛ- 1М.

Испытания образцов защитных средств от порезов, показали, что их защитная эффективность зависит от наличия и количества металлического наполнения в структуре перчатки.

Перчатки, из проволоки диаметром 0,5...0,6 мм выдержали без нарушения целостности кольчужного полотна воздействие острозато-ченного ножа при запасе потенциальной энергии 140 Дж. Трикотажные перчатки из нити, армированной металлической проволокой диаметром 55...90 мкм, не смогли поглотить энергию ударной волны и уже при приложении потенциальной энергии 80 Дж начали разрушаться. Сначала текстильная оплетка, а следом и металлический сердечник.

Стендовые испытания виброзащитных свойств перчаток, показали, что из всего предложенного ассортимента лучше снижают действие вибрации трикотажные перчатки с металлическим наполнением. Лучшими защитными показателями обладают зарубежные перчатки \Л/Н!2АРЮ. В виброопасном диапазоне частот 250... 1000 Гц они снижают уровень вибрации на 6...Э дБ. Перчатки с точечным полимерным покрытием на ладонной части имеют более низкую защитную эффективность 4...5 дБ. Отечественные армированные перчатки с меньшим содержанием металла обладают худшими гасящими свойствами и оказывают избирательную защиту: виброзащита до 7 дБ обеспечивается при частотах.250...500 Гц , а выше 1000 Гц - 1...3 дБ.

При проведении исследования на ворсоотделение трикотажных перчаток различного сырьевого состава на фотометре ФАН был зарегистрирован выходной ток, который показал, что от поверхности образцов в процессе истирания на приборе ИТ-ЗМ-1 происходит отделение частиц и волокон. Дисперсный состав частиц и волокон методом прямой микроскопии выделил размерные группы: частицы размером менее 2 мк; частицы 2...5 мк; частицы 5...10 мк; частицы более 10 мк; конгломераты частиц. Чем больше по времени осуществлялось испытание, тем сильнее был зарегистрирован поток текстильных частиц и волокон. Лучшими оказались перчатки из полиамидной высокопрочной нити, перчатка \Л/Н12А[Ч0 и перчатка из сверхвысокомодуль-ной нити СВМ"Н".

Испытания перчаток по определению поверхностных загрязнений показали, что количество индикаторного вещества, сорбируемого образцом материала при загрязнении изменяется от 41 до 80 мг. Количество индикаторного вещества, переносимого с загрязненных перчаток на чистую поверхность, на порядок меньше чем при переносе загрязнений на сами перчатки.

Защитные трикотажные перчатки, находящиеся в опытной носке на предприятиях по переработке мясопродуктов, подверглись бактериологической оценке. Анализ показал, что несмотря на еже-

дневную очистку и дезинфекцию на поверхности перчаток остается среда, благоприятная для развития различного вида бактерий. Наиболее бактериально обсемененными оказались перчатки, имеющие высокие защитные показатели - фирмы \ZVHIZARD. Установлено, что выбранный режим дезинфекции не позволяет осуществить полную очистку трикотажных армированных перчаток даже после одной рабочей смены.

В пятой главе приведены результаты эксплуатационных носок перчаток на предприятиях АПК, рекомендованных к производственной проверке по результатам лабораторных испытаний.

Перчатки БЛ-1М прошли апробацию в агрохимцентре колхоза "Днепр" Черкасской области, тепличного комбината "Юбилейный" Орловской области, совхоза "Курский" на операциях, связанных с раста-риванием жидких пестицидов, приготовлением рабочих растворов, обработкой растений, ремонтом и уходом за технологическим оборудованием. В ходе работ применялись пестициды рогор, ровикурт, ак-теллик, карбофос, нитрофен, шерпа.

При визуальном осмотре перчаток БЛ-1М видимых проколов, порезов и набуханий не обнаружено. Носчики отмечали удобство перчаток в работе, сохранение тактильной чувствительности, отсутствие слипаемости. Решением Межведомственной комиссии перчатки БЛ-1М рекомендованы для защиты рук при работах с пестицидами, соответствующим предприятиям предложено увеличить .выпуск этих перчаток с учетом потребности сельского хозяйства.

Методы и устройства для определения защитной эффективности средств индивидуальной защиты рук из полимерных материалов, применяемые при работе с пестицидами и другими токсичными веществами, использованы при разработке ГОСТ 12.4.171-86 "ССБТ. Средства индивидуальной защиты рук от токсичных веществ. Методы определения проницаемости, очищаемости и стойкости".

Нами была разработана технология изготовления кольчужных перчаток для обвальщиков и жиловщиков мяса с использованием оборудования полуавтоматического и автоматического цикла. Применение новой технологии позволяет перейти от соединения колец пайкой на сварку с заменой дорогостоящего материала из сплавов МНЦ-15 ГОСТ 492-73 на более дешевый и эффективный из нержавеющей стали марки 12Х18Н9 ГОСТ 18143-73 и снизить себестоимость изделий.

