Содержание к диссертации
Введение
I. Современное состояние вопроса и задачи исследования
1.1. Анализ условий и охраны труда операторов по обработке сель скохозяйственных животных пестицидами
1.1.1. Анализ профессиональной заболеваемости ветеринарно-санитарных работников ,,
1.1.2. Анализ травматизма ветеринарно-санитарных работников 21
1.2. Влияние пестицидов, используемых для обработки животных, на операторов по обработке животных 2^
1.3. Обзор существующих методов и инженерно-технических устройств, используемых при ветеринарно-санитарных обработках животных 2Q
1.3.1. Методы и средства обработки животных дезинфекционными и дезинсекционными препаратами -,Q
1.3.2. Оборудование, используемое для обработки сельскохозяйственных животных ^ о
1.4. Выводы, цель и задачи исследования с,
II. Теоретические исследования 53
2.1. Анализ концепций безопасности биотехнических систем животноводства 5з
2.2. Обобщенная модель безопасности системы «человек-машина-животное-среда» Г
2.3. Теоретический анализ факторов, влияющих на безопасность системы ЧМЖС 5g
2.4. Моделирование процесса влияния пестицидов на оператора по обработке животных 67
2.5. Выбор модели влияния различных факторов на концентрацию дезинфекционных и дезинсекционных веществ в воздухе рабочей зоны оператора 71
2.6. Теоретическое обоснование разработанной установки для обра ботки животных 78
2.7. Выводы 94
III. Общая программа и методика исследований 96
3.1. Объект и программа исследований 96
3.2. Методика анализа состояния вопроса 97
3.2.1. Методика анализа условий и охраны труда операторов по обработке сельскохозяйственных животных пестицидами 97
3.2.2. Методика исследования существующих методов, средств и критического анализа инженерно-технических устройств, используемых при ветеринарно-санитарных обработках животных 98
3.3. Методика теоретических исследований 99
3.3.1. Методика анализа концепций безопасности биотехнических систем животноводства и их модели 99
3.3.2. Методика анализа факторов, влияющих на безопасность системы ЧМЖС 100
3.3.3. Методика моделирования процесса влияния пестицидов на оператора по обработке животных 101
3.3.4. Методика теоретического обоснования разработанной установки для обработки животных 104
3.4. Планирование исследований влияния различных факторов на концентрацию веществ в воздухе рабочей зоны оператора, применяемых при обработке животных 105
3.5. Методика лабораторных исследований по влиянию определенных факторов на концентрацию веществ в воздухе рабочей зоны оператора, применяемых при обработке животных 109
3.6. Методика производственных исследований влияния факторов на концентрацию веществ в воздухе рабочей зоны оператора, применяемых при обработке животных 112
3.7. Контрольно-измерительные приборы, методика отбора проб и погрешности измерений 120
3.8. Методика определения экономической эффективности устройства для санитарной обработки животных 122
3.9. Выводы 124
IV. Результаты исследования 125
4.1. Результаты лабораторных исследований 125
4.1.1. Результаты регрессионного и дисперсионного анализа лабораторных исследований без защитного кожуха 130
4.1.2. Результаты регрессионного и дисперсионного анализа лабораторных исследований с использованием защитного кожуха 137
4.2. Результаты исследований условий труда операторов по обработки животных инсектоакарицидными препаратами 144
4.3. Результаты экспериментальных исследований 148
4.3.1. Результаты регрессионного и дисперсионного анализа экспериментальных исследований без использования защитного кожуха... 154
4.3.2. Результаты регрессионного и дисперсионного анализа экспериментальных исследований с использованием защитного кожуха... 164
4.4. Разработанное устройство для обработки животного, обеспечивающее безопасную работу оператора 171
4.5. Выводы по результатам исследований 177
V. Внедрения. социально-экономическая эффективность устройства для санитарной обработки животных 179
5.1. Внедрение результатов исследования 179
5.2. Социально-экономическая эффективность устройства для санитарной обработки животных 180
Общие выводы и рекомендации 183
Литература
- Анализ травматизма ветеринарно-санитарных работников
- Теоретический анализ факторов, влияющих на безопасность системы ЧМЖС
- Методика анализа условий и охраны труда операторов по обработке сельскохозяйственных животных пестицидами
- Результаты регрессионного и дисперсионного анализа лабораторных исследований с использованием защитного кожуха
Введение к работе
Экологизация применения пестицидов заключается в приведении животноводства в соответствие с законами экологии, а именно к экологической норме. В настоящее время экологическое нормирование организуется в рамках Постановления Правительства Российской Федерации от 24 ноября 1993 г. № 1229 «О создании единой системы экологического мониторинга (ЕГ— СЭМ)», направленного на повышение эффективности работ по обеспечению экологической безопасности человека. Однако для экологического мониторинга по применению пестицидов нет пока методической основы. Тем не менее, достаточно ясно, что особое значение в этом отношении имеет, прежде всего, грамотное их применение.
