Техническое приложение L
Необходимость в измерении производственного воздействия и в применении уровня реагирования
В некоторых из стандартов по охране труда при работе (с различными) вредными веществами уровень реагирования (action level) определён как половина ПДК (PEL), а значения PEL указаны в таблицах Z-1, Z-2 и Z-3 в стандарте 29 CFR 1910.1000. Уровень реагирования - это такая величина (загрязнённости воздуха), при превышении которой стандарты по охране труда требуют от работодателя проводить дополнительные мероприятия для обеспечения безопасности рабочих, например - начать проводить периодические измерения загрязнённости вдыхаемого воздуха (или - делать замеры чаще), проводить обучение и тренировки рабочих, проводить медицинские обследования (если вышеперечисленное уместно при воздействии конкретного вредного вещества). Эти дополнительные мероприятия должны проводиться, если измерения воздействия на рабочего в течение одного дня показали, что концентрация загрязнений превышает уровень реагирования.
В Законе об охране труда, в разделе 6(b)(7) указано, что в тех случаях, когда это является подходящим, стандарты по охране труда, стандарты по охране труда должны содержать требование (к работодателю) - определять (вредное) воздействие на рабочих в таких местах, с такими интервалами и таким способом, которые могут потребоваться для защиты рабочих. NIOSH и OSHA пришли к выводу, что нужно определить ("граничный") уровень воздействия, при превышении которого указанные выше мероприятия становятся необходимыми. Уровень реагирования - это та концентрация воздушных загрязнений, которая и является такой границей.
Настоящее приложение написано для того, чтобы объяснить, зачем нужен уровень реагирования, и какова взаимосвязь между ним и непостоянством концентрации воздушных загрязнений в производственных условиях.
Программы мониторинга воздействия на рабочих являются аналогами программ контроля качества, широко используемых в промышленности. Среднесменная концентрация воздушных загрязнений, воздействию которых подвергается рабочий, очень схожа с (качеством) выпускаемой продукцией, изготавливаемой на сборочной линии. И результат сборки продукции, и - по аналогии - среднесменная концентрация загрязнений, зависят от:
- случайных отличий, имеющихся между машинами и людьми, выполняющими одинаковую работу.
- постепенных изменений в направлении в сторону ухудшения (технологического) процесса, которые могут быть вызваны, например, износом инструмента.
- внезапного появления составных частей с дефектами, которые могут получаться из-за резких изменений производственного процесса.
Также имеется сходство в предназначении между программами мониторинга воздействия на рабочих и программами контроля качества (таблица L-1).
При разработке стандартов по охране труда в OSHA рассматривали каждый из факторов, указанных в таблице L-1. Из них с идеей (использования) уровня реагирования наиболее взаимосвязаны факторы 1 и 6 - то, что загрязнённость воздуха непостоянна, и то, что (необходимо) ограничить риск того, что рабочий будет подвергаться чрезмерному воздействию так, чтобы риск такого воздействия из-за невыявления дней с большим воздействием был маленьким.
Уровень реагирования был выбран с учётом того, что работодатель должен уменьшить воздействие так, чтобы среднесменное (8 часов) воздействие не превышало ПДК. То есть, работодатель должен определять воздействие на рабочих таким образом, чтобы с большой вероятностью реальное среднесменное воздействие было ниже ПДК. В стандартах указано, что работодатель должен стараться, чтобы рабочий подвергался чрезмерному воздействию не более 5% смен с вероятностью не ниже 95%.
Важно понимать, что концентрация вредных веществ, воздействию которых подвергается рабочий - это не постоянная величина. Используя статистическую терминологию, можно сказать, что значения этой концентрации изменяются в соответствии с законом логарифмически-нормального распределения. Во-первых, концентрация воздушных загрязнений непостоянна и изменяется в течение одного дня (проведения измерений) - 8-часовой смены.
Измерение вредного воздействия с помощью серии кратковременных замеров (длительностью менее 30 минут, обычно - длительностью несколько минут) в зоне дыхания отражает это непостоянство - у результатов таких измерений обычно относительно большая изменчивость. Но при проведении однократных замеров - полносменных - эта причина изменчивости устраняется. Такая стратегия проведения измерений обсуждалась в Leidel and Bush (L-1) и в главе 3.