Автором были проведены патентный поиск и испытания опытных кольчужных перчаток, подготовлены исходные требования и технические условия ТУ РСФСР 990-92 на них, утвержденные в установленном порядке. Получено разрешение заместителя главного государственного врача РСФСР от 27.12.91 № 23-03/20-695 на выпуск перчаток. Производство кольчужных перчаток освоено научно-

производственным предприятием государственного технического университета (г.Орел).

Параллельно велась разработка трикотажных армированных перчаток от порезов. Опытные образцы перчаток были изготовлены институтом трикотажной промышленности ВНИИТП (Москва), институтом синтетических волокон ВНИИСВ (г.Тверь) и НПО "Химволокно" (г. Мытищи ).

Эксплуатационные испытания защитных свойств перчаток от подезов в соответствии с требованиями ГОСТ 15.004-88 осуществлялись на предприятиях ПО "Мосмясопром", Донецком и Орловском мясокомбинатах и ПО "Электроприбор" (г.Орел). Наряду с отечественными испытывались трикотажные армированные перчатки фирмы \Л/Н12АР0. Оценка защитной эффективности перчаток от порезов ножом проводилась на рабочих местах жиловщиков и обвальщиков мяса. Апробация опытных кольчужных перчаток прошла успешно. Фактический срок носки отечественных и зарубежных трикотажных армированных перчаток составил 1,5 месяца. Наиболее поврежденной оказалась ладонная сторона перчаток. Случаев травмирования кистей рук работающих не наблюдалось. По отзывам администрации Донецкого мясокомбината у рабочих, длительное время ( около полугода ) применявших трикотажные армированные перчатки, начались кожные заболевания кистей рук.

На ПО "Электроприбор" армированные перчатки из СВМ "Н" эксплуатировались в течение одного месяца резчиками металла. Использование армированных перчаток при металлообработке негативных последствий не имело.

Испытания антивибрационных свойств проводились на участках распиловки туш ручной электромоторной пилой. По мнению носчиков опытные перчатки значительно снижают неприятные ощущения в ладонях рук, возникающие от воздействия локальной вибрации пилы.

Характеристики, а также технико-экономическое обоснование разработки нового вида защитных перчаток изложены в исходных требованиях и технических условиях ТУ 10 РСФСР 1023-92 на опытно-промышленную партию трикотажных перчаток для защиты от порезов, в которых определены требования к типоразмерам перчаток, виду сырья и переплетения, качеству отделки, методам испытаний. Требования к техническим характеристикам изделий, исходным материалам и технологическому процессу приведены в разработанном нами технологическом регламенте.

Промышленное освоение трикотажных перчаток из нити, состоящей из технической нити терлон ТУ 6-06-31-574-87, стальной проволоки марки ОЗХ18НЗТВИ ТУ 14-1-1702-76 и полиэфирной текстури-рованной нити нелан ТУ 6-06-504-75 (согласовано письмом Минздрава

РФ от 25.09.91 № 23-03-39-145 ), осуществило АО "Сандра" (г. Москва) и НПО "Химволокно" (г. Мытищи).

На основе методики определения защитной эффективности от порезов был разработан проект межгосударственного стандарта "ССБТ. Средства индивидуальной защиты рук, одежда специальная, материалы для их изготовления. Методы определения сопротивления порезу ", который находится на утверждении в Госстандарте России.

В шестой главе определена экономическая эффективность работы. Ожидаемый экономический эффект от применения разработанных методов для испытания свойств защитных перчаток приблизится к 120 тыс. руб. в год.

Экономический эффект от внедрения в производство новой технологии изготовления кольчужных перчаток составит около 900 тыс. руб. в год, а ожидаемый экономический эффект от применения армированных трикотажных перчаток только на рабочих местах, связанных с обслуживанием бутыло-, банкомоечных и укупорочных машин, в консервном производстве составит около 300 тыс. руб. Суммарный социально-экономический эффект приблизится к 1320 тыс. руб. в год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Установлено, что средства защиты рук теряют свои защитные свойства в процессе эксплуатации от механических воздействий• (47%), совместных воздействий механических и химических факторов (44,5 %) и от воздействия химических факторов (8,5%). Фактический срок службы СИЗ рук не превышает 15...70 % от предусмотренного в технической документации.

2. Стандартная классификация средств индивидуальной защиты рук в соответствии с ГОСТ 12.4.020-82 и ГОСТ 12.4.103-83 не отражает полностью комплекс защитных свойств. Разработана новая классификация, в которую кроме показателей назначения включена особая группа "показатепи надежности": стойкость к действию вредных факторов производственной среды; истираемость по поверхности; очищаемость от вредных факторов производственной среды; ворсо-отделение и загрязняемость поверхности ( для текстильных изделий); прочность (разрывная нагрузка шва, жесткость шва при изгибе) и пы-лепроницаемость шва; восприимчивость к биологическому загрязнению.