В животноводстве сельского хозяйства России существует проблема, создаваемая насекомыми разных видов, вызывающих разнообразные заболевания как у людей, так и у животных, и наносящая огромный ущерб народному хозяйству. Среди паразитарных болезней широко распространены кожные заболевания, вызываемые вредными членистоногими, резко снижающие продуктивность животных и вызывающие даже их гибель. Так, при хориоп-тозе у коров снижается удой на 20 %, а при демодекозе в результате повреждения кожи полезная площадь ее уменьшается на 15—80 %. Демодекозом поражено 36,3—38,4 % животных. Это значит, что кожевенные предприятия несут большие убытки [57,61].
По данным ФАО ущерб от эктопаразитов составляет 7 млрд долл. ежегодно. [61]
Общую тенденцию мирового земледелия и животноводства характеризуют высокие темпы производства и применения минеральных удобрений, пестицидов, причем их использование заметно растет: в последнее время объем применения пестицидов вырос в 1,7 раза. [62, 64]
В настоящее время скрининг химических соединений на стимуляцию продуктивности биологических объектов ведут очень широко, в частности, в
7 мире ежегодно испытывают около 260 тыс. различных соединений (140 тыс.
только в США). Из этого огромного числа практический выход получают всего около 15 тыс. новых пестицидов. Детальный анализ показывает, что даже при подавляющем проценте как бы «бросовых» исследований суммарный экономический эффект оказывается исключительно высоким.[66]
Работы М.С. Соколова, В.П. Стрекозова (1982) показывают, что лишь небольшая часть применяемых пестицидов достигает цели — воздействует на организм вредителей. Наибольшая часть используемых токсикантов как бы бесполезна: они загрязняют экосистему в процессе обработки, а также вследствие смыва пестицидов с растений. [92]
В результате накопления стойких пестицидов в почве, воде и атмосфере нарушаются нормальные циклы биологического круговорота, а также понижается биопродуктивность природных систем. Так, для некоторых хло-рорганических инсектицидов и гербицидов «срок жизни» при обычных нормах использования исчисляется годами, поэтому они были запрещены к использованию.
По данным журнала «Сообщения по защите растений», издаваемом германской фирмой «Байер», в 14 развитых капиталистических странах отравления людей пестицидами от общего количества отравлений составляют от0,23%до5,1%.[62]
В связи с запрещением использования стойких и высокотоксичных химических соединений ощутимо снизилось санитарно-токсикологическое значение пестицидов, но их опасность для живых объектов природы еще достаточно высока (Г.А. Таланов, A.M. Смирнов, 1994), что пагубно отражается-на внешней среде и здоровье человека.
Анализ статистической информации показывает, что на долю отравлений пестицидами работников ветеринарно-санитарных служб приходится до 10% от всех профессиональных заболеваний этой категории рабочих. При этом по удельному весу хронических профессиональных заболеваний и от-
/
8 равлений работники ветеринарно-санитарных служб находятся на третьем
месте (4.4...5.8%) среди всех категорий рабочих АПК.
