Виброакустические факторы- вибрация, шум, ультразвук, инфразвук
Вибрация (лат. Vibratio - колебание, дрожание) - механические колебания. Вибрация - колебание твердых тел.
О вибрации также говорят в более узком смысле, подразумевая механические колебания, оказывающее ощутимое влияние на человека. В этом случае подразумевается частотный диапазон 1,6-1000 Гц. Понятие вибрация тесно связано с понятиями шум, инфразвук, звук.
По способу передачи различают следующие виды вибрации:
Общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;
Локальную вибрацию, передающуюся через руки или ноги человека, а также через предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями.
В зависимости от источника возникновения различают следующие виды вибраций:
Локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного механизированного (с двигателями) инструмента;
Локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного немеханизированного инструмента;
Общая вибрация 1 категории - транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах транспортных средств, движущихся по местности, дорогам и пр." Пример: тракторы, грузовые автомобили, скутеры, мотоциклы, мопеды;
Общая вибрация 2 категории - транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений и т. п. Пример: краны, напольный производственный транспорт;
Общая вибрация 3 категории - технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющих источников вибрации. Пример: станки, литейные машины.
Общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников. Пример: вибрация от проходящего трамвая.
Общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников. Пример: лифты, холодильники.
Вибрации в технике, конструкциях и природе:
Работающие электродвигатели, особенно плохо сбалансированные.
Дрожание нагревательных обмоток муфельных печей.
Дрожание водопровода и систем отопления при наличии «воздушных пробок».
Вибрации металлоконструкций.
Вибрации железобетонных конструкций вследствие теплового нагрева.
Низкочастотные вибрации музыкальных установок.
Инфразвуковые боевые генераторы.
Вибрации ракетных двигателей при работе.
Природные вибрации - землетрясения, атмосферные разряды.
Производственными источниками локальной вибрации являются ручные механизированные машины ударного, ударно-вращательного и вращательного действия с пневматическим или электрическим приводом. Инструменты ударного действия основаны на принципе вибрации. К ним относятся клепальные, рубильные, отбойные молотки, пневмотрамбовки
Допустимый уровень вибрации
Нормирование технологической вибрации как общей, так и локальной производится в зависимости от ее направления в каждой октавной полосе(1,6 - 1000 Гц) со среднеквадратическими виброскоростями (1,4 - 0,28)10−2м/сек, и логарифмическими уравнениями виброскорости (115-109 Дб), а также виброускорением (85 - 0,1 м/сек²). Нормирование общей технологической вибрации производится также в 1/3 октавных полосах частот (1,6 - 80 Гц).
Измерение вибрации
Для измерения вибрации и дополнительной оценки уровня шума применяются специализированные виброметры и универсальные шумовиброметры.
Воздействие на организм
Действие вибраций на человека различно. Оно зависит от того, вовлечён ли в неё весь организм или часть, от частоты, силы и продолжительности и пр.
Воздействие вибрации может ограничиться ощущением сотрясения (паллестезия) или привести к изменениям в нервной, сердечно-сосудистой, опорно-двигательнойсистемах.
Но вибрация в небольшой степени и в небольших количествах оказывает положительное влияние на человека.
Шум - беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной испектральной структуры. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).
Классификация шумов
Шум - совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.
По спектру
Шумы подразделяются на стационарные и нестационарные.
По характеру спектра шумы подразделяют на:
Тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 10 дБ
По частоте (Гц)
По частотной характеристике шумы подразделяются на:
Низкочастотный (<400 Гц)
Среднечастотный (400-1000 Гц)
Высокочастотный (>1000 Гц)
По природе возникновения
Механический
Аэродинамический
Гидравлический
Электромагнитный
Воздействие шума На человека
Шум звукового диапазона замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы, это приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении различных видов работ. Шум угнетает центральную нервную систему (ЦНС), вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни.
При воздействии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при ещё более высоких (более 160 дБ) - и смерть.
Шум, производимый ветроэлектростанциями, также воздействует на среду обитания человека и природы.
Инфразву́к (от лат. infra - ниже, под) - звуковые волны, имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. Поскольку обычно человеческое ухо способно слышать звуки в диапазоне частот 16 − 20 000 Гц, то за верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0,001 Гц. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей герц, то есть с периодами в десяток секунд.
Природа возникновения инфразвуковых колебаний такая же, как и у слышимого звука, поэтому инфразвук подчиняется тем же закономерностям, и для его описания используется такой же математический аппарат, как и для обычного слышимого звука (кроме понятий, связанных с уровнем звука). Инфразвук слабо поглощается средой, поэтому может распространяться на значительные расстояния от источника. Из-за очень большой длины волны ярко выражена дифракция.
Физиологическое действие инфразвука
Органы человека, как и любое физическое тело, имеют собственную резонансную частоту. Под воздействием звука с этой частотой они могут испытывать внутреннее изменение структуры, вплоть до потери собственной работоспособности. Предполагается, что на этом принципе может быть создано инфразвуковое оружие. Также при совпадении воздействующего звука с ритмами мозга, такими как альфа-ритм, бета-ритм, гамма-ритм, дельта-ритм, тета-ритм, каппа-ритм, мю-ритм, сигма-ритм и др., может возникнуть нарушение активности церебральных механизмов мозга.
Ультразву́к - упругие колебания в среде с частотой за пределом слышимости человека. Обычно под ультразвуком понимают частоты выше 20 000 Герц.
Влияние на организм:
При воздействии ультразвука на организм человека отмечается, прежде всего, термическое действие вследствие превращения энергии ультразвука в тепло. Ультразвук вызывает микромассаж тканей (сжатие и растяжение), что способствует кровообращению и, следовательно, улучшению функции ткани. Ультразвук стимулирует обменные процессы и оказывает также нервнорефлекторное действие.
Под влиянием ультразвука изменения отмечаются не только в органах, подвергшихся воздействию, но и в других частях организма. При длительном и интенсивном воздействии ультразвук может вызвать разрушение клеток тканей.
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-1.jpg" alt="> Виброакустические факторы и защита от них К этим факторам относятся: - производственный"> Виброакустические факторы и защита от них К этим факторам относятся: - производственный шум; - вибрация
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-2.jpg" alt="> Производственный шум Шум – любой, нежелательный для человека звук. Частотный диапазон"> Производственный шум Шум – любой, нежелательный для человека звук. Частотный диапазон слышимых человеком звуков – от 16 до 20000 Гц. Звук с частотой ниже 16 Гц называют инфразвуком, выше 20000 Гц – ультразвуком (до 109 Гц), в диапазоне 109 – 1013 Гц – гиперзвуком. Воздействия шума на человека можно условно подразделить на: специфические (слуховые) – воздействие на слуховой анализатор, которое выражается в слуховом утомлении, кратковременной или постоянной потере слуха, ухудшении четкости речи и восприятия акустических сигналов; системные (внеслуховые) – воздействие на отдельные системы и организм в целом (на заболеваемость, сон, психику). Под влиянием шума у людей изменяются показатели переработки информации, снижается темп и ухудшается качество выполняемой работы. Одной из специфических особенностей шума является его маскировочный эффект – воздействие на восприятие звуковой и в особенности речевой информации.
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-3.jpg" alt="> Классификация шумов В зависимости от характера спектра шумы бывают тональными, в спектре"> Классификация шумов В зависимости от характера спектра шумы бывают тональными, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона, и широкополосными - с непрерывным спектром шириной более одной октавы. По временным характеристикам шумы подразделяют на постоянные, уровень звука которых за 8 - часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 д. БА, и непостоянные, для которых это изменение более 5 д. БА. В свою очередь непостоянные шумы делят: на колеблющийся во времени – шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени; прерывистый – шум, уровень звука которого изменяется ступенчато (на 5 д. БА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более; импульсный – шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с.