3. Отсутствуют стандартные методы для оценки защитной эффективности средств защиты рук при работе с жидкими токсичными веществами, при выполнении травмоопасных операций с ножом. Установлено, что стандартная методика определения виброзащитных свойств СИЗ рук дает лишь субъективную оценку, отсутствуют методы определения эксплуатационных характеристик.

1 23

4. Определены показатели, позволяющие оценить защитные свойства перчаток из пленочных полимерных материалов к воздействию жидких токсичных веществ, перчаток от порезов и воздействия вибрации, а также изменение текстильного материала в процессе эксплуатации. Предложены методы, позволяющие вносить коррективы при разработке новых защитных средств, постановке их на производство, отработке технологических процессов и организационно-технических мероприятий по повышению эксплуатационной надежности СИЗ рук.

5. Установлено с точностью до 10"4 мг, что проницаемость полимерных перчаток (на примере концентрированных и разбавленных форм базудина, метафоса, дурсбана и гетерофоса) зависит от времени воздействия пестицидов, состава материала перчаток и его толщины, концентрации эмульсии токсичных веществ. Зависимость проницаемости материала от концентрации пестицида описывается по экспоненте; ошибка отклонения расчетной кривой от фактической на примере перчаток из поливинилового спирта по 60 %-ному концентрату эмульсии базудина составила менее одного процента.

Количество пестицида, проникшего сквозь материал перчатки БЛ 1М в течение первого часа имеет разброс от 0 для гетерофоса любой концентрации до 5,0 мг для 40 % концентрата эмульсии дурсбана.

6. Изменение физико-механических свойств материала, находящегося в ненапряженном состоянии, до и после воздействия концентрированных форм базудина, ДДВФ, шерпы, карбофоса, кельтана и актеллика, при определении стойкости полимерных перчаток, показало, что увеличение прочности и снижение упругих свойств обусловлено, по-видимому, деструкцией полимера или растворения в нем высокомолекулярных соединений. Перчатки НКЛ потеряли прочность на 60...90 %.

Проведение испытаний на очищаемость методом определения количества пестицидов, адсорбируемых на фильтры-подложки с внутренней и внешней стороны материала, подтвердило это предположение. За сутки образцы десорбируют до 16,5 мг токсичных веществ с 1 см2 поверхности.

7. Установлено, что проницаемость, стойкость и очищаемость к действию жидких токсичных форм пестицидов нуждается в экспериментальном определении в каждом конкретном случае.

8. Изучена защитная эффективность перчаток от порезов на динамической установке, изготовленной на основе маятникового копра КМ 30. Результаты испытаний показали, что решающее место в защите от порезов принадлежит металлическому сердечнику. Наиболее надежными оказались кольчужные перчатки, изготовленные из проволоки диаметром 0,5...0,6 мм, которые выдержали воздействие по-

тенциальной нагрузки 140 Дж . Трикотажные перчатки, выполненные из синтетической нити, армированной проволокой диаметром 55...90 мкм, суммарной толщиной 212,5...274,4 текс, начинают разрушаться уже при приложения потенциальной энергии 80 Дж .

9. Доказано с использованием специальных инструментальных измерений, что трикотажные перчатки, изготовленные из синтетической армированной нити, в нормируемых стандартами диапазонах частот до 1000 Гц снижают значение уровней вибрации на рукоятках ручных машин. Защитная эффективность достигает для различных перчаток в зависимости от состава нити 2...7 дБ.

10. В результате исследований по методам, разработанным и предложенным в работе, и опытных носок в производственных условиях удалось осуществить выбор средств защиты рук, отвечающих требованиям современного сельского хозяйства и необходимых при проведении работ с жидкими формами пестицидов - перчаток из бу-тилкаучука БЛ-1М, выпуск которых решением Межведомственной комиссии рекомендовано значительно увеличить; разработку и постановку на производство кольчужных перчаток из нержавеющей проволоки сварным способом на научно-производственном предприятии Технического университета (г. Орел) и трикотажных армированных перчаток НПО "Химволокно" (г. Мытищи) и АО "Сандра" (г. Москва).

11. Санитарно-бактериологический анализ трикотажных армированных перчаток, находящихся в эксплуатации на мясоперерабатывающих предприятиях, показал, что в смывах с перчаток были обнаружены колонии жизнеспособных микробов, способных оказать влияние на состояние естественных факторов резистентности организма.

Выполненные исследования позволяют рекомендовать:

1. Для уменьшения возможного взаимодействия системы полимер -токсичное вещество следует придавать перчаткам из полимерных материалов гидрофобные свойства, путем создания на их поверхности адсорбционного слоя поверхностно-активного вещества (мыла, жирные кислоты), чтобы молекулы ПАВ, адсорбируясь на поверхности образовали ориентированный слой, в котором полярные группы молекул обращены к поверхности полимера, углеводородные цепи - в воздух. Хорошими гидрофобизаторами являются кремнийорганические жидкости.