В животноводстве для защиты животных от насекомых используется очень широкий спектр пестицидов различных как по своему химическому составу, так и по направлению действия. Поскольку все применяемые пестициды обладают токсичностью для человека и приводят к существенным изменениям экологии окружающей среды, большое значение имеют средства, способы и техника применения этих веществ.
Существующие устройства для обработки животных инсектоакари-цидными препаратами (СДУ-800, ПДУ-3, УОЖ, ДОС, УДД и др.) ухудшают условия труда операторов по обработке животных и экологическую обстановку, так как не защищают от прямого попадания пестицидов на оператора и окружающую среду. Кроме того, при обработке не весь раствор попадает на животное (30-35% попадает в воздух рабочей зоны при обработке штанга-
«
ми типа ШРР). Испарения с животных, растений и почвы, превышают ПДК в несколько раз.
В связи с изложенным, проведение исследований по изучению и улучшению условий и охраны труда операторов по обработке животных, подвергающихся воздействию вредных и опасных факторов, представляет большую актуальность.
Целью исследования является повышение безопасности операторов по обработке сельскохозяйственных животных инсектоакарицидными препаратами.
Общей задачей исследования является разработка инженерно-технических мероприятий по повышению безопасности операторов по обработке сельскохозяйственных животных инсектоакарицидными препаратами за счет снижения уровня концентрации в воздухе рабочей зоны применяемых препаратов.
Объектом исследования являются устройства для санитарной обработки животных и работающие с ними операторы.
Методы исследования. Исследования проводились с применением
теории вероятности, математической статистики, теории эксперимента. В ходе исследования использованы следующие методы: анализа, моделирования - измерения и сравнения, эксперимента, формализации.
Научную новизну работы составляют: исследования возникновения и передачи опасной энергии в системе «человек-машина-животное-среда»; условия предотвращения передачи опасной энергии в системе ЧМЖС, основанные на разрыве обратных связей между человеком и машиной, человеком и животным, средой и машиной; модель массопереноса и разложения инсек-тоакарицидных препаратов при обработке животных; исследования факторов, влияющих на уровень концентрации вредного вещества в воздухе рабочей зоны оператора по санитарной обработке животных; теоретическое обоснование снижения концентрации вредного вещества за счет изменения углов наклона распылителей в устройстве для санитарной обработки животных и применения защитного кожуха; модель изменения концентрации в зависимости от факторов: угла наклона верхних боковых распылителей, нижних боковых распылителей, расстояния от устройства до оператора и наличия защитного кожуха.
Практическую значимость работы составляют: результаты анализа профзаболеваемости и травматизма ветеринарно-санитарных работников; исследования условий труда операторов по обработке животных пестицидами; результаты экспериментальных исследований влияния угла наклона верхних боковых распылителей, нижних боковых распылителей, расстояния от устройства до оператора и наличия защитного кожуха на концентрацию вредного вещества в воздухе рабочей зоны оператора; разработанное устройство для санитарной обработки животных, обеспечивающее безопасность оператора в процессе обработки животных; лабораторная установка, позволяющая моделировать процесс обработки животных и исследовать факторы, влияющие на условия работы операторов.
10 На защиту выносятся следующие основные положения:
Результаты анализа условий труда ветеринарно-санитарных рабочих;
Модель возникновения и передачи опасной энергии;
Модель массопереноса и разложения инсектоакарицидных препаратов при обработке животных;
Теоретические предпосылки снижения концентрации вредного вещества в воздухе рабочей зоны оператора за счет применения защитного кожуха и изменения углов наклона распылителей;
Результаты экспериментальных исследований влияния угла наклона верхних боковых распылителей, нижних боковых распылителей, расстояния от устройства до оператора и наличия защитного кожуха на концентрацию вредного вещества в воздухе рабочей зоны оператора;
Разработанное устройство для санитарной обработки животных, обеспечивающее безопасность оператора в процессе обработки животных;
Основные материалы диссертации доложены и одобрены на научных конференциях Санкт-Петербургского государственного аграрного университета в 2000-2003 годах, а также опубликованы в 6 работах и автореферате.