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-4.jpg" alt="> Нормирование шума Нормативные документы: ГОСТ 12. 1. 003 -83* ССБТ."> Нормирование шума Нормативные документы: ГОСТ 12. 1. 003 -83* ССБТ. Шум. Общие требования безопасности; Санитарные нормы СН 2. 2. 4/2. 1. 8. 562 -96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. При нормировании шума используют три метода: нормирование по предельному спектру шума (нормируются уровни звукового давления в девяти октавных полосах); нормирование уровня звука в д. БА (измерение общего уровня шума по шкале А шумомера, д. БА); нормирование по дозе шума (Dдоп = РА доп 2 ·Тр. д.).
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-5.jpg" alt="> Ультразвуком называются механические колебания упругой среды с частотой, превышающей"> Ультразвуком называются механические колебания упругой среды с частотой, превышающей верхний предел слышимости, – 20 к. Гц. Ультразвук обладает главным образом локальным действием на организм, поскольку передается при непосредственном контакте с ультразвуковым источником. Длительное систематическое воздействие ультразвука вызывает изменения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Меры предупреждения неблагоприятного действия ультразвука: создание автоматизированного ультразвукового оборудования с дистанционным управлением; использование по возможности маломощного оборудования; размещение оборудования в звукоизолированных помещениях; оборудование звукоизолирующих устройств: кожухов, экранов из листовой стали или дюралюминия, покрытых резиной, противошумной мастикой и другими материалами; при проектировании ультразвуковых установок целесообразно использовать рабочие частоты, наиболее удаленные от слышимого диапазона, – не ниже 22 к. Гц.
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-6.jpg" alt="> Инфразвук Обычно верхней границей инфразвуковой области считают 16 -25"> Инфразвук Обычно верхней границей инфразвуковой области считают 16 -25 Гц. Нижняя граница инфразвука не определена. Наибольшую интенсивность инфразвуковых колебаний создают машины и механизмы, совершающие низкочастотные механические колебания или турбулентные потоки газов и жидкостей. Он может вызывать у людей неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения в центральной нервной, сердечно- сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе. Имеются данные о том, что инфразвук вызывает снижение слуха преимущественно на низких и средних частотах. Наиболее эффективным и практически единственным средством борьбы с инфразвуком является снижение его в источнике (малогабаритные машины большой жесткости, изменение режима работы технологического оборудования, ограничение скоростей движения транспорта, снижение скоростей истечения жидкостей). На путях распространения эффект оказывают глушители интерференционного типа. К мерам профилактики организационного плана следует отнести соблюдение режима труда и отдыха, запрещение сверхурочных работ.
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-7.jpg" alt="> Вибрация - механическое колебательное движение системы с упругими связями. Источники"> Вибрация - механическое колебательное движение системы с упругими связями. Источники вибраций: различное производственное оборудование. Причина появления вибрации: неуравновешенное силовое воздействие. Вибрацию по способу передачи на человека (в зависимости от характера контакта с источниками вибрации условно подразделяют на местную (локальную), передающуюся на руки работающего, и общую, передающуюся через опорные поверхности на тело человека. Общая вибрация в практике гигиенического нормирования обозначается как вибрация рабочих мест. В производственных условиях нередко имеет место комбинированное действие местной и общей вибрации.
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-8.jpg" alt="> Категории вибрации категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на оператора на"> Категории вибрации категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах транспортных средств при их движении; при этом оператор может активно, в известных пределах, регулировать воздействия вибрации; категория 2 – транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека-оператора на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений; при этом оператор может лишь иногда регулировать воздействие вибрации; категория 3 – технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы: 3 а – на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий; 3 б – на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию; 3 в – на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда.
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-9.jpg" alt="> Нормирование вибрации При гигиеническом нормировании вибрации руководствуются следующими нормативными документами: "> Нормирование вибрации При гигиеническом нормировании вибрации руководствуются следующими нормативными документами: ГОСТ 12. 1. 012 -90 ССБТ. Вибрационная безопасность; СН 2. 2. 4/2. 1. 8. 566 -96. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. Санитарные нормы. Показатели вибрационной нагрузки на оператора формируются из следующих параметров: для санитарного нормирования и контроля используются средние квадратические значения виброускорения а, а также его арифмические уровни в децибелах; при оценке вибрационной нагрузки на оператора предпочтительным параметром является виброускорение. Нормируемый диапазон частот устанавливается: для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами 1; 2; 4; 8; 16; 31, 5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц; для общей вибрации – октавных и 1/3 октавных полос со среднегеометрическими частотами 0, 8; 1, 0; 1, 25; 1, 6; 2, 0; 2, 5; 3, 15; 4, 0; 5, 0; 6, 3; 8, 0; 10, 0; 12, 5; 16; 20; 25; 31, 5; 40; 50; 63; 80 Гц.
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-10.jpg" alt="> Методы обеспечения вибрационной безопасности труда Снижение вибрации в источнике ее возникновения, обеспечиваемое"> Методы обеспечения вибрационной безопасности труда Снижение вибрации в источнике ее возникновения, обеспечиваемое системой технических, технологических и организационных решений и мероприятий по созданию машин и оборудования с низкой вибрационной активностью. Конструктивные методы, которые обеспечиваются системой проектных и технологических решений производственных процессов и элементов производственной среды, снижающих вибрационную нагрузку на оператора (виброгашение, вибродемпфирование – подбор определенных видов материалов с большим внутренним трением, виброизоляция). Организационные меры. Организация режима труда и отдыха, система организации труда и профилактических мероприятий на предприятиях, ослабляющих неблагоприятное воздействие вибрации на человека-оператора.
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-11.jpg" alt="> Методы борьбы с шумом и вибрацией Снижение шума и"> Методы борьбы с шумом и вибрацией Снижение шума и вибрации в источнике достигается: заменой возвратно- поступательного движения в узлах работающих механизмов равномерным вращательным, тщательной балансировкой вращающихся механизмов, выбором малошумных материалов с большим внутренним трением и др. Звукопоглощение и звукоизоляция. Воздушные шумы ослабляются установкой на машинах специальных кожухов или размещением генерирующего шум оборудования в помещениях с массивными стенами без щелей и отверстий. В производственных условиях широко применяются средства звукопоглощения. Для помещений малого объема (400… 500 м 3) рекомендуется общая облицовка стен и перекрытий. В помещениях большого объема эффективны звукопоглощающие барьеры и объемные поглотители, подвешиваемые над шумными агрегатами. Демпфирование, при котором вибрирующая поверхность покрывается материалом с большим внутренним трением (резина, пробка, битум, войлок и др.). Поглощение аэродинамических шумов с помощью активных и реактивных глушителей. Рациональная планировка зданий. Средства индивидуальной защиты – антифоны, выполненные в виде наушников или вкладышей. Защита временем.
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-12.jpg" alt="> Задача В расчетную точку поступает шум от трех"> Задача В расчетную точку поступает шум от трех источников с уровнями 60, 62 и 63, 2 д. Б А. Соответствует ли суммарный уровень шума нормативному значению 65 д. БА? (Воспользоваться таблицей) Значение поправки AL при сложении уровней шума L 1 - L 2, д. Б 0 12 3 4 5 6 7 8 10 ΔL, д. Б 3 2, 5 2, 2 1, 8 1, 5 1, 2 1 0, 8 0, 6 0, 4
Src="https://present5.com/presentation/3/16751592_159742923.pdf-img/16751592_159742923.pdf-13.jpg" alt="> Решение задачи Суммарный уровень шума от двух различных по своему уровню"> Решение задачи Суммарный уровень шума от двух различных по своему уровню источников L = Lmax + L, где Lmax – максимальный уровень звукового давления одного из двух источников; L – поправка, зависящая от разности между максимальным и минимальным уровнем звукового давления Решение L 3 -1 = Lmax + L = 63, 2+ 1, 5 = 64, 7. L (3 -1)-2 = Lmax + L = 64, 7+1, 8 = 66, 5. Ответ: не соответствует.