Во-вторых, истинное среднесменное воздействие в разные дни различно, и его изменчивость также соответствует закону логарифмически-нормального распределения. Из-за этого непостоянства среднесменного воздействия в разные дни требуется (использование) уровня реагирования, основанного на измерениях воздействия в течение одного дня. Результат измерений в течение одного дня используется как основа при принятии решения - каково воздействие в те дни, когда измерения не проводились (больше или меньше ПДК), и требуется ли проводить измерения воздействия на этого конкретного рабочего в дальнейшем.
Таблица L-1. Сравнение программ контроля качества продукциии программ измерений воздействий на рабочего
Программа контроля качеств продукции
Программа измерения воздействий на рабочих
1. Выявляет изменчивость в качестве продукции, вызванную:
- Отличиями в машинах.
- Отличиями в рабочих.
- Отличиями в необработанном сырье или составных частях.
- Изменениями вышеперечисленных факторов с течением времени.
1. Выявляет изменчивость в среднесменных воздействиях в разные дни, вызванную:
- Отличием в характере выполнения работы у разных рабочих (одной специальности).
- Отличием в концентрации воздушных загрязнений в течение дня (хорошо выявляется при проведении серии кратковременных замеров).
- Отличием в среднесменных воздействиях в разные дни.
- Отличием из-за случайного непостоянства методов отбора проб и их анализа.
2. Выявлять продукцию низкого качества, или процессы, приводящие к выпуску некачественной продукции.
2. Выявлять, не превышает ли воздействие на какого-нибудь из рабочих по величине 1 ПДК.
3. Разрабатывать планы отбора образцов, которые обеспечивают максимальную степень защиты от ошибок при отборе образцов, и при этом сводят к минимуму количество проверок.
3. Разрабатывать программы измерения воздействия,которые требуют проведения минимального количества замеров, и обеспечивают максимальную степень защиты от ошибок при измерении воздействия.
4. Разрабатывают методы, которые позволяют быстро определить, что что-то идёт не так, когда происходит изменение технологического процесса - до того, как начался выпуск бракованной продукции
4. Разрабатывают планы измерения воздействия, которые показывают, что воздействие опасно или становится опасным - до того, как оно превысило ПДК
5. Периодический отбор образцов производимой продукции
5. Периодическое измерение среднесменного воздействия на рабочих
6. Снижают до небольшой величины вероятность того, что партия, содержащая бракованные изделия, успешно пройдёт контроль из-за неудачного отбора образцов для проверки - т.е. будет принята случайно
6. Снижает до небольшой величины вероятность того, что при измерении воздействия не во все дни, воздействие в то время, когда измерения не проводились, превысит ПДК.
7. Выявляет и пытается устранить те причины изменения технологического процесса, которые приводят к изготовлению бракованной продукции.
7. Обнаруживает и пытается устранить источники/причины чрезмерного воздействия на рабочих
Для описания изменчивости внешних условий используется геометрическое стандартное отклонение GSD. Если GSD равно 1.0, то это означает, что внешние условия абсолютно неизменны. GSD 2 и выше соответствуют относительно большой изменчивости. Результаты измерений концентраций аэрозолей и газов показывают, что в производственных условиях их концентрации очень редко изменчивы с GSD < 1.2.
Если результат измерения воздействия на рабочего в течение одного дня показал, что оно ниже ПДК, мы не можем сделать вывод о том, что и в другие дни оно меньше ПДК. Это потому, что среднее за день истинное воздействие является (всего лишь) одним из множества других таких же значений, которые - все вместе - соответствуют логарифмически-нормальному распределению.
Предполагается, что среднее значение (среднесменных) воздействий в течение достаточно большого интервала времени остаются стабильными, но результаты измерений в конкретный день могут оказаться той небольшой частью общего распределения, которая состоит из небольших значений, значительно меньших ПДК. Даже если результат однократного среднесменного измерения показал, что в день проведения замеров воздействие меньше ПДК, то (всё равно) существует риск, что в другие дни среднесменное воздействие превысит ПДК.
Статистическая модель показывает взаимосвязь между вероятностью (риском) того что, по крайней мере, определённая доля (%) истинных среднесменных воздействий превысит ПДК. В этой модели такая вероятность зависит от:
- Значения воздействия на рабочего, измеренного в течение одной смены - как доли от ПДК.