На уровне заявки на патент разработано устройство для санитарной обработки животных.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка используемой литературы из 149 наименований и 9 приложений. Работа изложена на 185 страницах машинописного текста, содержит 43 таблицы и 54 рисунка.
Анализ травматизма ветеринарно-санитарных работников
Ассортимент пестицидов насчитывает в настоящее время более 100 тыс. наименований [31]. Токсикологическое значение пестицидов объясняется их биологической активностью, воздействием не только на паразитов, но и на полезных насекомых, домашних животных, а также человека.
Загрязнение воздуха пестицидами происходит во время приготовление рабочих растворов, загрузке их в емкости и в момент обработки животного Все эти операции производятся вручную и, как правило, без средств индивидуальной защиты, так как работа производится в основном в самый жаркий период года, когда наблюдается пик активности насекомых. Все это приводит к отравлению рабочих. В организм пестициды могут проникать через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и незащищенную кожу. Однако основным путем поступления являются легкие. Помимо острых и хронических профессиональных интоксикаций пестициды могут стать причиной понижения устойчивости организма и повышенной общей заболеваемости [4, 5, 82, 94].
Токсическое действие вредных веществ характеризуется показателями токсикометрии, в соответствии с которыми вещества классифицируют на чрезвычайно токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные и малотоксичные. Эффект токсического действия различных веществ зависит от количества, попавшего в организм вещества, его физических свойств, длительности поступления, химизма взаимодействия с биологическими средами (кровью, ферментами). Кроме того, эффект зависит от пола, возраста, индивидуальной чувствительности, путей поступления и выведения, распределения в организме, а также метеорологических условий и других сопутствующих факторов окружающей среды [116].
Обычно пестициды в малых дозах и концентрациях оказывают на организм неспецифическое действие (как фактор интенсивности), которое внешне проявляется в учащении и усугублении течения обычной соматической патологии.
Использование их препаративных форм сопровождается изменением активной реакции кожи и увеличением проницаемости эпидермиса за счет выщелачивающего действия препарата. Повышение проницаемости рогового слоя эпидермиса, наряду с истощением липидосинтезирующих процессов, способствует проникновению через кожу жирорастворимых и водорастворимых веществ и микроорганизмов. Этому также способствует изменение рН, что может приводить к денатурации белка, снижению бактерицидности и повышению проницаемости кожи, что отражается в структуре профпоражений, 5% заболевания кожи [130].
При использовании пестицидов, наряду с наличием у них инсектоака-рицидной активности, в некоторых случаях наблюдают развитие нежелательных кратковременных реакций или стойких осложнений. Для их обозначения используют следующие термины: токсическое действие лекарств, лекарственная болезнь, осложнение и т. д. В науке для этих целей предложены и другие термины: отрицательное, нежелательное действие лекарственных средств [115, 123].
Проявление токсического действия лекарственных соединений самое различное: дисбактериоз, нефротоксическое, фотосенсибилизация и др.
Нефротоксическое действие сопровождается неблагоприятным влиянием на почки с развитием нефрозов и нефритов. К таким препаратам относят четыреххлористый углерод, дихлорэтан.
Действие на сердечно-сосудистую систему выражается в развитии в указанной системе патологии. К этим препаратам относятся хлорорганиче-ские пестициды, карбаматы, ТМТД, дихлорэтан, фосфамид.
Мутагенное действие характеризуется влиянием препаратов на хромосомный аппарат половых клеток, что сопровождается их изменением и передачей патологических явлений по наследству. К таким пестицидам относят фталофос, хлорофос, трихлорметафос, гордому, метафос, гамма-изомер гек 27 сахлорциклогексана, ДДВФ, базудин (неоцидол), севин, цинеб, пирам, мер каптофос, фосфамид, полихлорпинен, технический ГХЦГ, гептахлор, алдрин, дилдрин, некоторые гербициды, дефолианты (2,4-Д, 2,4,5-Т, диоксин).
Лекарственная аллергия сопровождается развитием аллергических реакций. К таким препаратам относят базудин (неоцидол), хлорофос.
Тератогенное действие сопровождается развитием уродства у плода. К этим соединениям относят хлорофос, дифос, амидофос, трихлорметафос-3, севин, гранозан [5, 47, 53, 54, 114].
Многие исследователи считают, что мембраноповреждающий эффект является универсальной закономерностью наиболее раннего метаболического проявления различных видов отдаленных последствий (гонадо-эмбриотоксического, мутагенного, канцерогенного), независимо от химической природы вещества [10, 27, 42, 44, 52, 56]. Механизмы влияния различных ксенобиотиков на мембраны могут быть неодинаковы, и, наряду с первичным повреждением мембран, возможно опосредованное влияние чужеродных соединений или их метаболитов на структурные элементы клетки. Высказывается соображения о том, что приблизительно 90 % канцерогенных соединений обладает мутагенным действием [62, 98, 100].
По данным ЕРА США, к веществам, обладающим потенциальной он-когенной активностью (способность индуцировать опухоль), отнесены 53 пестицида (из 289 исследованных); ним относятся препараты, применяемые в ветеринарии: амитраз, арсенат меди, циперметрин (цимбуш), арсент свинца, манеб, перметрин (амбуш), арсенат натрия, цинеб, карбаматы, ТМТД. Ниже приводится список пестицидов, имеющих разную степень онкогенности (табл. 1.9) [155].
Теоретический анализ факторов, влияющих на безопасность системы ЧМЖС
Повышение экологической безопасности химических мероприятий может достигаться путем разработки таких технологий применения пестицидов, которые будут обеспечивать исключение накопления вредных веществ в объектах внешней среды минимизацию использования препаратов и минимальную концентрацию в воздухе рабочей зоны в процессе их применения
Важнейшими факторами, определяющими уровень содержания пестицидов в окружающей среде, являются в первую очередь условия применения пестицидов (количество, формприменения, кратность обработки животных), свойства пестицидов (растворимость, летучесть, персистентность, сорбционная способность), условия окружающей среды (параметры микроклимата, свойства почвы подстилочных пород; количество, частота и интенсивность стокообразующих осадков; уровень залегания подземных вод).
С учетом вышеуказанных факторов, регламентируемых Ветеринарным законодательством и правилами их применения, рассмотрим факторы, влияющие на протекание данного технологического процесса. В соответствии с задачами исследования представим вершину М, определяющую машину, мультиграфа системы «человек-машина-животное-среда», изображенного на рис. 2.2, в виде множества М и определим факторы, влияющие на функционирование данной подсистемы, каждый элемент которого представляет собой подмножество где: Mi - множество, определяющее условия изготовления устройств для санитарной обработки животных, М2 - особенности конструкции, Мз - состояние машины и ее элементов, М4 - качественные показатели машины.
Рассмотрим каждый элемент множества М\. Условия изготовления представляют собой множество: МЇ МЦ.МИ.М ММ}, (2.3) где: Мп - оснащенность завода - изготовителя технологическим оборудованием, Міг - материально-техническое снабжение процесса изготовления, Мп - обеспеченность предприятия кадрами рабочих ИТР и научных работников, Мі4 - организация производства (контроль качества, ритмичность работы, автоматизация процесса проектирования и т.д.).
Как видно из разобранного, данный фактор с его множеством элементов влияет большим образом на качество изготовления и надежность устройства, которое в свою очередь влияет на вероятность выхода устройства в нештатный режим работы, то есть на существенное изменение концентрации вещества. Примером этого может служить некачественное соединение коллектора с напорными трубами или срыв распылителя. Однако в этом случае процесс функционирования системы ЧМЖС быстро прекращается до восстановления системы. Фактор полностью зависит от завода изготовителя.
Особенности конструкции устройства для санитарной обработки животных рассматриваются как множество: М2 ={М2Ь М22, М23, М24, М25}, (2.4) где: М2] - параметрические значения (М2ц - количество обрабатываемых одновременно животных, M2i2 — дисперсность распыления рабочего раствора и т.д.); М22 - габаритные показатели (M22j - высота, М222 - ширина т.д.); Мгз - варианты конструктивных решений систем (М231 - с фиксацией животных, М2з2 — без фиксации животных М2зз - изменение углов наклона распылителей, М234 - изменение расстояния от распылителей до животного и т.д.); М24 - вариант конструктивных решений деталей (M24i — геометрические размеры, М242 - форма детали, М24з - материал, М244 - вид распылительной насадки и т.д.);
М25 - оснащенность устройства для санитарной обработки животных средствами и приборами безопасности (М25і - наличие защитного кожуха, М252 — наличие приборов контроля давления, М253 - контроля уровня рабочего раствора и т.д.).
Фактор М2 - особенности конструкции устройства для санитарной обработки животных наибольшим образом оказывают влияние на концентрацию вредного вещества в воздухе рабочей зоны в процессе функционирования системы ЧЖМС. Так как устройство разбрызгивает и распыляет вредное вещество на животное, которое попадает и в воздух рабочей зоны, и в зависимости от того, на сколько продолжительно, с какой дисперсностью, в каких масштабах оно выбрасывает его, какая продолжительность цикла (пропускная способность), наличие средств и приборов, предотвращающих мас-соперенос аэрозоля вредного вещества, будет зависеть уровень концентрации вредного вещества в воздухе рабочей зоны оператора и безопасность его работы в системе.
Методика анализа условий и охраны труда операторов по обработке сельскохозяйственных животных пестицидами
Был проведен сбор данных по условиям труда ветеринарно-санитарных рабочих. Осуществлен анализ данных ВНИИОТ по травматизму ветеринарно-санитарных рабочих, в результате чего были установлены причины и источники травмирования. Установлено, что травматизм ветеринарно-санитарных рабочих по России за 11 лет (1990-2001) достаточно мал по отношению к другим профессиям.
Анализ же санитарно-гигиенических условий работы операторов позволил глубже изучить факторы, влияющие на профессиональную заболеваемость ветеринарно-санитарных рабочих. Были собраны данные профес сиональной заболеваемости по России за 8 лет, определена структура проф поражений работников с.-х. производства, что позволило выявить большой удельный вес в патологии органов дыхания и отравлений. Определен средний возраст продолжительности жизни ветеринарно-санитарных работников, инвалидность, уровень профессиональных заболеваний.
Устанавливались обстоятельства и условия возникновения хронических профессиональных поражений.
Рассмотрены условия и причины воздействия пестицидов на операторов. Определены пути проникновения пестицидов. Изучены все формы воздействия на организм пестицидов и их результаты. Выделены и сведены в таблицу вещества, применяемые в ветеринарии, обладающие онкогенной активностью.
Изучен весь комплекс средств применяемых для обработки животных против паразитов. Сделаны выводы о современных, эффективных и главное безопасных, для человека и окружающей среды препаратах. Отмечены требования, предъявляемые к препаратам, используемым в обработке.
Были изучены методы и способы обработки животных инсектоакари-цидными препаратами, анализ которых позволил выявить наиболее эффективный в плане обработки и экономичный способ. Что дало основание к изучению инженерно-технических устройств, применяемых при этом способе.
Рассматривались достоинства и недостатки каждой из известных установок для обработки животных инсектоакарицидными препаратами. Проведя критический анализ, установлено, что ни одна из установок не обеспечивает достаточной, а иногда и вообще никакой защиты оператора от контакта с применяемыми препаратами в момент обработки.
Методика проведения патентного поиска заключалась в анализе существующих устройств для санитарной обработки животных. Были рассмотрены все авторские свидетельства на устройства для санитарной обработки животных касса А 61 D 11/09 и 30с 7/02. Результаты патентного поиска позволили разработать заявку на изобретение устройства для санитарной обработки животных, позволяющего удовлетворить требования по обеспечению безопасной работы операторов при обработке животных в сочетании с эффективной обработкой.