Вибрация. Вибрация, шум, ультразвук и инфразвук по физической природе - механические колебания твердых тел, зов и жидкостей. Внедрение новых технологических приемов и раций, механизация производственных процессов, мощности и скоростей перемещения и вращения оборудования его элементов, транспорта сопровождаются более интенсивным возникновением механических колебаний, а значит, растет количество лиц, подвергающихся воздействию данного фактора.
В нормативных документах разных стран в качестве физического критерия приняты ускорение и колебательная частота.
В нашей стране скорость вибрации принята в качестве физического критерия при гигиеническом нормировании вибрации.
В настоящее время изучены распространение вибрации в зависимости от точки приложения колебаний (сидя, стоя) и возникающие при этом механические эффекты. Определены резонансные частоты между отдельными системами организма.
Пороги восприятия вибрации. Согласно современным представлениям вибрация воспринимается многочисленными механорецепторами, заложенными в коже, мышцах человека.
Пороги вибрационной чувствительности повышаются при охлаждении, ишемии и динамической нагрузке; повышается по рог чувствительности и с возрастом. С увеличением стажа работы увеличиваются как абсолютные величины порогов вибрационной чувствительности, так и число лиц с нарушениями виброощущения. Постоянные сдвиги порогов вибрационной чувствительности. У работников со стажем работы 10 лет численно приблизительно равны временным сдвигам порогов практически здоровых лиц стажем до года при определении к концу рабочего дня.
Вибрация в зависимости от ее параметров может оказывать положительное, так и отрицательное влияние на отдельные и организм в целом. С физиотерапевтической целью вибрацию пользуют для улучшения питания кровообращения в тканях лечении некоторых заболеваний.
Вибрация в зависимости от ее параметров может оказывать положительное, так и отрицательное влияние на отдельные ткани и организм в целом.
Сопутствующие факторы, усугубляющие вредное воздействия вибрации на организм: чрезмерные мышечные нагрузки (осе усилия достигают до 400 Н), шум высокой интенсивности (сочетание действия вибрации и шума способствует более ранним поражениям как органа слуха, так и других систем организма), охлаждающие метеорологические условия.
Длительное влияние вибрации, особенно в сочетании с комплексом других вредных производственных факторов, приводит вначале к функциональным, а потом и выраженным патологическим нарушениям в организме работников.
Влияние вибрации на организм человека. Вибрационная болезнь - это одно из наиболее часто встречающихся профессиональных заболеваний. Оно может быть вызвано локальной обшей производственной вибрацией, и характеризуется поражением нервной и сердечно-сосудистой систем и опорно-двигательного аппарата. Вибрационная болезнь от локальной вибрации возникает у тех работников, кто удерживает конечностями ручной механизированный инструмент или обрабатываемую деталь. Действие вибрации усугубляется физическими нагрузками и охлаждающим микроклиматом. В начале заболевания больные жалуются на онемение, чувство покалывания, ноющие боли в кистях, особенно по ночам. Во время работы эти неприятные ощущения проходят. Могут наблюдаться приступы побеления пальцев рук на холоде, особенно при повышенной влажности воздуха. Кисти, даже в теплом помещении, остаются холодными, влажными, по внешнему виду "Мраморными" или синюшными. При продолжении работы с вибрацией приступы побеления пальцев учащаются, боли и онемения становятся постоянными. Снижается чувствительность на кистях к болевым и вибрационным раздражителям. Кожа рук становится грубой, утолщенной, деформируются ногти. Кисти и пальцы отекают. Появляются утомляемость, затем слабость в мышцах рук. Беспокоят боли в суставах рук, а при рентгенологическом исследовании в них выявляются изменения. При более выраженной степени вибрационной болезни нарушаются движения в руках, поражается центральная нервная система, развиваются спазмы как периферических, так и мозговых сосудов.
Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации может развиваться у работников на большегрузных автомобилях, тракторах, бульдозерах и других транспортных средствах, при работах на оборудовании, использующем вибрацию (при формовке изделий, дозировании, рассеве сырья и пр.). Общая вибрация в большей степени влияет на центральную нервную систему. Больных беспокоят головные боли, головокружения, утомляемость, раздражительность, шаткость при ходьбе, может быть повышение кровяного артериального давления. Позже развивается полиневропатия ног, а затем и рук. Проявляется заболевание онемением, зябкостью, "мурашками", болями в конечностях. Полиневропатия может сочетаться с развитием пояснично-крестцового радикулита, неврастении. В поздней стадии возможно поражение головного мозга (энцефалопатия). На производстве встречается комбинированное воздействие локальной и общей вибрации (например, у водителей транспортных средств). Женский организм более, чем мужской, чувствителен к воздействию вибрации и реагирует на нее увеличением заболеваний половой сферы.
В начальной стадии болезни рекомендуется перевод на работу, не связанную с воздействием вибрации временно на срок 1,5-2 месс одновременным лечением. При выраженной вибрационной болезни больные нуждаются в постоянном трудоустройстве на работу, не связанную с воздействием вибрации, с тяжелой физической нагрузкой и неблагоприятными метеорологическими условиями. В далеко запущенных случаях заболевания больные не трудоспособны.
Кроме того, возможно влияние вибрации на зрительный анализатор. Отмечаются нарушение цветного ощущения, изменение границ поля зрения. Снижается острота зрения при наблюдении за фиксированным объектом и за колеблющейся целью, а также способность чтения показаний приборов. В основе понижения остроты зрения лежит изменение колебательных движений глазного яблока, что ведет, в свою очередь, к нарушению точной фиксации объекта различения и смещению изображения на сетчатке. Максимум ухудшения остроты зрения на частотах 20-40 и 60-90 Гц объясняется увеличением амплитуды колебания яблока вследствие возникновения резонансных колебаний.
Под воздействием вибрации возрастает потребление кислорода, которое коррелирует со степенью гипервентиляции и свидетельствует об увеличении энергетических затрат под ее влиянием, что объясняется возрастанием в организме окислительных процессов и увеличением мышечной работы, необходимой для поддержания равновесия и позы тела.
Наблюдаются изменения электрокардиограммы, частоты пульса и артериального давления, периферического и мозгового кровообращения.
Гигиеническое нормирование и профилактика. Основной путь борьбы с вредным влиянием вибрации на организм человека следует искать в конструировании нового, более совершенного оборудования с дистанционным управлением, а также в использовании виброизоляции машин с динамическими нагрузками и рабочих мест.
Гигиеническая оценка вибрации должна проводиться на стадии экспертизы нормативно-технической документации на новые технологические процессы, оборудование (в том числе закупаемое за рубежом), модернизированные ручные машины и опытные образцы. По результатам обследования дается экспертное заключение о необходимости проведения мероприятий по снижению неблагоприятного влияния вибрации.
В тех случаях, когда технические способы не обеспечивают достижения требований действующих нормативов, правильная организация режима труда, ограничение длительности воздействия вибрации, а также применение средств индивидуальной защиты способствуют ограничению ее вредного воздействия так же, как и регламентированные перерывы, и проведение комплекса процедур, предупреждающих вибрационную болезнь (водные процедуры, массаж, гимнастика).
В соответствии с СанПиИ 2.2.2.540-96 "Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ" запрещается применение ручных инструментов, генерирующих уровни вибрации, более чем на 12 дБ превышающих ПДУ. Этим же документом предусмотрена защита временем работников в условиях применения ПДУ с обязательным применением СИЗ (см. ниже).
В виде нежелательных факторов звук является постоянным побочным эффектом работы механизмов и деятельности человека, воздействующим на рецепторы органа слуха. Ухо - это не только устройство для регистрации звука, оно неразрывно связано со структурами центральной нервной системы, играет ключевую роль в последующей передаче речи, а в целом - в понимании и осмыслении окружающего мира.