- Изменчивости значений истинных (среднесменных) воздействий в разные дни по отношению друг к другу (GSD).
- Точности метода отбора проб и их анализа, использовавшихся при проведении измерений.
На Фиг. L-1 графически показаны результаты использования этой модели. Для получения показанных графиков (мы) предположили, что коэффициент изменчивости методов отбора проб и их анализа (CVt) равен 0.10 (10%). Это соответствует точности метода измерений около 20% при доверительном уровне 95%. Однако графики помечены как кривые, относящиеся к "чистой" изменчивости (среднесменных воздействий) в разные дни. Очень важно понять, что случайные погрешности измерений, возникающие при отборе проб и их анализе (в один из дней), вносят небольшой вклад в вычисленный риск того, что заданная доля истинных среднесменных воздействий на рабочего превысит ПДК (в какой-то из многих дней). Такой вычисленный риск зависит исключительно от изменчивости (среднесменных) воздействий в разные дни (по отношению друг к другу).
Фиг. L-1. Графики риска чрезмерного воздействия на рабочего при ограничении среднесменного воздействия (8-часовая ПДК), и проведении одного замера воздействия
Таким образом, Фиг. L-1 показывает, что вероятность того, что по крайней мере 5% от неизмеренных истинных среднесменных воздействий на рабочего превышает ПДК, если измеренное в течение одного дня среднесменное воздействие меньше ПДК. Заявление о том, что рабочий не подвергается чрезмерному воздействию, и что дополнительные измерения воздействия больше не нужны, сделанное на основании результата однократного измерения воздействия, являются аналогом оценки качества всей продукции предприятия на основе испытания только одного экземпляра.
По этой причине требуется использование уровня реагирования как "переключателя" поведения работодателя - при воздействии, большем уровня реагирования (в условиях непостоянного среднесменного воздействия), он обязан проводить измерения в дальнейшем снова, чтобы обеспечить адекватную защиту рабочих. Если возд ействие на рабочих равно половине ПДК, то это показывает, что вероятность того, что воздействие на рабочих в другие дни (когда замеры не проводились) превысит ПДК, достаточно велика, и нужно будет проводить дополнительные измерения.
На Фиг. L-1 показано, что если у рабочего со изменчивостью среднесменных воздействий (в разные дни - по отношению друг к другу) GSD меньше ~1.22 (при коэффициенте изменчивости CVt методов отбора проб и их анализа 10%) вероятность того, что 5% истинных среднесменных воздействий превышает ПДК в дни, когда замеры не проводили, меньше 5%. Похоже, что очень редко изменчивость среднесменного воздействия (в разные дни) GSD < 1.22. Заметим, что если (специалист) измеряет среднесменное воздействие, и оно равно 1/2 от ПДК, (а GSD - больше), то вероятность того, что по крайней мере 5% от неизмеренных истинных среднесменных воздействий превышает ПДК, будет гораздо выше:
Изменчивость среднесменных концентраций в разные дни, GSD
Вероятность, %
1.3
17
1.5
47
2.0
72
3.0
83
Наконец, нужно заметить, что сделанные выше заключения относятся к стабильности распределения истинных среднесменных воздействий на рабочего - очень консервативны. Рассматривалась только случайная изменчивость. Мы не обсуждали непредсказуемые возможные тенденции возрастания, или внезапные увеличения среднесменных воздействий, вызванные изменениями в производственных условиях (например - закрыванием дверей и окон при наступлении холодов, ухудшением эффективности и поломками технических средств снижения загрязнённости воздуха /вентиляции/, или изменением технологического процесса, приводящим к возрастанию воздействия).
Ссылки
L-1. Leidel and KA Busch: Statistical Methods for the Determination of Non-compliance with Occupational Health Standards. NIOSH Technical Information, HEW Pub. No. 75-159, Cincinnati, Ohio.
L-2. Leidel NA, KA Busch and WE Crouse: Exposure Measurement Action Level and Occupational Environmental Variability. NIOSH Technical Information, HEW Pub. No. (NIOSH) 76-131, Cincinnati, Ohio 45226, December 1975.