Рассмотрена биотехническая система «человек-машина-животное-среда» (ЧМЖС), совокупности технических и биологических объектов, сложные структуры и связи между элементами. Выявлены условия возникновения риска и опасности в системе. Разработана теория возникновения и передачи опасной энергии как источника возникновения опасной ситуации и ее ликвидации. Определены основные принципы безопасности функционирования подсистем биотехнической системы, это такие принципы как: системности, иерархии, учёта экстремальности, информативности, социальности, технологичности, эффективности. Выяснено, чтобы наиболее максимально увеличить безопасность всей системы, необходимо выяснить, какая же из подсистем наиболее опасна и совокупность каких факторов влияет на степень опасности данной подсистемы. Для этого система представлена графически в виде мультиграфа, что позволяет рассмотреть совокупность всех факторов подсистемы и отобразить ориентацию связи в обоих направлениях между подсистемами.
Использовав мультиграф системы «человек-машина-животное-среда», определили факторы, влияющие на функционирование подсистемы «машина». Проанализировав всю подсистему, приходим к выводу, что машина влияет на безопасность функционирования системы большим образом, в особенности по отношению к уровню вредных веществ в воздухе рабочей зоны, так как величина концентрации вещества зависит от безопасного функционирования множества составляющих именно этой подсистемы.
Далее проводим анализ подсистемы «человек». В результате выяснилось, что в зависимости от состояния множества Ч на концентрацию может повлиять и состояние данной подсистемы, которая в свою очередь зависит от решения человека, так как он определяет протекание и контролирование процесса обработки животного.
Анализ следующей подсистемы «животное» показал, что животное не оказывает прямого влияния на концентрацию вредного вещества в воздухе рабочей зоны при его обработке. Однако он может повлиять на исправную работу установки и на нервно-эмоциональное состояние оператора, что в свою очередь скажется на процессе обработки.
Далее были изучены все факторы подсистемы «среда» и выяснено, что все множества С существенно влияют на концентрацию препаратов в воздухе, однако климатические условия относятся к неуправляемым факторам, влияющим на протекание процесса, особенно процесса массопереноса аэрозольного облака, поэтому их сложно регулировать и можно лишь контролировать и учитывать их влияние на процесс.
Результаты регрессионного и дисперсионного анализа лабораторных исследований с использованием защитного кожуха
Итак, F=0,517 FT=2,5990, что говорит об адекватности принятой модели, ее можно использовать. Влияние на результат эксперимента всех трех независимых переменных достоверно.
В итоге функция отклика имеет линейный вид, при этом значимы ли нейные эффекты. Из трех факторов, линейно влияющих на функцию отклика, наибольшее значение оказывает фактор Хз - расстояние от установки (Ь3= 4,2), а фактор Xi - угол наклона верхних распылителей и фактор Х2 - угол наклона нижних распылителей влияют практически одинаково. Характер влияния всех факторов одинаков, при увеличении их значения значение от # клика уменьшается, то есть при увеличении углов наклона распылителей и расстояния от установки концентрация уксусной кислоты уменьшается.
Определим доли влияния каждого из факторов согласно методике, приведенной в пункте 3.3 главы 3. Для начала находим сумму квадратов ZS , затем поправочный член Н. Далее подсчитываем сумму квадратов рассеяния, обусловленную действием каждого фактора и их сочетанием (см. табл. 4.11). Определяем по формуле 3.1 долю каждого фактора и их взаимодействий.
Из результатов расчетов, приведенных в таблице 4.12, видно, что наибольшее влияние на отклик, как и в ситуации с защитным кожухом, оказывает фактор Хз - расстояние от установки 56,15%». Доля факторов Х\ и Х2 в результатах эксперимента составляет 3,76% и 4,93% соответственно. Кроме того, наибольшая доля 10,91% из эффектов взаимодействия приходится на Х(Хз, а наименьшая пришлась на тройное взаимодействие 3,06%.
Результаты лабораторных исследований показали, что размер зоны обработки животного, который зависит от угла наклона верхних и нижних боковых распылителей значимо влияет на уровень концентрации уксусной кислоты в воздухе. Кроме того, большое значение оказывает и расстояние от установки до места взятия пробы. В исследованиях установлено влияние применения защитного кожуха на распространение вредного вещества в пространстве. Данные результаты позволяют продолжить исследования по изучению влияния выделенных факторов на безопасную работу оператора по обработки животных в производственных условиях.
В соответствии с разработанной нами методикой см. п. 3.6 был проведен ряд экспериментов и получены следующие данные.
Исследовались условия работы оператора с применением различных типов устройств для ветеринарно-санитарной обработки животных, а также производственные и экологические характеристики данных устройств. Результаты исследований условий труда операторов представлены в табл. 4.13.
Из данных таблицы 4.13 видно, что наибольшая концентрация тетра метрина оказалась при использовании штанги разборной распылительной 0,71 мг/м , хотя у данного устройства меньший расход и зона обработки, чем у экспериментальной и типовой установки. Это объясняется тем, что тип действия ШРР непрерывный, а у экспериментальной и типовой установок цикличный. В результате чего доля распыления рабочего раствора мимо поверхности животного (в окружающую среду) значительно больше, соответственно и объем аэрозоля, попадающего в воздух рабочей зоны больше.
Значительная концентрация вещества была отмечена и при исследованиях с огородным опрыскивателем в помещении. Уровень содержания тет-раметрина в 0,62 мг/м3 обусловлен микроклиматом помещения. Отсутствие движения воздуха, ограниченное пространство приводит к накоплению аэрозольного облака. К тому же, длительное время обработки животного (60 с) и расстояние от факела распыла раствора на длину штанги 2 м влияют на величину концентрации. Необходимо отметить не эргономичность донного способа при массовых обработках скота.
В результате исследований процесса обработки животных выяснилось, что наиболее оптимально расстояние для управления и надежного контроля за процессом обработки - это 5 метров от устройства. Меньшее расстояние приведет к увеличению уровня концентрации на рабочем месте оператора. Увеличивать расстояние нецелесообразно по причине снижения контроля за процессом, что может, в свою очередь, увеличить вероятность возникновения аварийной ситуации, привести к некачественной обработке животного.
Исследования уровня концентрации на расстоянии 0,5 м от установки связаны с тем, что оператор в процессе цикла должен впускать и выпускать животное из устройства, при этом он находится от установки на расстоянии 0,5 м. На данном расстоянии концентрация значительно выше в сравнении с расстоянием 5 м и составляет для типовой установки 0,67 мг/м .
На условия труда и безопасность работы операторов по обработке животных значительно влияют и технические характеристики применяемых устройств. Данные характеристики представлены в табл. 4.14.
Изменение величины концентрации вещества в воздухе рабочей зоны оператора прямо пропорционально расходу устройства времени его работы. Однако концентрация зависит и от ряда других факторов: количества потерь раствора, наличия защитного кожуха, организован ли сбор отработанного раствора.
Комплекс данных факторов и обуславливает уровень концентрации вредного вещества при работе с конкретной установкой.
Из таблицы 4.14 видно, что наиболее экономичной и эргономичной является экспериментальная установка, так как обладает большей пропускной способностью 50-55 гол/ч, за счет снижения времени на обработку 1 животного. При этом данное устройство расходует всего 2 л на взрослое животное (корову) при высоком качестве обработки. Имеет защитный кожух и сбор отработанной жидкости. В результате этого время обработки стада в 300 голов коров меньше на 30 мин, чем при обработке типовой установкой. При этом будет затрачено на 300 литров рабочего раствора меньше. Данные показатели являются результатом того, что в экспериментальной установке осуществлено техническое решение изменения угла наклона распылителей и направление факела распыла точно на животное, уменьшение зоны потерь препарата. Комплекс данных характеристик приводит к снижению времени пребывания оператора в опасной ситуации, а также к снижению концентрации в рабочей зоне оператора.
Штанга ШРР имеет минимальный расход на 1 голову рабочего раствора и высокую пропускную способность 180 гол/ч, но при этом неудовлетворительное качество обработки (шерстный покров полностью не смачивается) и большие потери раствора в промежутках между уходом из зоны обработки одного и входом в эту зону другого.