В настоящее время практически нет ни одной отрасли народно го хозяйства или среды обитания человека, где шум не был бы в числе ведущих вредных факторов. Литейные и металлообрабатывающие производства, лесозаготовительные и строительные работы, добыча полезных ископаемых, текстильная и деревообрабатывающая промышленность - далеко не полный перечень производства, где шум превышает допустимые уровни. Уличный шум стал, к сожалению, обыденным явлением в городах, не говоря уже о среде искусства (рис. 5.3).
Источниками шума могут быть колебания, возникающие при соударении, трении, скольжении твердых тел, истечении жидкостей и газов. Источниками колебаний являются работающие станки, ручные механизированные инструменты (электрические и пневматические пилы, отбойные, рубильные молотки, перфораторы), электрические машины (генераторы, электродвигатели, турбины), компрессоры, кузнечно-прессовое оборудование, подъемно-транспортное, вспомогательное оборудование (вентиляционные установки, кондиционеры), лифты, транспортные средства (автомашины, поезда, самолеты), музыкальные инструменты и пр. (рис. 5.4). Интенсивный шум в результате развития утомления у работников приводит к снижению производительности труда от 2,5 до 16%.
По физической сущности шум- это механические колебания частиц упругой среды. Физическое понятие о звуке охватывает как слышимые, так и неслышимые колебания упругих сред. Акустические колебания, лежащие в зоне от 16 Гц до 20 кГц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом, называются звуковыми, т.е. шумом, с частотой ниже 16 Гц- инфразвуком, а выше 20 кГц ультразвуком.
Звуковым волнам присущи определенные закономерности распространения во времени и пространстве. При распространении звуков любых частот имеют место обычные для всех типов волн явления отражения, преломления, дифракции и интерференции. В помещении фронт волны накапливается на его границах. При этом часть энергии передается через преграду (преломление), часть отражается обратно в помещение. Передаваемая энергия вызывает образование звукового поля с другой стороны преграды.
Источник звука внутри помещения образует звуковое поле, обусловленное его непосредственным звучанием и звуками, многократно отраженными от поверхностей ограждений. Звук в помещении не исчезает мгновенно с отключением источника, а продолжает отражаться от поверхностей, постепенно поглощаясь.
В производственных помещениях время реверберации должно быть предельно маленьким.
Если на пути распространения звуковая волна встречает препятствие, она может огибать его.
Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки широком диапазоне частот и интенсивностей.
Главным заболеванием, которое развивается у лиц, подвергшихся неблагоприятному влиянию шума, следует считать невральную (нейросенсорную)тугоухость. Распространенность соневральной тугоухости достаточно высока. По данным ВОЗ заболевание профессионального характера по частоте стоит первом месте и встречается у 10-20% работников. В нашей ее удельный вес среди всех профессиональных заболеваний официальным данным составляет 12-15% и постепенно увеличивается.
Воздействие звука высокой интенсивности вызывает притупление слуха. Порог слышимости - минимальный уровень звука, который еще различим. Обычно различают три вида притупления слуха в результате воздействия сильного шума:
Кроме патологических изменений можно выделить следующие проявления неблагоприятного воздействия шума на организм - снижение разборчивости речи, неприятные ощущения, развитие утомления. Снижение разборчивости (внятности) речи, профессионально значимое при многих видах деятельности, обусловлено эффектами звуковой маскировки голоса производственным шумом и тесно связано со спектральными характеристиками шума. Приобретает особую значимость то, что шум, являясь информационной помехой для высшей нервной деятельности в целом, оказывает неблагоприятное влияние на протекание нервных процессов и способствует развитию утомления, так как шум увеличивает напряжение физиологических функций в процессе труда.
В развитии профессиональной сенсоневральной тугоухости выделяют три стадии: а) слуховую адаптацию - к концу смены слуховой порог возрастает на 10-15дБ, но через 3-5 приходит к норме; б) слуховое утомление - к концу рабочей зоны слуховой порог возрастает на 15 дБ, а время функции анализатора затягивается до 1 ч; в) тугоухость - шум с уровнем более 80 дБА довольно быстро вызывает снижение слуха и развитие тугоухости, начальные проявления которых встречаются у работников иногда при стаже работы до 5 лет.
Сроки возникновения сенсоневральной тугоухости следующие: минимальный - 5-7 лет, средний - 10-12 лет и максимальный от 15 лет и более (табл. 5.7).
У лиц, систематически пребывающих в условиях воздействия интенсивного шума вначале появляются жалобы на головную боль,. головокружение, шум в ушах, быструю утомляемость, раздражительность, общую слабость, ослабление памяти, понижение слуха. При медицинском осмотре наблюдаются дрожание (тремор) пальцев, век, пошатывание, снижение коленных и локтевых рефлексов, неустойчивость пульса, повышение артериального давления. Могут быть отмечены нарушения функции желудка, обменных процессов.
Развитие тугоухости - процесс длительный и постепенный. Время протекания этого процесса различно и зависит от интенсивности, спектра, динамики изменения воздействия шума во·времени, индивидуальной чувствительности к шуму. Снижение слуха на 10 дБ практически неощутимо, на 20 дБ едва заметно.
Таблица 5.7
Возрастание тугоухости среди лиц, подвергающихся воздействию шума на протяжении трудового стажа (5- 25 лет), %
|
Эквивалентный уровень шума, дБА |
Продолжительность шумового стажа, лет |
||||
Только потеря слуха более чем на 20 дБ начинает серьезно мешать человеку, особенно когда к этому добавляются возрастные изменения слуха. Критерием установления профессиональной потери слуха является его потеря на оба уха: потеря слуха на 11-20 дБ в речевых частотах 50-2000 Гц и восприятие шепотной речи на расстоянии 4-5м.
Описанная картина иногда называется "шумовой болезнью". В нее входят, как минимум, функциональные нарушения сердечно-сосудистой, центральной нервной и эндокринной систем организма и обязательно сенсоневральная тугоухость.
Гигиеническое нормирование и профилактика. Мероприятия по борьбе с шумом могут быть архитектурно-планировочными, технологическими, организационными и медико-профилактическими.
Основой всех правовых, организационных и технических мер по снижению производственного шума является гигиеническое нормирование его параметров с учетом влияния на организм.
В зависимости от частоты и нервно-психических нагрузок ПДУ шума колеблется от 50 до 80 дБА. При разработке новых технологических процессов, при проектировании, изготовлении, эксплуатации оборудования используются такие документь1 как ГОСТ 12.1.003-83 "ССБТ. Шум, общие требования безопасности" и санитарные нормы СН 2.24,2.1.8.562-96 "Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки".
Регламентированные дополнительные перерывы следует рекомендовать с учетом уровня шума, его спектра и наличия индивидуальных средств защиты (табл. 5.8). Отдыхать во время этих перерывов необходимо в специально оборудованных помещениях; в комнатах для приема пищи также должны быть оптимальные акустические условия (уровень звука не выше 50 дБА).
Для профилактики вредного действия шума лица, подвергающиеся его воздействию, подлежат обязательным предварительным, при приеме на работу, и периодическим медицинским осмотрам. При поступлении на работу противопоказаниями к приему являются стойкое снижение слуха, хронические заболевания уха, на рушение функции вестибулярного аппарата и др.
Периодические осмотры работников шумных цехов проводят отоларинголог, невропатолог, терапевт с обязательным исследованием слуха (аудиометрия). Частота осмотров находится в зависимости от уровней шума на рабочих местах (1 раз в год или в 2-3 года). Обнаружение сенсоневральной тугоухости со значительной степенью снижения слуха является противопоказанием для продолжения работы в шумном производстве.
Инфразвук. Инфразвуком называют неслышимые акустические колебания с частотой ниже 20 Гц. На производстве он возникает в результате тех же процессов, что и шум слышимых частот, а именно: турбулентности, резонанса, пульсации. Вследствие этого инфразвук, как правило, сопровождается слышимом шумом, причем максимум колебательной энергии зависимости от характеристик конкретного источника может делиться на звуковую или инфракрасную части спектра. С инфразвуковыми колебаниями работники имеют контакты при управлении портными средствами, обслуживании оборудования по плавке металла, компрессоров, портовых кранов.