2. При проведении сертификационных испытаний изделий из текстильных и трикотажных материалов, рекомендованных к применению в качестве средств индивидуальной защиты рук на предприятиях, занятых переработкой и выпуском пищевой продукции, следует ввести обязательное определение таких свойств изделий: ворсоотделение, поверхностную за-грязняемость, восприимчивость к биологическому загрязнению и очищае-мость от факторов производственной среды.

3. Текстильные и трикотажные перчатки, особенно применяемые при производстве пищевой продукции, следует изготавливать из материалов,

которым приданы антимикробные свойства, посредством обработки безвредным для человека бактерицидным агентом в концентрации, достаточной для подавления жизнедеятельности микробов, но не оказывающей раздражающего действия, не способной вызвать аллергию или другие нежелательные реакции при контакте с кожей, а также какие-либо изменения в состоянии здоровья как в процессе использования антимикробного материала, так и в отдаленные сроки.

4. Результаты стендовых и эксплуатационных испытаний защитных средств от порезов, показали, что следует определить классы опасности порезов в зависимости от потенциальной энергии удара режущим элементом: например, до 60 Дж, 60 ...120 Дж, свыше 120 Дж и рекомендовать вид перчаток в качестве защитных средств для рабочих различных профессий в зависимости от класса опасности.

6. Государственные стандарты, разработанные на основе материалов, изложенных в данной работе, могут быть использованы при осуществлении независимого входного контроля, проведении сравнительных и сертификационных испытаний не только перчаток, но и других средств индивидуальной защиты. Методики определения ворсоотделения и поверхностного загрязнения текстильных перчаток дают возможность осуществлять прогнозирование вторичных загрязнений в производственных условиях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Горбачез Н.Б., Гущина Т.В. Установка для определения проницаемости пленочных полимерных материалов // ИЛ № 314-Орел. ЦНТИ, 1933.

2. Горбачев Н.Б., Гущина Т.В. Установка для определения стойкости пленочных полимерных материалов к действию токсичных веществ // ИЛ № 62 - Орел: ЦНТИ, 1934.

3. Кочетыгова Н.И., Ткаченко Е.А., Гущина T.B. и др. Каталог-справочник. Средства индивидуальной защиты для работников сельского хозяйства,- М.: Изд-во ЦНИИТЭИ Госкомсепьхозтехники СССР, 1934.

4. Новикова Е.П., Красных A.A., Зеленина М.Ф, Гущина Т.В. Исследование проницаемости концентрированных и рабочих форм пестицидов через материал защитных перчаток, // Охрана груда и безопасность труда при применении агрохимикатов в сельском хозяйстве. Сб. научн. трудов,- Орел: ВНИИОТСХ, 1984.

5. Горбачев Н.Б., Новикова Е.П., Гущина T.B. ГОСТ 12.4.171 -8S ССБТ. Средства индивидуальной защиты рук от токсичных веществ. Методы определения проницаемости, очищаемости и стойкости,- М.: Изд-во стандартов, 1986.

6. Горбачев Н.Б., Новикова Е.П, Гущина Т.В. Метод определения очищаемости пленочных полимерных материалов от загрязнений токсичными веществами // ИЛ № 291-Орел: ЦНТИ, 1986.

7. Гущина Т.В. Разработка метода определения стойкости и очищаемости пленочных полимерных материалов от загрязнений токсичными веществами. // Повышение эффективности применения средств индивидуальной защиты в сельском хозяйстве. Сб. научн. трудов - Орел: 1935,- С.111.

3. Гущина Т.В. Определение стойкости пленочных полимерных материалов к действию пестицидов. /V Исследование эффективности средств индивидуальной защиты для работников сельского хозяйства. Сб. научн. трудов,- Орел: ВНИИОТ Госагропрома СССР, 1933.-С. 34-40.

9. Михайлов B.H., Николаев В,И., Гущина Т.В. и др. Типовые отраслевые нормы бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви и других средств индивидуальной защиты рабочим и служащим сельского и водного хозяйства,- М.: Прейскурантиздат, 1933.

10. Гущина Т.В., Тюриков Б.М. Нормы санитарной одежды для работников мясной и молочной промышленности, непосредственно соприкасающихся с пищевой продукцией,- М.: иэд-во АгроНИИТЭИИТО, 1988.

11. Гущина Т.В. Разработка специальных перчаток для обвальщиков и жиловщи-ков мяса. // Вклад молодых ученых и специалистов в ускорение научно- технического прогресса в мясной и молочной промышленности. Сб. научн. трудов,- М.: АгроНИИТЭИТО Мясомолпром, 1988.-С.25-26.