Полезная информация:
Необходимость в измерении производственного воздействия и в применении уровня реагирования
В некоторых из стандартов по охране труда при работе (с различными) вредными веществами уровень реагирования (action level) определён как половина ПДК (PEL), а значения PEL указаны в таблицах Z-1, Z-2 и Z-3 в стандарте 29 CFR 1910.1000. Уровень реагирования - это такая величина (загрязнённости воздуха), при превышении которой стандарты по охране труда требуют от работодателя проводить дополнительные мероприятия для обеспечения безопасности рабочих, например - начать проводить периодические измерения загрязнённости вдыхаемого воздуха (или - делать замеры чаще), проводить обучение и тренировки рабочих, проводить медицинские обследования (если вышеперечисленное уместно при воздействии конкретного вредного вещества). Эти дополнительные мероприятия должны проводиться, если измерения воздействия на рабочего в течение одного дня показали, что концентрация загрязнений превышает уровень реагирования.
В Законе об охране труда, в разделе 6(b)(7) указано, что в тех случаях, когда это является подходящим, стандарты по охране труда, стандарты по охране труда должны содержать требование (к работодателю) - определять (вредное) воздействие на рабочих в таких местах, с такими интервалами и таким способом, которые могут потребоваться для защиты рабочих. NIOSH и OSHA пришли к выводу, что нужно определить ("граничный") уровень воздействия, при превышении которого указанные выше мероприятия становятся необходимыми. Уровень реагирования - это та концентрация воздушных загрязнений, которая и является такой границей.
Настоящее приложение написано для того, чтобы объяснить, зачем нужен уровень реагирования, и какова взаимосвязь между ним и непостоянством концентрации воздушных загрязнений в производственных условиях.
Программы мониторинга воздействия на рабочих являются аналогами программ контроля качества, широко используемых в промышленности. Среднесменная концентрация воздушных загрязнений, воздействию которых подвергается рабочий, очень схожа с (качеством) выпускаемой продукцией, изготавливаемой на сборочной линии. И результат сборки продукции, и - по аналогии - среднесменная концентрация загрязнений, зависят от:
- случайных отличий, имеющихся между машинами и людьми, выполняющими одинаковую работу.
- постепенных изменений в направлении в сторону ухудшения (технологического) процесса, которые могут быть вызваны, например, износом инструмента.
- внезапного появления составных частей с дефектами, которые могут получаться из-за резких изменений производственного процесса.
Также имеется сходство в предназначении между программами мониторинга воздействия на рабочих и программами контроля качества (таблица L-1).
При разработке стандартов по охране труда в OSHA рассматривали каждый из факторов, указанных в таблице L-1. Из них с идеей (использования) уровня реагирования наиболее взаимосвязаны факторы 1 и 6 - то, что загрязнённость воздуха непостоянна, и то, что (необходимо) ограничить риск того, что рабочий будет подвергаться чрезмерному воздействию так, чтобы риск такого воздействия из-за невыявления дней с большим воздействием был маленьким.
Уровень реагирования был выбран с учётом того, что работодатель должен уменьшить воздействие так, чтобы среднесменное (8 часов) воздействие не превышало ПДК. То есть, работодатель должен определять воздействие на рабочих таким образом, чтобы с большой вероятностью реальное среднесменное воздействие было ниже ПДК. В стандартах указано, что работодатель должен стараться, чтобы рабочий подвергался чрезмерному воздействию не более 5% смен с вероятностью не ниже 95%.
Важно понимать, что концентрация вредных веществ, воздействию которых подвергается рабочий - это не постоянная величина. Используя статистическую терминологию, можно сказать, что значения этой концентрации изменяются в соответствии с законом логарифмически-нормального распределения. Во-первых, концентрация воздушных загрязнений непостоянна и изменяется в течение одного дня (проведения измерений) - 8-часовой смены.
Измерение вредного воздействия с помощью серии кратковременных замеров (длительностью менее 30 минут, обычно - длительностью несколько минут) в зоне дыхания отражает это непостоянство - у результатов таких измерений обычно относительно большая изменчивость. Но при проведении однократных замеров - полносменных - эта причина изменчивости устраняется. Такая стратегия проведения измерений обсуждалась в Leidel and Bush (L-1) и в главе 3.