Биологическое действие. Инфразвук оказывает выраженное логическое действие на функции внутренних органов в связи с что его частота может совпадать с частотой колебаний органов и тем самым оказывать на них влияние. Инфразвук с частотой 8 Гц наиболее опасен для человека.
Инфразвук вызывает снижение слуха преимущественно на и средних частотах и может привести работников к профессиональной сенсоневральной тугоухости.
Гигиеническое нормирование и меры защиты. Нормативный документ "Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помешениях и на территории жилой застройки" СН 2.2.4/2.18.583-96 определяет классификацию, характеристики и ПДУ инфразвука на рабочих местах, а также методы и условия его контроля.
О наличии инфразвука в производстве свидетельствуют:
Для постоянного инфразвука - октавные уровни звукового давления 2, 4, 8, 16 дБ, - среднегеометрическая частота 105 Гц; для 31,5 дБ - 102 Гц.
Для непостоянного инфразвука - общий уровень звукового давления по "линейной" шкале шумомера равен 11О дБ.
Наиболее эффективным и практически единственным средством борьбы с инфразвуком является его снижение в источнике. Существующие меры борьбы с шумом, как правило, неэффективны для инфразвуковых колебаний. Наиболее эффективными являются увеличение быстроходности оборудования, глушения на путях распространения. В качестве индивидуальных средств защиты рекомендуется применение наушников, защищающих ухо от неблагоприятного действия сопутствующего шума. Работающие должны проходить предварительные и периодические медицинские осмотры в сроки и в объеме, установленных для лиц, работающих в условиях воздействия производственного шума.
Ультразвук. Ультразвуком называют неслышимые механические колебания упругой среды с частотой, превышающей верхний предел слышимости.
Ультразвуковые установки и приборы в зависимости от частотной характеристики делят на две основные группы:
Работники предприятий могут иметь контакты с ультразвуком·в следующих случаях: при очистке деталей от масел и окалины для защиты судов от обрастания, котлов и теплообменных аппаратов от накипи; при стирке тканей и шерсти; очистке воздуха от пыли, копоти, химических веществ; при механической обработке сверхтвердых и хрупких материалов - алмаза, стекла, керамики, ювелирных изделий; при обработке семян и борьбе с насекомыми и гусеницами. В пищевой промышленности ультразвук используется при приготовлении сухого молока, замораживании его с целью длительного хранения, при эмульгировании жиров, извлечении: вытяжки из печени; стерилизации инструментов, материалов и упаковок с пищевыми продуктами; при приготовлении вакцин и сывороток; для дефектоскопии металла, бетона, резины и других материалов и изделий из них; для исследования внутренних органов. Он оказывает болеутоляющее, спазмолитическое, противовоспалительное и бактерицидное действие, улучшает крово- и лимфообращение, стимулирует деятельность нервной и эндокринной систем, усиливает защитные реакции организма, снижает артериальное давление, способствует сращиванию переломов, разрушает опухолевые клетки.
Влияние на организм человека. Биологическое действие ультразвука обусловлено его механическим, тепловым и физико-химическим действием. Звуковое давление в ультразвуковой волне может меняться в пределах ± 303,9 кПа (3 атм). Отрицательное давление приводит к возникновению внутри тканевой жидкости полостей и разрывов. Это приводит к деполяризации и деструкции молекул, вызывает их ионизацию, что активирует реакции, способствует нормализации и ускорению обмена веществ.
Тепловое действие ультразвука связано в основном с поглощением акустической энергии. Тепловой эффект, производимый ультразвуком, может быть очень значительным: при интенсивности ультразвука 4 Вт/см2 и воздействии его в течение 20 с температура тканей на глубине 2-5 см повышается на 5-6°С. Эффект действия ультразвука зависит от его интенсивности. Ультразвук малой (до 1,5 Вт/см 2) и средней (1,5- 3 Вт/см 2) интенсивности вызывает в тканях положительные биологические эффекты, стимулирует протекание физиологических процессов.
Ультразвук большой интенсивности (3-10 Вт/см2) оказывает вредное воздействие как на отдельные органы, так и на весь организм. Профессиональное заболевание, которое развивается от воздействия ультразвука, называется вегетативно-сенсорной полиневропатией (ангионеврозом) рук. Оно развивается в результате кон такта рук работника с оборудованием, генерирующим ультразвуковые колебания. Первые жалобы пострадавшие предъявляют на зябкость рук, боли в кистях, ползание "мурашек", которые возни кают после двух-трех лет работы. На медицинском осмотре обнаруживаются синюшность кожи рук, понижение чувствительности, ломкость ногтей, уменьшение объема мышц на руках. Впоследствии возможны утолщения пальцев, помутнение ногтей на руках. Данные признаки заболевания сопровождаются головными болями, головокружениями, общей слабостью, быстрой утомляемостью, расстройством сна, раздражительностью. Ультразвук по сравнению с шумом в меньшей степени влияет на функцию слухового анализатора. Однако наблюдается функциональное расстройство слуха, которое может закончиться развитием сенсоневральной тугоухости.
Существенное значение для улучшений условий труда предупредительный санитарный надзор в целях разработки опасной ультразвуковой техники. Завод изготовитель в документации производственного оборудования указывать ультразвуковую характеристику, в которой уровни звукового давления этого оборудования, измеренные контрольных точках вокруг него.
Организационные мероприятия заключаются в соблюдении жима труда и отдыха (при контакте с ультразвуком более 50 рабочего времени рекомендуется делать перерывы протяжностью 15 мин через 1,5 ч работы) и запрещении работ.
Для предупреждения указанных нарушений здоровья лены предварительные перед поступлением на работу и раз в год медицинские осмотры.
На работах при контакте с ультразвуком нельзя работать лицам, имеющим заболевания периферической нервной системы сосудов. Заболевшим рекомендуется временное отстранение от боты на оборудовании с ультразвуковыми колебаниями, а при безуспешном исходе - перевод на другую работу.
При лечении значительный положительный эффект дает леке физиотерапевтических процедур (массаж, УФ и водные процедуры, витаминизация).
Виброакустические факторы- вибрация, шум, ультразвук, инфразвук
Вибрация (лат. Vibratio - колебание, дрожание) - механические колебания твердых тел.
О вибрации также говорят в более узком смысле, подразумевая механические колебания, оказывающее ощутимое влияние на человека. В этом случае подразумевается частотный диапазон 1,6-1000 Гц. Понятие вибрация тесно связано с понятиями шум, инфразвук, звук.
Производственными источниками локальной вибрации являются ручные механизированные машины ударного, ударно-вращательного и вращательного действия с пневматическим или электрическим приводом. Инструменты ударного действия основаны на принципе вибрации. К ним относятся клепальные, рубильные, отбойные молотки, пневмотрамбовки
Допустимый уровень вибрации
Нормирование технологической вибрации как общей, так и локальной производится в зависимости от ее направления в каждой октавной полосе(1,6 - 1000 Гц) со среднеквадратическими виброскоростями (1,4 - 0,28)10−2м/сек, и логарифмическими уравнениями виброскорости (115-109 Дб), а также виброускорением (85 - 0,1 м/сек²). Нормирование общей технологической вибрации производится также в 1/3 октавных полосах частот (1,6 - 80 Гц).
Измерение вибрации
Для измерения вибрации и дополнительной оценки уровня шума применяются специализированные виброметры и универсальные шумовиброметры.
Воздействие на организм
Действие вибраций на человека различно. Оно зависит от того, вовлечён ли в неё весь организм или часть, от частоты, силы и продолжительности и пр.
Воздействие вибрации может ограничиться ощущением сотрясения (паллестезия) или привести к изменениям в нервной, сердечно-сосудистой, опорно-двигательнойсистемах.
Но вибрация в небольшой степени и в небольших количествах оказывает положительное влияние на человека.
Шум - беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной испектральной структуры. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).
Классификация шумов
Шум - совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.
По спектру
Шумы подразделяются на стационарные и нестационарные.
По характеру спектра шумы подразделяют на:
Тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 10 дБ
По частоте (Гц)
По частотной характеристике шумы подразделяются на:
Низкочастотный (<400 Гц)
Среднечастотный (400-1000 Гц)
Высокочастотный (>1000 Гц)
По природе возникновения
Механический
Аэродинамический
Гидравлический
Электромагнитный
Воздействие шума на человека
Шум звукового диапазона замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы, это приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении различных видов работ. Шум угнетает центральную нервную систему (ЦНС), вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни.
При воздействии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при ещё более высоких (более 160 дБ) - и смерть.
Шум, производимый ветроэлектростанциями, также воздействует на среду обитания человека и природы.
Инфразву́к (от лат. infra - ниже, под) - звуковые волны, имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. Поскольку обычно человеческое ухо способно слышать звуки в диапазоне частот 16 − 20Гц, то за верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0,001Гц. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей герц, то есть с периодами в десяток секунд.
Природа возникновения инфразвуковых колебаний такая же, как и у слышимого звука, поэтому инфразвук подчиняется тем же закономерностям, и для его описания используется такой же математический аппарат, как и для обычного слышимого звука (кроме понятий, связанных с уровнем звука). Инфразвук слабо поглощается средой, поэтому может распространяться на значительные расстояния от источника. Из-за очень большой длины волны ярко выражена дифракция (огибание препятствий).
Физиологическое действие инфразвука
Органы человека , как и любое физическое тело, имеют собственную резонансную частоту . Под воздействием звука с этой частотой они могут испытывать внутреннее изменение структуры, вплоть до потери собственной работоспособности . Предполагается, что на этом принципе может быть создано инфразвуковое оружие. Также при совпадении воздействующего звука с ритмами мозга , такими как альфа-ритм, бета-ритм, гамма-ритм, может возникнутьнарушение активности церебральных механизмов мозга .
Ультразву́к - упругие колебания в среде с частотой за пределом слышимости человека. Обычно под ультразвуком понимают частоты выше 20 000 Гц .
Влияние на организм:
При воздействии ультразвука на организм человека отмечается, прежде всего, термическое действие вследствие превращения энергии ультразвука в тепло . Ультразвук вызывает микромассаж тканей (сжатие и растяжение ), что способствует кровообращению и, следовательно, улучшению функции ткани . Ультразвук стимулирует обменные процессы и оказывает также нервнорефлекторное действие .
Под влиянием ультразвука изменения отмечаются не только в органах, подвергшихся воздействию, но и в других частях организма. При длительном и интенсивном воздействии ультразвук может вызвать разрушение клеток тканей.
А.Г. Чеботарёв, гл. научный сотрудник, докт. мед. наук, ФГБУ «НИИ медицины труда» Российской Академии медицинских наук (Москва)
Ю.П. Пальцев, гл. научный сотрудник, докт. мед. наук, профессор, ФГБУ «НИИ медицины труда» Российской Академии медицинских наук (Москва)
Впоследние годы в горной промышленности произошла реструктуризация – изменились и форма собственности производственных объектов, и используемое оборудование для добычи полезных ископаемых. Применяемое оборудование в значительной степени заменяется горными машинами нового технического уровня, что позволяет существенно повысить технико-экономические показатели предприятий. Современный характер производства, создание и внедрение машин и механизмов большой единичной мощности и производительности обусловливают рост числа источников шума и вибрации при увеличении их уровней, что, несомненно, создаёт предпосылки к развитию профессиональной патологии виброакустического генеза. Поэтому в условиях роста производительности труда на всех операциях технологического цикла на горных предприятиях необходима объективная оценка неблагоприятных производственных факторов рабочей среды и в первую очередь шума и вибрации.
Многолетними гигиеническими исследованиями установлено, что виброакустические факторы (шум, вибрация, инфразвук и др.) при обслуживании горных машин и механизмов остаются основными на предприятиях, уровни которых часто превышают предельно допустимые величины . Генерация инфразвуковых колебаний недостаточно оценена при работе горного оборудования.
Источниками технологического шума в шахтах являются вентиляторы главного и частичного проветривания, насосные водоотливные установки, трансформаторные подстанции и выпрямители тока, компрессорное и холодильное оборудование с непрерывным циклом работы. При работе вентиляторов (без глушителей шума), оборудования турбокомпрессорных станций уровень звука достигает 100–110 дБА.
Добычные и проходческие комбайны, механизированные комплексы, струговые и скреперные установки, лебёдки, подъёмные машины, буровые станки, ручные перфораторы и другие механизмы генерируют непостоянный прерывистый шум, уровни которого на рабочих местах и в рабочих зонах составляют: у пневмозакладочных машин – 119 дБА (без глушителей шума); буровых станков – 95–105 дБА; проходческих комбайнов – 95–100 дБА (в зависимости от типа машин); щитовых агрегатов – 95–116 дБА; очистных угольных комбайнов – 85–95 дБА; ручных электросвёрл – 85–90 дБА; электровозов – 80–85 дБА; движущихся грузовых вагонеток и вагонеток для перевозки людей – 85–90 дБА. При работе отбойных молотков уровень шума составляет 90–95 дБА, перфораторов – 115 дБА и выше; гидромониторов – свыше 125 дБА (при ПДУ 80 дБА).
К источникам локальной вибрации в угольных шахтах относятся пневматические отбойные молотки, электрические и пневматические перфораторы, гидромониторы, параметры которой, как правило, значительно выше нормы. Работа по обслуживанию угольных комбайнов, рудничного рельсового и безрельсового транспорта связана с воздействием общих вибраций низких и средних частот, уровни которых повышенные. При ведении подземных работ в рудных шахтах источниками шума являются перфораторы, самоходные буровые установки, скреперные лебёдки, погрузочные и транспортные машины, вагоноопрокиды и другие машины и механизмы.
Наиболее интенсивный шум – 114–127 дБА (максимум звуковой энергии приходится на область высоких частот) наблюдается при работе различных типов перфораторов. Погрузочные машины генерируют средне- и высокочастотный шум интенсивностью до 105 дБА; при работе пневматических ковшовых машин – 95–110 дБА; при скреперовании – 94–97 дБА; при очистке вагонов и дроблении негабаритов, работе вентиляторов частичного проветривания достигает – 90–99 дБА. Большинство машин и механизмов, применяемых в подземных выработках рудников, являются источниками повышенных уровней вибрации. Общее в воздействии вибрации при обслуживании машин и механизмов состоит в передаче вибрации к человеку через пол, сиденье, рычаги управления, сочетание вибрации рабочего места с локальной вибрацией. Следует отметить, что при работе разных машин, механизмов уровни вибрации и характер её воздействия на рабочего существенно отличаются.
К основным источникам вибрации, передаваемой на руки, относятся перфораторы, параметры вибрации которых (без виброгашения) значительно превышают допустимые уровни в широком диапазоне частот. Характер и интенсивность вибрации, создаваемой перфораторами, зависят от давления воздуха в сети, осевого нажима, крепости породы, технического состояния инструмента. Высокие уровни локальной вибрации (111–115 дБ) отмечены при доставке горной массы одноковшовыми скреперными лебёдками. При работе пневматической погрузочной машины корректированный уровень виброскорости на рукоятках рычагов управления может составлять 120 дБ.
При гигиенической оценке шумовых и вибрационных характеристик горного оборудования должное внимание уделяется времени воздействия фактора, что позволяет определить дозовые нагрузки на организм работника. Многочисленными исследованиями показано, что среднесменные дозы шума и вибрации, получаемые работниками подземных профессий, различны и превышают допустимые уровни. Наиболее высокие дозы получают бурильщики, проходчики, значительно ниже – скреперисты, машинисты погрузочных машин. При этом следует учитывать, что выполнение основных технологических операций подземной добычи полезных ископаемых связано с комбинированным воздействием на рабочих одновременно вибрации и шума.
На горных машинах, использующихся при открытых разработках месторождений, характеристики генерируемых вибраций и шума зависят от типа машины, цикла работы, степени изношенности механизмов, твёрдости горной массы в массиве, благоустройства кабины . Установлено, что на буровых станках различных типов уровень шума в кабине машиниста и на рабочей площадке колеблется от 93 до 105 дБА при средне- и высокочастотном спектральном составе; в кабинах автосамосвалов – 86–90 дБА. На гусеничных экскаваторах шум превышает допустимые величины на 10–15 дБА. Наибольшие уровни шума регистрируются в машинном отделении этих машин. Несколько ниже уровни шума в кабинах машинистов экскаваторов-драглайнов. Близок к допустимым величинам шум роторных экскаваторов, работающих на угольных разрезах.
Все перечисленные выше горные машины представляют собой источники непостоянной, средне- и низкочастотной вибрации. Наиболее высокие уровни вибрации отмечаются на гусеничных экскаваторах. На экскаваторах-драглайнах вибрация, как правило, не превышает нормативных величин. Из бурового оборудования наиболее выражена общая вибрация на станках шарошечного бурения, уровни которой превышают допустимые величины для рабочих мест. На автосамосвалах уровни общей вибрации зависят от типа машин, их технического состояния, качества дорог, скорости движения, загруженности. При этом на машиниста землеройных машин и водителя тяжёлых карьерных автосамосвалов одномоментно действуют высокочастотная локальная вибрация через рычаги управления, рулевое колесо и общая вибрация рабочего места. На карьерах основную профессиональную группу составляют рабочие (машинисты) по управлению экскаваторами, буровыми станками, бульдозерами, погрузчиками, автосамосвалами. Степень вредности и опасности условий труда при действии виброакустических факторов на карьерах, согласно гигиеническим критериям, находится в пределах класса 3.1–3.2, а при выполнении подземных работ – выше и соответствует классу 3.2–3.3. (табл. 1).
Степень вредности и опасности условий труда при действии виброакустических факторов устанавливается согласно Р 2.2.2006-05 (см. табл. 1) с учётом их временных характеристик (постоянный, непостоянный шум, вибрация и т.д.) . Предельно допустимые уровни шума на рабочих местах определяются с учётом тяжести и напряжённости трудовой деятельности по СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий и территории жилой застройки».
Степень вредности условий труда при действии на работника постоянной и непостоянной вибраций (общей, локальной) проводится согласно СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». При этом при постоянном воздействии используется метод интегральной оценки по частоте нормируемого параметра, а при непостоянном – по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемого параметра. Для оценки условий труда на рабочих местах, где эти вибрации присутствуют, в течение дня (смены) измеряют или рассчитывают с учётом продолжительности их действия эквивалентный корректированный уровень виброскорости или виброускорения.
В настоящее время в РФ вступили в действие новые нормативные документы по измерению общей вибрации (ГОСТ 12.1.012-2004 «Вибрационная безопасность» и ГОСТ 31191.12004-ИСО 2631-1;1997 «Измерение общей вибрации и оценка её воздействия на человека»). В этих стандартах отражена концепция вибрационной безопасности, принятая в странах Европейского Союза. В связи с этим возникли противоречия между требованиями действующих санитарных норм СН 2.2.4/2.1.8.566-96 и новыми ГОСТами. Основное их отличие заключено в корректирующих коэффициентах для измерения общей вибрации в вертикальной плоскости. В настоящее время идёт работа по пересмотру санитарных правил с учётом принципов нормирования, принятых в Европейском Союзе. Таким образом, в горном производстве практически все машины и механизмы, используемые при подземном и открытом способах добычи полезных ископаемых, генерируют различные величины уровней шума и вибрации, которые могут вести к профессиональным нарушениям со стороны тех или иных органов и систем организма человека.
Шум, будучи общебиологическим раздражителем, может влиять на все органы и системы целостного организма, вызывая разнообразные физиологические изменения. Основная роль в развитии шумовой патологии, а именно в поражении звукового анализатора, принадлежит интенсивности шума. Длительное повышение слуховых порогов, которые не возвращаются к исходному уровню, отражает утомление анализаторов и ведёт к развитию патологии.
Профессиональная потеря слуха от шума ведёт к развитию тугоухости, возникновение и скорость развития которой зависят от характера и уровня шума, частотного состава, продолжительности воздействия в течение смены и индивидуальной чувствительности. Изменения в центральной нервной системе, наступающие под влиянием шума, могут быть глубокими и более ранними по сравнению со слуховыми нарушениями. Конечный эффект действия шума определяется прямым влиянием на отдельные структуры и системы головного мозга.
Повышение уровней шума ведёт к развитию патологии сердечно-сосудистой системы работников. Шум вызывает снижение общей резистентности (сопротивляемости) организма, иммунного статуса, что проявляется в повышении уровня заболеваемости рабочих шумовых профессий. Результаты многолетних клинических наблюдений и обследований работников, связанных с воздействием интенсивного шума, позволяют считать шумовую болезнь самостоятельной формой профессиональной патологии. Шумовая болезнь – это общее заболевание организма с преимущественным поражением органа слуха, центральной и сердечно-сосудистой систем, развивающееся при длительном воздействии интенсивного шума.
Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Характер, глубина и направленность физиологических сдвигов различных систем организма определяются уровнями, спектральным составом вибрации, а также физиологическими свойствами тела человека. Под влиянием локальной вибрации в организме человека развиваются разнообразные патологические изменения, вплоть до развития вибрационной болезни. Клиника и характер течения вибрационной болезни в значительной мере зависят от доминирующей её частоты. Имеются данные об отрицательном влиянии на человека общей вибрации при сочетании её с другими факторами производственной среды, такими как шум и охлаждение .
Вибрация низких частот распространяется по тканям конечностей, туловища, передаётся по позвоночнику, вовлекая в колебательное движение значительное количество рецепторов. Возникающие при этом нервно-рефлекторные реакции обуславливают специфику возникающих в организме человека изменений и приводят к развитию вибрационной болезни.
При воздействии общей вибрации на человека отмечены дисциркуляторные расстройства не только периферического звена, но и во внутренних органах. Установлено, что вибрация оказывает определённое влияние на сердечно-сосудистую систему. К одному из основных мест приложения вибрации рабочих мест относится костно-суставной аппарат. При этом возникает функциональная перестройка костной ткани, носящая приспособительный характер, которая может привести к дистрофическим процессам с последующим её обизвествлением. Нередко среди работающих в контакте с общей вибрацией развивается остеохондроз шейного отдела позвоночника. Частота остеохондроза при действии общей вибрации увеличивается по мере возрастания стажа работы в данной профессии. Обращает на себя внимание высокая частота жалоб на боли в пояснице среди бульдозеристов, водителей автосамосвалов, машинистов экскаваторов, которая объясняется результатами травмирующего действия общей вибрации на поясничные отделы позвоночника.
Таким образом, как общая, так и локальная вибрация вызывает изменения в функциональном состоянии вестибулярного аппарата, центральной нервной системы, сердечно-сосудистой и других систем, свидетельствующие о развитии утомления и снижения работоспособности, ухудшающих самочувствие, что в совокупности может привести к развитию профессионального заболевания – вибрационной болезни. Согласно официальным данным Роспотребнадзора РФ, в 2010 году наибольший удельный вес профессиональных заболеваний, связанных с воздействием физических факторов, был зарегистрирован на предприятиях по добыче полезных ископаемых – 32,61%. Первое место занимала нейросенсорная тугоухость, а второе – вибрационная болезнь .
Медицинские осмотры сотрудниками клиники НИИ медицины труда показали, что на шахтах Якутии, добывающих россыпное золото, вибрационная болезнь у бурильщиков выявлялась в 15,5 случаев, а на рудниках Кавказа – 12,4 случаев на 100 осмотренных. При этом на шахтах Крайнего Севера неблагоприятное воздействие вибрации на бурильщиков усугубляется общим и локальным охлаждением, физическими перенапряжениями. У бурильщиков рудников Кавказа профессиональная тугоухость регистрировалась в 27,8 случаев на 100 осмотренных. Среди машинистов буровых станков карьеров вибрационная патология была выявлена у 13,9% обследованных. У машинистов экскаваторов карьеров число лиц с патологией, связанной с воздействием вибрации и шума, составляло 33,7%. На угольных шахтах Ростовской области заболеваемость ГРОЗ вибрационной болезнью достигала 40,19, у проходчиков 31,71 на 1 000 осмотренных рабочих. Рабочие этих профессий были отнесены к группам высокого риска по вибрационной болезни при стаже 15–19 лет и очень высокого риска при стаже 20 лет и более . Высокому и очень высокому риску развития профессиональной тугоухости подвержены ГРОЗ, проходчики, машинисты электровозов со стажем 25 лет и более. В связи с социально-экономическими переменами в стране произошли изменения и в концепции медицины труда, с переходом от предельно допустимых уровней (ПДУ) к оценке и управлению профессиональным риском . Сохранение и укрепление здоровья работника реализуется через оценку и управление профессиональным риском. Эффективное управление предполагает наличие структуры, выполняющей функцию опережающего отражения действительности, т.е. прогнозирование индивидуального профессионального риска (ИПР).
Критерии оценки ИПР по международному стандарту ИСО 2631:1999 можно представить следующим образом:
Шум – критерии предельных уровней: постоянный шум – 115 дБА;
Импульсный шум – 140 дБ (200 Па);
Вибрация локальная – опасный выше ПДУ на 12 дБ (в 4 раза). Общая вибрация – Критерии: ограниченный комфорт, усталость, снижение работоспособности, предел воздействия, предел добровольной переносимости (табл. 2).
Показано, что для условий труда классов 3.4 и 4 риск профзаболеваний от воздействия шума и вибрации на 1–1,5 порядка (в 10 и более раз) выше, чем для допустимых (класс 2). Импульсный шум вызывает большие потери слуха, чем постоянный, ускоряя потери слуха до 3,5 лет при стаже 12,4 лет, т.е. почти на одну треть рабочего стажа.
Концепция развития здравоохранения в РФ до 2020 года предусматривает «обеспечение безопасных и комфортных условий труда, базирующихся на гигиенических критериях оценки профессионального риска вреда здоровью работника». Отсюда вытекает задача построения системы управления рисками со звеньями оценки, прогнозирования и каузации на основе доказательных данных и с помощью современных биоинформационных технологий.
Высокие уровни вибрации и шума на рабочих местах, показатели профессиональной заболеваемости обусловливают необходимость проведения нижеприведенного комплекса мероприятий по нормализации параметров физических факторов на рабочих местах основного и вспомогательного персонала.
1. На всех предприятиях в технической документации на машины и механизмы должны быть отражены их шумо-вибрационные характеристики. При организации планового и профилактического ремонтов горного оборудования необходима обязательная последующая проверка вибрационных и шумовых характеристик, отмечаемых в специальном журнале контроля и сравнения с материалами технической документации.
2. При эксплуатации оборудования, вибрация которого превышает допустимые уровни, следует предусматривать такую организацию производственных операций, которая исключала бы постоянное действие на рабочего вибрирующего оборудования (инструмента). Допустимая суммарная длительность работы с виброинструментами и оборудованием устанавливается в соответствии с СанПиН 2.2.2.540R96 «Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ» (Приложение 2) (обязательное).
3. При организации технологических процессов на подземных работах следует шире использовать переносные буровые установки, самоходные буровые установки с дистанционным управлением, что позволит снизить удельный вес ручного перфораторного бурения, уменьшить уровни шума, воздействующие на рабочих, и практически исключить вредное влияние вибрации.
4. Для снижения уровней общей вибрации рабочих мест на автосамосвалах, ПДМ, буровых установках и др. машин следует использовать подвески сиденья ПСТС, предназначенные для защиты человека-оператора от действия вертикальных и горизонтальных вибрационных воздействий. Это приспособление выполнено на тросовых упругих элементах и может быть укомплектовано типовым посадочным местом.
5. Для снижения вибрации на подножках погрузочных машин периодического действия следует поставить амортизаторы колпачкового типа. С учётом внутрисменного использования погрузочных машин, равного 0,3, корректированное значение виброскорости находится в пределах от допустимого в 1,11–2,6 раза. Установлено, что при увеличении количества резиновых втулок с 2 до 6 на подножке погрузочной машины непрерывного действия корректированное значение виброскорости снижается в 1,22 раза.
6. Для снижения шума шахтных машин и механизмов следует оборудовать серийно выпускаемые перфораторы, погрузочные машины, скреперные лебёдки резиновыми глушителями.
7. Учитывая специфику горных работ, следует обязательно применять средства индивидуальной защиты, в большинстве случаев они позволяют обеспечить надёжную защиту от шума и существенно улучшить санитарно-гигиенические условия труда.
Таким образом, применяемые машины и оборудование при подземной и открытой добыче полезных ископаемых в значительной степени влияют на формирование условий труда, определяют уровни физических факторов на рабочих местах и показатели профессиональной заболеваемости работников. Поэтому внедряемые в горное производство современные высокопроизводительные машины и механизмы должны подвергаться углубленной гигиенической оценке, что позволит дать объективную характеристику шума и вибрации, установить дозовые нагрузки, рассчитать уровни профессионального риска и разработать опережающие требования и рекомендации по снижению неблагоприятного их воздействия на организм горнорабочих.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Российская энциклопедия по медицине труда // Главный ред. Н.Ф. Измеров, * М.; ОАО Изда* тельство «Медицина», 2005, * 656 с.
2. Головкова Н.П., Чеботарёв А.Г. Каледина Н.О., Хелковский*Сергеев Н.А. Оценка условий труда, профессионального риска, состояние профессиональной заболеваемости и производственного травматизма рабочих угольной промышленности // Сб. статей Отдельный выпуск Горного информационно*аналитического бюллетеня. – М., Издательство «Горная книга». – 2011, * №7. – c. 9*40.
3. Вибрация на производстве. Под ред. А.А. Летавета, Э.А. Дрогиной // Издательство «Медици* на», * М., * 1971, * 241 с.
4. Борисенков Р.В., Махотин Г.А. Труд и здоровье горнорабочих // М., * 2001, * 316 с.
5. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Крите* рии и классификация условий труда (Р 2.2.2006*05) – 114 с. Бюллетень нормативных и ме* тодических документов Госсанэпиднадзора. – М., * №3 (21) сентябрь 2005 – ВНЛ.
6. Тарасова Л.А., Комлева Л.М., Думкин В.Н., Лосик Т.К. Особенности формирования перифе* рических нейро*сосудистых нарушений у проходчиков в условиях охлаждающего микроклимата // Медицина труда и промышленная экология, * 1999, * № 12, * с. 14*17.
7. О состоянии профессиональной заболеваемости в Российской Федерации в 2010 году. Инфор* мационный сборник статистических и аналитических материалов // М.: Федеральное госу* дарственное учреждение здравоохранения «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии» Рос* потребнадзора, * М., * 2011, * 74 с.
8. Пиктушанская Т.Е. Профессиональная заболеваемость как критерий оценки и управления про* фессиональным риском (на примере шахтёров*угольщиков Восточного Донбасса). Авторефе* рат дис. канд. мед. наук. – М., * 2008, * 36 с.
9. Измеров Н.Ф., Денисов Э.И. Оценка профессионального риска: принципы, методы и крите* рии // Вестник РАМН. – 2004, * № 2, * с. 17*21.
10. Руководство по оценке профессионального риска для здоровья работников. Организационно* методические основы, принципы и критерии оценки (Р 2.2.1766*03). – М., Федеральный центр Госсанэпиднадзора, * 2004, * 24 с.