12. Михайлов В.Н., Гущина Т.В. и др. Типовые отраслевые нормы бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви и других средств индивидуальной защиты и санитарной одежды для работников системы Госагропрома СССР,- М.: АгроНИИТЭИТО, 1989.

13. Гущина Т.В. и др. Средства индивидуальной защиты для работников АПК. Каталог- справочник,- М.: АгроНИИТЭИТО, 1S8S,- С.109-127, С. 199-202.

14. Малахов H.H., Гущина Т.В. и др. Результаты оценки виброзащитной эффективности трикотажных перчаток для работников АПК. // Пути улучшения охраны труда в промышленности. Сб.научн.трудов.- Орел: ВНИИОТ, 1990.- С. 118-125.

15. Мартынова Т.Д., Гущина Т.В. Разработка трикотажных перчаток для защиты от порезов и метода их испытаний. // Охрана труда и здоровья работников агропромышленного производства России. Сб.научн. трудов.: Орел: ВНИИОТ MCX РФ, 1993,- С. 191-196.

16. Гущина Т.В.Технологическое оборудование для изготовления кольчужных перчаток. II Охрана труда и здоровья работников агропромышленного производства России. Сб. научн. трудов,- Орел: ВНИИОТ МСХ РФ, 1993,- С. 214-217.

17. Гущина Т.В. Новый метод испытания средств индивидуальной защиты рук. // Состояние и научные проблемы риска травматизма и профессиональной заболеваемости работников АПК России. Сб. научн. трудов.- Орел: ВНИИОТ, 1998,- С.240-245.

18. Шкрабак B.C., Гущина Т.В. Экономические аспекты внедрения высокоэффективных средств индивидуальной защиты рук в агропромышленном комплексе,- В печати.

19. Шкрабак B.C., Лапин А.П., Гущина Т.В. Разработка информативных методов испытаний - непременное условие для успешного создания высокоэффективных средств индивидуальной защиты. - В печати.

Т.В. Гущина

УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ ТРУДА РАБОТНИКОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ПУТЕМ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РУК

Набрано и сверстано на компьютере ВНИИОТ

Набор Гущина Т.В.

Верстка и правка Токарь Н.В.

Отпечатано на ротапринте ВНИИОТ

Подписано в печать 10 ноября 1998 г. Формат 60x 84 1/16 Объем 2,5 п.л. Тираж 100 экз.

302016, г. Орел, ул. Комсомольская, 127



/ /

Санкт-Петербургский государственный аграрный университет

УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ ТРУДА РАБОТНИКОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ПУТЕМ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Специальность 05.26.01 - Охрана труда

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель - ' Заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профессор B.C. Шкрабак

Научный консультант -кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент, А.П. Лапин

На правах рукописи

ГУЩИНА Татьяна Викторовна

Санкт-Петербург 1998

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВА- 11 НИЯ

1.1. Состояние и классификация производственного травма- 11 тизма в технологических процессах агропромышленного производства

1.2. Классификация и анализ серийных средств индивиду- 23 альной защиты рук по показателям качества

1.3. Анализ методов испытаний физико-механических 32 свойств материалов

1.3.1. Воздействие вредных веществ 32

1.3.2. Механическое воздействие 38

1.3.3. Изменение свойств материалов при эксплуатации тек- 44 стильных СИЗ рук

1.4. Задачи исследования 46

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВА- 50 НИЯ РАЗРАБОТКИ И ИСПЫТАНИЯ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РУК

2.1. Исследование условий безопасного функционирования 50 системы "человек-средства защиты рук-обрабатываемая

среда" при воздействии опасных и неблагоприятных факторов производственной среды

2.1.1. Применение агрохимикатов в сельском хозяйстве. 50

2.1.2. Эффективность защиты от порезов 61

2.1.3. Применение виброопасного инструмента 65

2.2. Уточненная классификация средств индивидуальной 71 защиты рук

3. МЕТОДИКИ И СТЕНДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИС- 76 ПЫТАНИЙ

3.1. Защита рук от воздействия токсичных веществ 76

3.1.1. Проницаемость пленочных полимерных материалов 76

3.1.2. Стойкость пленочных полимерных материалов 78

3.1.3. Очищаемость пленочных полимерных материалов 81

3.2. Защита рук от механических воздействий 85

3.2.1. Определение защитной эффективности от порезов 85

3.2.2. Виброзащитная эффективность трикотажных перчаток 93 из комбинированной нити.

3.3. Определение эксплуатационных характеристик изде- 97

лий.

3.3.1. Ворсоотделение средств индивидуальной защиты рук 97 из текстильных материалов.

3.3.2. Поверхностная загрязняемость защитных перчаток 103

3.3.3. Санитарно-бактериологический анализ специальных 105 перчаток

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ЗА- 106 ЩИТНЫХ СВОЙСТВ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ РУК

4.1. Защитные перчатки от воздействия токсичных веществ 106

4.2. Средств индивидуальной защиты рук от механических 115 воздействий

4.2.1. Определение защитной эффективности от порезов 115

4.2.2. Виброзащитная эффективность 118

4.3. Эксплуатационные характеристики изделий 121 4.3. Ворсоотделение средств индивидуальной защиты рук из 121 текстильных материалов

4.3.2. Поверхностная загрязняемость перчаток 124

4.3.3. Бактериологический анализ 125

5. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ АПРОБАЦИЯ В УСЛОВИЯХ АПК ПРОМЫШЛЕННАЯ РАЗРАБОТКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАЩИТНЫХ ПЕРЧАТОК ОТ ПОРЕЗОВ И ВИБРАЦИИ 130

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОЛУ- 135 ЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 137

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 141

ПРИЛОЖЕНИЯ 149

П1. Классификация средств защиты рук по ГОСТ 12.4.103-83 149 П2. Физико-химическая характеристика и токсикология 153 пестицидов

ПЗ. Определение проницаемости кельтана методом га- 168 зожидкостной хроматографии.

П4. Приоритетная справка N2 96116069 на установку для ис- 169 пытаний на порез

П5. Проницаемость защитных перчаток по жидким формам 171 пестицидов.

П6. Результаты измерения виброускорений и их логарифми- 174

ческие уровни на электромоторной пиле и ручной электрической дрели.

П7. ГОСТ 12.4.171-86 ССБТ. Средства индивидуальной за- 177 щиты рук от токсичных веществ. Методы определения проницаемости, очищаемости и стойкости.

П8. Акт приемки новых видов специальной одежды, спецо- 179

буви, защитных перчаток и масок для работы в теплицах

П9. Номенклатура средств индивидуальной защиты 184

П1,0. ТУ 10 РСФСР 990-92 Перчатки кольчужные сварные из 185

нержавеющей стали ПКС. Технические условия.

П11. Рекламное письмо технологического института. 187

П12. Письмо НПО "Химволокно" г. Мытищи Московской об- 188

ласти о проведении испытаний защитных перчаток.

П13. Протокол испытаний образцов армированных перчаток 189

в производственных условиях на ПО "Мосмясопром".

П14. Протокол испытаний образцов трикотажных армиро- 191

ванных перчаток на Орловском мясокомбинате.

П15. Прсртокол испытаний образцов трикотажных армиро- 193

ванных перчаток на ПО "Электроприбор".

П16. Протокол испытаний антивибрационных свойств образ- 195 цов трикотажных армированных перчаток на ПО "Мосмясопром".

П17. Исходные требования на защитные перчатки из арми- 197 рованных нитей.

П18. ТУ 10 РСФСР 1023-92 Перчатки трикотажные для за- 198 щиты от порезов. Технические условия.

П19. Технологический регламент производства трикотажных 200 армированных перчаток.

П20. Рекомендации по использованию трикотажных перчаток из армированной нити, защищающих от порезов, на предприятиях по переработке сельскохозяйственной продукции. 202 П21. Письмо АО "Сандра". 207

П22. Письмо ВНИИ биологического приборостроения 208

П23. Письмо ВНИИ трикотажной промышленности. 209

П25. Проект стандарта "ССБТ. Средства индивидуальной 211 защиты рук, одежда специальная, материалы для их изготовления. Методы определения сопротивления порезу". П26. Письмо ВНИИ сертификации Госстандарта России 215

об утверждении проекта стандарта

ВВЕДЕНИЕ

Успешное развитие экономики России основывается прежде всего на высокопроизводительном промышленном производстве, основанном на внедрении индустриальных технологий, в частности, в процессы возделывания сельскохозяйственных культур и их переработку в пищевую продукцию. Численность рабочей силы, занятой в сельском, лесном и рыбном хозяйстве, возросла с 9560 в 1991 г. до 10000 тыс. человек в 1995 г. Повышение производительности труда и урожайности в сельском хозяйстве в значительной мере связано с увеличением объемов применения пестицидов и минеральных удобрений.

В настоящее время к применению рекомендовано около 250 пестицидных препаратов различных групп. Все пестициды, допущенные к широкому применению в России, тщательно изучены в гигиеническом и токсикологическом отношении; установлены самые жесткие в мире нормативы содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны, в воде, в продуктах питания; строго регламентированы условия применения пестицидов; осуществляется комплекс мероприятий по снижению их токсичности для теплокровных организмов.

Многие фирмы идут по пути замены активного ингредиента, входящего в состав пестицида, менее опасным или нестойким в окружающей среде, создания препаратов селективного действия, т.е. уничтожающих один какой-либо вид вредителей, разработки продуктов органического происхождения, в том числе биопестицидов. И все же пестициды остаются важным, а для многих основных культур основополагающим компонентов индустриальных технологий. Использование пестицидов из года в год повышается. Например, в США применение пестицидов увеличилось с 105,7 тыс.т в 1964 г. до 260,2 тыс.т 1992 г. в пересчете на действующее вещество /1/. В России, несмотря на экономические трудности потребление средств химизации сельского хозяйства практически не сократилось и составило 1398 тыс. т в 1994 г., а в 1996 г. - 1579 тыс. т.

Пестициды токсичны для человека, большинство из них обладают кожно-резорбтивным свойством. Поэтому необходимым условием их применения является использование средств индивидуальной защиты, в частности средств защиты рук, обеспечивающих снижение действия токсичных веществ на кожные покровы. В 1960-1970 г.г. специальных средств индивидуальной защиты рук для работы с пестицидами не были разработаны, а осуществить верный выбор их из ассортимента перчаток, выпускаемых отечественной промышленностью, не представлялось возможным, вследствие отсутствия необходимых показа-

телей и соответствующих методов, особенно для жидких токсичных веществ.

В агропромышленный комплекс страны для защиты рук от действия вредных и опасных производственных факторов поступали перчатки из пленочных полимерных материалов, до 90 % из которых -марки НКЛ. Несмотря на большое количество публикаций, в патентно-информационной литературе не выявлены систематизированные данные о методах по оценке защитных свойств. Не исследовались закономерности проницаемости и стойкости пленочных полимерных материалов к действию пестицидных препаратов, не изучены защитные свойства полимеров и их способность к очистке от пестицидных загрязнений.

Пищевая и перерабатывающая промышленность России насчитывает почти 6 тыс. предприятий большой и малой мощности. Доля прогрессивного оборудования, отвечающего мировым стандартам, на отечественных предприятиях составляет лишь 20...30 %. В мясной промышленности 70 % применяемого оборудования устарели и подлежат замене. Уровень автоматизации в отрасли составляет лишь 8 %. В молочной промышленности тяжелым немеханизированным трудом занято 32 % рабочих. Отечественная техника плодоовощной промышленности, занятой в основном переработкой плодов и ягод на консервы ( 99,44 %), отстает по уровню производительности от зарубежных аналогов в 2 раза. Наиболее низкий технический уровень имеют машины для мойки тары, подготовки сырья и вспомогательных материалов перед консервированием 121.

Таблица 1

Импорт продовольственных и вино-водочных товаров

1993 г. 1994 г. 1995 г. 1996 г.

Мясо свежемороженое, тыс. т 85 582 710 858

Мясо птицы, тыс. т 74 500 825 754

Молоко, тыс. т 15 16 78 168

Сливочное масло, тыс. т 70 151 242 195

Подсолнечное масло, тыс. т 109 158 283 174

Сахар, тыс. т 1667 1035 3063 3177

Мука и крупа, тыс. т 50 86 569 855

Водка, млн. долл. США 47 327 206 260

Вино, млн. долл. США 20 292 563 584

Спирт этиловый, млн. долл. 8 74 268 92

США

Примечание: Импорт мяса, молока и другой продукции равноценен ежегодному ввозу из-за рубежа 20 млн. т зерна.

В соответствии со статистическими данными Госкомстата России производство мяса в России сократилось более чем в два раза : с 5822 тыс. т в 1991 г. до 2490 тыс. т в 1995 г.; колбасных изделий - с 1944 тыс.т в 1985 г. до 1267 тыс. т в 1995 г. И в тоже время более чем в десять раз увеличился импорт продовольственных и вино-водочных товаров (таблица 1) / 3 /.

В конце восьмидесятых годов сложилось чрезвычайно тяжелое положение на мясоперерабатывающих предприятиях в связи с увеличивающимся количеством травм из-за отсутствия кольчужных перчаток. Бронницкий ювелирный завод значительно сократил производство кольчужных перчаток для обвальщиков и жиловщиков мяса. В 1989 г. было поставлено потребителям 3445 шт. перчаток, что составило 7,4 % от заявок, а в 1990 г. намечено было изготовить всего 2200 шт. Изготовление кольчужных перчаток осуществляется вручную методом пайки из,нейзильберовой проволоки. Производительность одного рабочего составляет 4...5 перчаток в месяц.

Для организации в стране стабильного производства кольчужных перчаток высокого качества, ВНИИ охраны труда (г. Орел) предложил закупить в 1991 г. автоматическую линию немецкого производства по изготовлению этих изделий или разработать отечественную технологию изготовления сварных перчаток из нержавеющей стали. Линия фирмы "Lange" состоит из трех частей автоматов по вязанию кольчужного полотна и одного сшивающего устройства. Поставка оборудования и организация производства кольчужных перчаток позволила бы в кратчайшие сроки снять проблему защиты рук работающих, исключить травмы и возможность инфекционных заражений. На зарубежной линии возможно выполнение покрытия ладонной части изделий эластомером для придания противоскользящих свойств. Манжета и застежка перчаток легко моются и регулируются по размеру ( пат. США № 4388733, № 4471495, з. ФРГ № 3305841, № 3533894, з. ЕПВ №0119406).

Другая тенденция развития средств защиты рук от порезов - создание цельновязаных перчаток из армированной пряжи.Трикотажные армированные перчатки изготавливают из сложной нити, состоящей из одного или нескольких гибких стальных сердечников диаметром 40...90 мкм. Внешний слой нити образует двойная спираль из синтетических волокон ( кевлар, арамид, найлон ), которая смягчает удар режущей кромки ножа по основному защитному слою. Перчатка из металлопо-лимерных нитей достаточно гибка и не ограничивает подвижности руки

( пат. США № 4004295, з. Франции № 2366810, а.с. ЧССР № 27776). Нанесение на цельновязаную основу перчатки вспененного полимерного покрытия дает возможность защитить руки от действия влаги и агрессивных жидких сред ( з. В/британии № 1476075, № 2065450, пат. США №4001895, №4051559, №4089070,3. ЕПВ №0118898 ).

Защитная эффективность кольчужных перчаток, очевидно, выше, чем трикотажных. Однако, на некоторых травмоопасных технологических операциях трикотажные перчатки способны защитить руки работающих. Например, при работе со стеклянной посудой, жестью. Несмотря на то, что в пищевой промышленности все больше внедряется одноразовая упаковка, применение стеклянной тары при производстве вино-водочной и безалкогольной продукции, выпуск которых сократился 413,0 млн. дал. в 1990 г. до 189,1 млн. дал., еще достаточно обширное.

Разработка эффективных средств защиты рук затруднена также из-за отсутствия информативных и объективных методов получения их защитных характеристик, и связана с трудоемкостью проведения таких исследований и необходимостью специальных мер безопасности.

Цель исследования - улучшение условий труда работников агропромышленного комплекса путем разработки и применения высокоэффективных средств индивидуальной защиты рук.

Объектом исследования являются средства индивидуальной защиты рук от воздействия вредных и опасных факторов производственной среды на предприятиях АПК.

Научную новизну работы составляют:

1. Эмпирические и аналитические зависимости диффузионных процессов переноса жидких форм пестицидов через пленочныё полимерные материалы, закономерности кинетики проницаемости концентрированных и водоэмульсионных форм пестицидов через пленочные полимерные материалы;

2. Закономерности энергетических процессов при воздействии ударного импульса режущего лезвия и вибрации;

3. Выбор номенклатуры показателей назначения, надежности, эр-гономичности, экологических и эстетических показателей, новый подход к группировке средств индивидуальной защиты рук;

4. Численные значения показателей стойкости, проницаемости и очищаемости пленочных полимерных материалов после воздействия жидких токсичных веществ;

5. Сравнительные данные по защитной эффективности средств индивидуальной защиты от порезов и вибрации, зависимость защитной эффективности от наличия металлического сердечника в материале перчатки;

6. Методы и устройства для оперативной оценки изменения защитных свойств пленочного полимерного материала, подвергнутого воздействию пестицидов; перчаток от порезов и воздействия вибрации; вторичного загрязнения от применяемых средств защиты рук.

Практическую значимость представляют:

1. Объективные методы исследования показателей назначения и надежности средств защиты рук к действию пестицидов, порезу, вибрации;

2. Методы определения показателей ворсоотделения и поверхностной загрязняемости;

3. Возможность прогнозирования вторичных загрязнений в производственных условиях предприятий по переработке сельхозпродукции;

4. Новые виды перчаток для защиты рук работающих с ручным виброинструментом;

5. Способы улучшения защитных показателей перчаток из полимерных и текстильных материалов;

6. Освоение производства кольчужных перчаток из новых материалов по вновь разработанной технологии (г. Орел) и трикотажных армированных перчаток (г. Москва);

7. Рекомендации по использованию серийно выпускаемых отечественной промышленностью средств индивидуальной защиты рук из полимерных материалов при работах с пестицидами;

8. Конкретные рекомендации по повышению качества СИЗ рук созданием адсорбционного слоя поверхностно-активного вещества на поверхности пленочного полимерного материала и приданием антимикробных свойств текстильным материалам.

На защиту выносятся следующие основные вопросы:

1. Обоснование необходимости разработки методов и стендового оборудования для определения защитной эффективности средств индивидуальной защиты рук от жидких токсичных веществ, порезов и вибрации, а также поведения текстильных материалов для их изготовления в процессе эксплуатации в условиях АПК;

2. Результаты теоретических изысканий условий безопасного функционирования систем "человек-СИЗ-обрабатываемая среда" при воздействии опасных и неблагоприятных факторов в условиях предприятий по производству и переработке сельскохозяйственной продукции;

3. Отдельные методы и