Во-вторых, истинное среднесменное воздействие в разные дни различно, и его изменчивость также соответствует закону логарифмически-нормального распределения. Из-за этого непостоянства среднесменного воздействия в разные дни требуется (использование) уровня реагирования, основанного на измерениях воздействия в течение одного дня. Результат измерений в течение одного дня используется как основа при принятии решения - каково воздействие в те дни, когда измерения не проводились (больше или меньше ПДК), и требуется ли проводить измерения воздействия на этого конкретного рабочего в дальнейшем.
Таблица L-1. Сравнение программ контроля качества продукциии программ измерений воздействий на рабочего
|
Программа контроля качеств продукции |
Программа измерения воздействий на рабочих |
|
1. Выявляет изменчивость в качестве продукции, вызванную: - Отличиями в машинах. - Отличиями в рабочих. - Отличиями в необработанном сырье или составных частях. - Изменениями вышеперечисленных факторов с течением времени. |
1. Выявляет изменчивость в среднесменных воздействиях в разные дни, вызванную: - Отличием в характере выполнения работы у разных рабочих (одной специальности). - Отличием в концентрации воздушных загрязнений в течение дня (хорошо выявляется при проведении серии кратковременных замеров). - Отличием в среднесменных воздействиях в разные дни. - Отличием из-за случайного непостоянства методов отбора проб и их анализа. |
|
2. Выявлять продукцию низкого качества, или процессы, приводящие к выпуску некачественной продукции. |
2. Выявлять, не превышает ли воздействие на какого-нибудь из рабочих по величине 1 ПДК. |
|
3. Разрабатывать планы отбора образцов, которые обеспечивают максимальную степень защиты от ошибок при отборе образцов, и при этом сводят к минимуму количество проверок. |
3. Разрабатывать программы измерения воздействия,которые требуют проведения минимального количества замеров, и обеспечивают максимальную степень защиты от ошибок при измерении воздействия. |
|
4. Разрабатывают методы, которые позволяют быстро определить, что что-то идёт не так, когда происходит изменение технологического процесса - до того, как начался выпуск бракованной продукции |
4. Разрабатывают планы измерения воздействия, которые показывают, что воздействие опасно или становится опасным - до того, как оно превысило ПДК |
|
5. Периодический отбор образцов производимой продукции |
5. Периодическое измерение среднесменного воздействия на рабочих |
|
6. Снижают до небольшой величины вероятность того, что партия, содержащая бракованные изделия, успешно пройдёт контроль из-за неудачного отбора образцов для проверки - т.е. будет принята случайно |
6. Снижает до небольшой величины вероятность того, что при измерении воздействия не во все дни, воздействие в то время, когда измерения не проводились, превысит ПДК. |
|
7. Выявляет и пытается устранить те причины изменения технологического процесса, которые приводят к изготовлению бракованной продукции. |
7. Обнаруживает и пытается устранить источники/причины чрезмерного воздействия на рабочих |
Для описания изменчивости внешних условий используется геометрическое стандартное отклонение GSD. Если GSD равно 1.0, то это означает, что внешние условия абсолютно неизменны. GSD 2 и выше соответствуют относительно большой изменчивости. Результаты измерений концентраций аэрозолей и газов показывают, что в производственных условиях их концентрации очень редко изменчивы с GSD < 1.2.
Если результат измерения воздействия на рабочего в течение одного дня показал, что оно ниже ПДК, мы не можем сделать вывод о том, что и в другие дни оно меньше ПДК. Это потому, что среднее за день истинное воздействие является (всего лишь) одним из множества других таких же значений, которые - все вместе - соответствуют логарифмически-нормальному распределению.
Предполагается, что среднее значение (среднесменных) воздействий в течение достаточно большого интервала времени остаются стабильными, но результаты измерений в конкретный день могут оказаться той небольшой частью общего распределения, которая состоит из небольших значений, значительно меньших ПДК. Даже если результат однократного среднесменного измерения показал, что в день проведения замеров воздействие меньше ПДК, то (всё равно) существует риск, что в другие дни среднесменное воздействие превысит ПДК.
Статистическая модель показывает взаимосвязь между вероятностью (риском) того что, по крайней мере, определённая доля (%) истинных среднесменных воздействий превысит ПДК. В этой модели такая вероятность зависит от:
- Значения воздействия на рабочего, измеренного в течение одной смены - как доли от ПДК.
- Изменчивости значений истинных (среднесменных) воздействий в разные дни по отношению друг к другу (GSD).
- Точности метода отбора проб и их анализа, использовавшихся при проведении измерений.
На Фиг. L-1 графически показаны результаты использования этой модели. Для получения показанных графиков (мы) предположили, что коэффициент изменчивости методов отбора проб и их анализа (CVt) равен 0.10 (10%). Это соответствует точности метода измерений около 20% при доверительном уровне 95%. Однако графики помечены как кривые, относящиеся к "чистой" изменчивости (среднесменных воздействий) в разные дни. Очень важно понять, что случайные погрешности измерений, возникающие при отборе проб и их анализе (в один из дней), вносят небольшой вклад в вычисленный риск того, что заданная доля истинных среднесменных воздействий на рабочего превысит ПДК (в какой-то из многих дней). Такой вычисленный риск зависит исключительно от изменчивости (среднесменных) воздействий в разные дни (по отношению друг к другу).
Фиг. L-1. Графики риска чрезмерного воздействия на рабочего при ограничении среднесменного воздействия (8-часовая ПДК), и проведении одного замера воздействия
Таким образом, Фиг. L-1 показывает, что вероятность того, что по крайней мере 5% от неизмеренных истинных среднесменных воздействий на рабочего превышает ПДК, если измеренное в течение одного дня среднесменное воздействие меньше ПДК. Заявление о том, что рабочий не подвергается чрезмерному воздействию, и что дополнительные измерения воздействия больше не нужны, сделанное на основании результата однократного измерения воздействия, являются аналогом оценки качества всей продукции предприятия на основе испытания только одного экземпляра.
По этой причине требуется использование уровня реагирования как "переключателя" поведения работодателя - при воздействии, большем уровня реагирования (в условиях непостоянного среднесменного воздействия), он обязан проводить измерения в дальнейшем снова, чтобы обеспечить адекватную защиту рабочих. Если возд ействие на рабочих равно половине ПДК, то это показывает, что вероятность того, что воздействие на рабочих в другие дни (когда замеры не проводились) превысит ПДК, достаточно велика, и нужно будет проводить дополнительные измерения.
На Фиг. L-1 показано, что если у рабочего со изменчивостью среднесменных воздействий (в разные дни - по отношению друг к другу) GSD меньше ~1.22 (при коэффициенте изменчивости CVt методов отбора проб и их анализа 10%) вероятность того, что 5% истинных среднесменных воздействий превышает ПДК в дни, когда замеры не проводили, меньше 5%. Похоже, что очень редко изменчивость среднесменного воздействия (в разные дни) GSD < 1.22. Заметим, что если (специалист) измеряет среднесменное воздействие, и оно равно 1/2 от ПДК, (а GSD - больше), то вероятность того, что по крайней мере 5% от неизмеренных истинных среднесменных воздействий превышает ПДК, будет гораздо выше:
|
Изменчивость среднесменных концентраций в разные дни, GSD |
Вероятность, % |
|
1.3 |
17 |
|
1.5 |
47 |
|
2.0 |
72 |
|
3.0 |
83 |
Наконец, нужно заметить, что сделанные выше заключения относятся к стабильности распределения истинных среднесменных воздействий на рабочего - очень консервативны. Рассматривалась только случайная изменчивость. Мы не обсуждали непредсказуемые возможные тенденции возрастания, или внезапные увеличения среднесменных воздействий, вызванные изменениями в производственных условиях (например - закрыванием дверей и окон при наступлении холодов, ухудшением эффективности и поломками технических средств снижения загрязнённости воздуха /вентиляции/, или изменением технологического процесса, приводящим к возрастанию воздействия).
Ссылки
L-1. Leidel and KA Busch: Statistical Methods for the Determination of Non-compliance with Occupational Health Standards. NIOSH Technical Information, HEW Pub. No. 75-159, Cincinnati, Ohio.
L-2. Leidel NA, KA Busch and WE Crouse: Exposure Measurement Action Level and Occupational Environmental Variability. NIOSH Technical Information, HEW Pub. No. (NIOSH) 76-131, Cincinnati, Ohio 45226, December 1975.
Полезная информация: