Лекции по санитарии труда. Лекции по санитарии (1). Лекция 1 Введение в дисциплину Основные понятия История развития производственной санитарии и гигиены труда
 Скачать 2.68 Mb.
|
|
9.4 Влияние условий освещения на здоровье и работоспособность человека Освещение исключительно важно для человека. Свет – это ключевой элемент нашей способности видеть, оценивать форму, цвет и перспективу окружающих нас предметов. Это один из важнейших элементов организации пространства и главный посредник между человеком и окружающим его миром. Свет влияет на тонус центральной и периферической нервной системы, на обмен веществ в организме, его иммунные и аллергические реакции, на работоспособность и самочувствие человека. Низкие уровни освещённости вызывают апатию и сонливость, а в некоторых случаях способствуют развитию чувства тревоги. Длительное пребывание в условиях недостаточного освещения сопровождается снижением интенсивности обме- на веществ в организме и ослаблением его реактивности. К таким же последствиям приводит длительное пребывание в световой среде с ограниченным спектральным составом света и монотонным режимом освещения. С точки зрения безопасности труда зрительная способность и зрительный комфорт чрезвычайно важны. Неблагоприятная световая обстановка производственных помещений в сочетании с высокой зрительной нагрузкой (рассматривание мелких предметов на близком расстоянии) является причиной утомления зрительного анализатора, ведущей к снижению работоспособности, производительности труда и даже к развитию тех или иных дефектов зрения. Например, длительное выполнение точных зрительных работ на близком расстоянии при недостаточных уровнях видимой радиации, когда постоянно напрягаются мышцы хрусталика, может вести у рабочих некоторых профессий (часовщики, сборщики электронной аппаратуры и др.) к развитию так называемой ложной близорукости. Если работа продолжается в тех же условиях, то ложная близорукость может перейти в истинную близорукость, при которой происходит уже увеличение передне–заднего размера глазного яблока. Неблагоприятные условия зрительной работы могут приводить также к раннему (до 40–летнего возраста) развитию старческой дальнозоркости, когда хрусталик теряет свою эластичность. Выполнение зрительной работы при низких уровнях яркости приводит к снижению продуктивности зрения, т.е. к снижению производительности труда. При выполнении зрительной работы высокой точности понижение уровня яркости по сравнению с абсолютным опти- мумом на 20% приводит к снижению зрительной работоспособ- ности и уменьшению производительности труда на 10%. Даль- нейшее снижение яркости ведет к резкому падению производи- тельности труда и вообще к невозможности осуществить дан- ную зрительную работу. При выполнении грубой зрительной работы снижение производительности на 10% наблюдается при яркости в 60 раз ниже абсолютно оптимального уровня, при которой мобилизуются процессы биохимической и ретиномоторной адаптаций. Объекты большого размера могут быть различимы при весьма малой яркости, при этом, естественно, производительность труда снизится на 70–80%. При различных видах производственной деятельности число несчастных случаев, в той или иной мере связанных с освещенностью, в среднем составляет 30–50% от их общего количества. При грубых работах около 1,5% тяжелых травм со смертельным исходом происходит по причине низкой освещенности. Травматизм глаз при этих работах составляет от 7,8 до 31,1% от общего количества несчастных случаев, причём от 18 до 25% глазных травм связывают с неудовлетворительной освещенностью рабочих мест. Излишне яркий свет слепит, снижает зрительные функции, приводит перевозбуждению нервной системы, уменьшает работоспособность, нарушает механизм сумеречного зрения. Воздействие чрезмерной яркости может вызывать фотоожоги глаз, кератиты, катаракты и другие нарушения тканей. 7.5 Гигиеническое нормирование освещённости В настоящее время санитарные нормы (СанПиН) для про- изводственного освещения отсутствуют. Существующий свод правил (СП) регламентирует естественное и искусственное освещение промышленных предприятий. Нормы носят общий межотраслевой характер. Нормы искусственного освещения определяют тот мини- 63 мальный уровень видимой радиации в производственных поме- щениях, за пределами которого не исключается возможность уменьшения работоспособности зрительного анализатора и снижение производительности труда. Величина нормируемой освещенности определяется исхо- дя из отдельных характеристик рабочего процесса. Принято раз- личать основные и дополнительные признаки зрительной рабо- ты. К основным относятся: размер различаемого объекта (де- фект изделия, штрих рисунка, буквы и др.), коэффициент отра- жения фона, контраст между объектом и фоном. Освещённость нормируется тем выше, чем меньше объект различения, темнее фон и меньше контраст объекта с фоном. К дополнительным относятся повышенная опасность травматизма, продолжительность зрительной работы и др. При нормировании производственного освещения строительные нормы в ряде случаев исходят из энергоэкономических сообра жений. В зависимости от размера объекта различения все зри- тельные работы промышленных предприятий разбиты на восемь разрядов – это работы наивысшей точности (менее 0,15 мм), очень высокой (0,15–0,3 мм), высокой (0,3–0,5 мм), средней (свыше 0,5–1 мм) и малой точности (свыше 1–5 мм), а также ра- боты грубые (очень малой точности), работы со светящимися материалами и общее наблюдение за ходом технологического процесса. Возможна также классификация зрительного труда, исхо- дя из использования в работе оптических приборов или экран- ных средств отображения информации. Первая группа зрительных работ не требует для своего выполнения этих устройств. Эта группа наиболее многочислен- ная, в ней занято до 60% всех работающих. Вторая группа зрительных работ характеризуется очень малым размером объекта различения, и для эффективного вы- полнения такой работы необходимо использовать увеличиваю- щие оптические приборы – микроскоп, лупу (при производстве часов, радиоэлектроники и др.). В этой группе занято до 10% всех работающих. 64 Третья группа зрительных работ связана с применением экранных средств отображения информации; в ней могут быть заняты 30% всех работающих (видеотерминальная техника – персональные компьютеры). Выполнение зрительных работ с использованием оптиче- ских приборов требует создания на рабочих местах высоких уровней яркости. Данный вид работ может быть отнесен к рабо- там самой высокой точности. Для работ, связанных с восприятием информации с экрана (компьютер, телевизор) допускается установка светильников для местного освещения для подсветки документов; оно не должно создавать бликов на поверхности экрана, яркость кото- рого составляет 70 кд/м2 . Яркость на поверхности стола в зоне размещения рабоче- го документа должна соответствовать яркости экрана. Естественное освещение производственных помещений зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются: – географическая широта местности; – время года и суток; – ориентация окон здания по сторонам света; – наличие затенения противостоящими объектами (други- ми зданиями, деревьями и т.д.); – внутренние факторы (планировка, размеры помещений и оконных проемов, их конфигурация, окраска стен, пола, потол- ка, состояние остекления, наличие штор и др.). Естественное освещение в отличие от искусственного оценивается не в абсолютных величинах (лк), а в относительных с помощью коэффициента естественной освещенности (КЕО) е, %. КЕО – отношение естественной освещённости внутри поме- щения к наружной: е=(Евн/Енар)·100%. В СП 52.13330.2011 приведены значения КЕО для первой группы административного района России по ресурсам светово- го климата. Нормируемые значения КЕО еN для зданий, распо- ложенных в различных районах, следует определять по форму- ле: еN=eн·mN, где N — номер группы обеспеченности естествен- ным светом; eн — значение КЕО для первой группы админи- стративного района (указанные в таблице СП 52.13330.2011); mN — коэффициент светового климата. 65 Цветовую отделку производственных помещений следует выбирать и осуществлять с учетом требований к характеру зри- тельной работы, санитарно–гигиенических условий, внутренне- го теплового режима в помещениях, объёмно–пространственной структуры интерьера, таблица 4. Таблица 4 Факторы, определяющие окраску интерьера Характер труда Однообразный, постоянный Мягкие тона Физический, временный Яркие, мягкой гаммы Ориентация здания На север Тёплая гамма На юг Холодная гамма Внутренний режим помещения С повышенной температурой Холодные тона С низкой температурой Тёплые тона Контрольные вопросы 1 Производственное освещение и его роль в обеспечении высокой работоспособности. 2 Основные светотехнические понятия и единицы. Основ- ные зрительные функции и их зависимость от освещения. 3 Физиологические методы оценки влияния условий освещения на зрительные функции. 4 Виды производственного освещения. Преимущества и недостатки естественного и искусственного освещения. 5 Естественное и совмещенное освещение. Гигиенические требования. 6 Искусственное освещение. Гигиеническая характери- стика ламп накаливания и газоразрядных ламп: преимущества и недостатки. 7 Гигиенические требования к производственному осве- щению. 8 Методика измерения и гигиеническая оценка освещен- ности на рабочих местах. 9 Принципы нормирования производственного освеще- ния. Основные законодательные документы. Литература [5, 22, 26, 27, 43, 44, 45, 47, 48, 49, 50]. Лекция 8 Производственный шум 66 8.1 Общие сведения Шумом называют любой нежелательный звук или сово- купность таких звуков. Звук представляет собой волнообразно распространяющийся в упругой среде колебательный процесс в виде чередующихся волн сгущения и разряжения частиц этой среды – звуковые волны. Источником звука может являться любое колеблющееся тело. При соприкосновении этого тела с окружающей средой образуются звуковые волны. Волны сгущения вызывают повы- шение давления в упругой среде, а волны разряжения – пониже- ние. Отсюда возникает понятие звукового давления – это пе- ременное давление, возникающее при прохождении звуковых волн дополнительно к атмосферному давлению. Акустические колебания, лежащие в зоне 16 Гц – 20 кГц, воспринимаются человеком с нормальным слухом как звук и называются звуковыми. Акустические колебания с частотой ме- нее 16 Гц не воспринимаются ухом и называются инфразвуко- выми, выше 20 кГц – ультразвуковыми. С физиологических позиций звук – это ощущение, возни- кающее в ухе человека в результате изменения давления. Звуковое давление измеряется в Паскалях (1 Па=1 Н/м2 ). Ухо человека ощущает звуковое давление от 2–10–5 до 2–102 Н/м2 . Звуковые волны являются носителями энергии. Звуковая энергия, которая приходится на 1 м2 площади поверхности, рас- положенной перпендикулярно к распространяющимся звуковым волнам, называется силой звука и выражается в Вт/м2 . Так как звуковая волна представляет собой колебательный процесс, то он характеризуется такими понятиями, как период колебания (Т) – время, в течение которого совершается одно полное коле- бание, и частота колебаний (Гц) – число полных колебаний за 1 с. Совокупность частот дает спектр шума. Шумы содержат звуки разных частот и различаются меж- ду собой распределением уровней по отдельным частотам и ха- рактером изменения общего уровня во времени. Для гигиениче- ской оценки шума используют звуковой диапазон частот от 45 до 11 000 Гц, включающий 9 октавных полос со среднегеомет- рическими частотами в 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 67 и 8000 Гц. Орган слуха различает не разность, а кратность изменения звуковых давлений, поэтому интенсивность звука принято оце- нивать не абсолютной величиной звукового давления, а его уровнем, т.е. отношением создаваемого давления к давлению, принятому за единицу сравнения. В диапазоне от порога слышимости до болевого порога отношение звуковых давлений изменяется в миллион раз, по- этому для уменьшения шкалы измерения звуковое давление вы- ражают через его уровень в логарифмических единицах – деци- белах (дБ). Ноль децибел соответствует звуковому давлению 2–10–5 Па, что приблизительно соответствует порогу слышимости тона с частотой 1000 Гц. В качестве интегральной (одним числом) характеристики шума на рабочих местах применяется оценка уровня звука в дБА (измеренных по так называемой шкале А шумомера), пред- ставляющих собой средневзвешенную величину частотных ха- рактеристик звукового давления с учётом биологического дей- ствия звуков разных частот на слуховой анализатор. Шум классифицируют по следующим признакам: В зависимости от характера спектра выделяют следую- щие шумы: – широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы; – тональные, в спектре которых имеются выраженные то- ны. Тональный характер шума устанавливают путем измерения в третьоктавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе по сравнению с соседними не менее чем на 10 дБ. По временным характеристикам различают шумы: – постоянные, уровень звука которых за 8–часовой рабо- чий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА; – непостоянные, уровень шума которых за 8–часовой ра- бочий день изменяется во времени не менее чем на 5 дБА. Непо- стоянные шумы можно подразделить на следующие виды: – колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; – прерывистые, уровень звука которых ступенчато изме- 68 няется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более; – импульсные, состоящие из одного или нескольких зву- ковых сигналов, каждый из которых имеет длительность менее 1 с; при этом уровни звука, измеренные соответственно на вре- менных характеристиках «импульс» и «медленно» шумомера, различаются не менее чем на 7 дБА. 8.2 Источники шума Шум является одним из наиболее распространённых не- благоприятных факторов производственной среды, воздействие которого на работающих, сопровождается развитием у них преждевременного утомления, снижением производительности труда, ростом общей и профессиональной заболеваемости, а также травматизма. В настоящее время трудно назвать производство, на кото- ром не встречаются повышенные уровни шума на рабочих ме- стах. К наиболее шумным относятся горнорудная и угольная, машинно–строительная, металлургическая, нефтехимическая, лесная и целлюлозно–бумажная, радиотехническая, легкая и пищевая, мясомолочная промышленности и др. На заводах железобетонных конструкций шум достигает 105–120 дБА. Шум является одной из ведущих профессиональ- ных вредностей в деревообрабатывающей и лесозаготовитель- ной промышленностях. Так, на рабочем месте рамщика и обрез- чика уровень шума колеблется от 93 до 100 дБА с максимумом звуковой энергии в области средних и высоких частот. В этих же пределах колеблется шум в столярных цехах, а лесозаготови- тельные работы (валка, трелевка леса) сопровождаются уровнем шума от 85 до 108 дБА за счет работы трелевочных лебедок, тракторов и других механизмов. Подавляющее большинство производственных процессов в прядильных и ткацких цехах также сопровождается образова- нием шума, источником которого является бойковый механизм ткацкого станка, удары погонялки челнока. Наиболее высокий уровень шума наблюдается в ткацких цехах – 94–110 дБА. Наиболее шумными операциями в машиностроении, в том 69 числе, авиастроении, автомобилестроении, вагоностроении и др. следует считать обрубные и клепальные работы с использовани- ем пневматических инструментов, режимные испытания двига- телей и их агрегатов различных систем, стендовые испытания на вибропрочность изделий, барабанную готовку, шлифовку и по- лировку деталей, штампопрессовую заготовку. Для нефтехимической отрасли характерными являются высокочастотные шумы различных уровней за счет сброса сжа- того воздуха из замкнутого технологического цикла химических производств или от оборудования, работающего на сжатом воз- духе, например, сборочных станков и вулканизационных линий шинных заводов. Металлургическую промышленность в целом можно от- нести к отрасли с выраженным шумовым фактором. Так, интен- сивный шум характерен для плавильных, прокатных и трубо- прокатных производств. Из производств, относящихся к этой отрасли, шумными условиями характеризуются метизные заво- ды, оснащенные холодновысадочными автоматами. В лесной и целлюлозно–бумажной отраслях наиболее шумными являются деревообрабатывающие цеха. В горнорудной и угольной промышленностях наиболее шумными являются операции механизированной добычи полез- ных ископаемых как с использованием ручных машин (пневмо- перфораторы, отбойные молотки), так и с помощью современ- ных стационарных и самоходных машин (комбайны, буровые станки и пр.). Пищевая промышленность – наименее шумная из всех. Характерные для нее шумы генерируют поточные агрегаты кон- дитерских и табачных фабрик. Однако отдельные машины этих производств создают значительный шум, например, мельницы зерен какао, некоторые сортировочные машины. В каждой отрасли промышленности имеются цеха или от- дельные компрессорные станции, снабжающие производство сжатым воздухом или перекачивающие жидкости или газооб- разные продукты. Последние имеют большое распространение в газовой промышленности как большие самостоятельные хозяй- ства. Компрессорные установки создают интенсивный шум. Шум является также наиболее характерным неблагопри- 70 ятным фактором производственной среды на рабочих местах пассажирских, транспортных самолетов и вертолетов; подвиж- ного состава железнодорожного транспорта; морских, речных, рыбопромысловых и других судов; автобусов, грузовых, легко- вых и специальных автомобилей; сельскохозяйственных машин и оборудования; строительнодорожных, мелиоративных и дру- гих машин. Уровни шума в кабинах современных самолетов колеб- лются в широком диапазоне – 69–85 дБА (магистральные само- леты для авиалиний со средней и большой дальностью полета). В кабинах автомобилей средней грузоподъемности при различ- ных режимах и условиях эксплуатации уровни звука составляют 80–102 дБА, в кабинах большегрузных автомобилей – до 101 дБА, в легковых автомобилях – 75–85 дБА. Таким образом, для гигиенической оценки шума важно знать не только его физические параметры, но и характер трудо- вой деятельности человека–оператора, и, прежде всего, степень его физической или нервной нагрузки. 8.3 Биологическое действие шума Большой вклад в изучение проблемы шума внесла про- фессор Е.Ц. Андреева–Галанина. Она показала, что шум являет- ся общебиологическим раздражителем и оказывает влияние не только на слуховой анализатор, но, в первую очередь, действует на структуры головного мозга, вызывая сдвиги в различных си- стемах организма. Проявления шумового воздействия на орга- низм человека могут быть условно подразделены на специфиче- ские изменения, наступающие в органе слуха, и неспецифиче- ские, возникающие в других органах и системах. Изменения звукового анализатора под влиянием шума со- ставляют специфическую реакцию организма на акустическое воздействие. Общепризнано, что ведущим признаком неблагоприятно- го влияния шума на организм человека является медленно про- грессирующее понижение слуха по типу кохлеарного неврита (при этом, как правило, страдают оба уха в одинаковой степе- ни). Профессиональное снижение слуха относится к сенсонев- 71 ральной (перцепционной) тугоухости. Под этим термином под- разумевают нарушение слуха звуковоспринимающего характе- ра. Снижение слуха под влиянием достаточно интенсивных и длительно действующих шумов связано с дегенеративными из- менениями как в волосковых клетках кортиева органа, так и в первом нейроне слухового пути – спиральном ганглии, а также в волокнах кохлеарного нерва. Однако единого мнения о патоге- незе стойких и необратимых изменений в рецепторном отделе анализатора не существует. Профессиональная тугоухость развивается обычно по- сле более или менее длительного периода работы в шуме. Сроки ее возникновения зависят от интенсивности и частотно– временных параметров шума, длительности его воздействия и индивидуальной чувствительности органа слуха к шуму. Жалобы на головную боль, повышенную утомляемость, шум в ушах, которые могут возникать в первые годы работы в условиях шума, не являются специфическими для поражения слухового анализатора, а скорее характеризуют реакцию ЦНС на действие шумового фактора. Ощущение понижения слуха возникает обычно значительно позже появления первых аудио- логических признаков поражения слухового анализатора. С целью обнаружения наиболее ранних признаков дей- ствия шума на организм и, в частности, на звуковой анализатор, наиболее широко используется метод определения временного смещения порогов слуха (ВСП) при различной длительности экспозиции и характере шума. Кроме того, этот показатель применяется для прогнозиро- вания потерь слуха на основании соотношения между постоян- ными смещениями порогов (потерями) слуха (ПСП) от шума, действующего в течение всего времени работы в шуме, и вре- менными смещениями порогов (ВСП) за время дневной экспо- зиции тем же шумом, измеренными спустя две минуты после экспозиции шумом. Например, у ткачей временные смещения порогов слуха на частоте 4000 Гц за дневную экспозицию шу- мом численно равны постоянным потерям слуха на этой частоте за 10 лет работы в этом же шуме. Исходя из этого, можно про- гнозировать возникающие потери слуха, определив лишь сдвиг 72 порога за дневную экспозицию шумом. Шум, сопровождающийся вибрацией, более вреден для органа слуха, чем изолированный. Представление о шумовой болезни сложилось в 1960–70 гг. на основании работ по влиянию шума на сердечно– сосудистую, нервную и др. системы. В настоящее время ее за- менила концепция экстраауральных эффектов как неспеци- фических проявлений действия шума. Рабочие, подвергающиеся воздействию шума, предъявля- ют жалобы на головные боли различной интенсивности, нередко с локализацией в области лба (чаще они возникают к концу ра- боты и после нее), головокружение, связанное с переменой по- ложения тела, зависящее от влияния шума на вестибулярный аппарат, снижение памяти, сонливость, повышенную утомляе- мость, эмоциональную неустойчивость, нарушение сна (преры- вистый сон, бессонница, реже сонливость), боли в области серд- ца, снижение аппетита, повышенную потливость и др. Частота жалоб и степень их выраженности зависят от стажа работы, ин- тенсивности шума и его характера. Шум может нарушать функцию сердечно–сосудистой си- стемы. Отмечены изменения в электрокардиограмме в виде уко- рочения интервала Q–T, удлинения интервала P–Q, увеличения длительности и деформации зубцов Р и S, смещения интервала T–S, изменение вольтажа зубца Т. Наиболее неблагоприятным с точки зрения развития ги- пертензивных состояний является широкополосный шум с пре- обладанием высокочастотных составляющих и уровнем свыше 90 дБА, особенно импульсный шум. Широкополосный шум вы- зывает максимальные сдвиги в периферическом кровообраще- нии. Следует иметь в виду, что если к субъективному восприя- тию шума имеется привыкание (адаптация), то в отношении развивающихся вегетативных реакций адаптации не наблюдает- ся. По данным эпидемиологического изучения распростра- ненности основных сердечно–сосудистых заболеваний и неко- торых факторов риска (избыточная масса, отягощенный анамнез и др.) у женщин, работающих в условиях воздействия постоян- ного производственного шума в диапазоне от 90 до 110 дБА, 73 показано, что шум, как отдельно взятый фактор (без учета об- щих факторов риска), может увеличивать частоту артериальной гипертонии (АГ) у женщин в возрасте до 39 лет (при стаже меньше 19 лет) лишь на 1,1%, а у женщин старше 40 лет – на 1,9%. Однако при сочетании шума хотя бы с одним из «общих» факторов риска можно ожидать учащения АГ уже на 15%. При воздействии интенсивного шума 95 дБА и выше мо- жет иметь место нарушение витаминного, углеводного, белко- вого, холестеринового и водно–солевого обменов. Несмотря на то что шум оказывает влияние на организм в целом, основные изменения отмечаются со стороны органа слу- ха, центральной нервной и сердечно–сосудистой систем, причем изменения нервной системы могут предшествовать нарушениям в органе слуха. Шум является одним из наиболее сильных стрессорных производственных факторов. В результате воздействия шума высокой интенсивности одновременно возникают изменения как в нейроэндокринной, так и в иммунной системах. При этом происходит стимуляция передней доли гипофиза и увеличение секреции надпочечниками стероидных гормонов, а как след- ствие этого – развитие приобретенного (вторичного) иммуноде- фицита с инволюцией лимфоидных органов и значительными изменениями содержания и функционального состояния Т– и В– лимфоцитов в крови и костном мозге. Возникающие дефекты иммунной системы касаются, в основном, трех основных биоло- гических эффектов: – снижение антиинфекционного иммунитета; – создание благоприятных условий для развития аутоим- мунных и аллергических процессов; – снижение противоопухолевого иммунитета. Доказана зависимость между заболеваемостью и величи- ной потерь слуха на речевых частотах 500–2000 Гц, свидетель- ствующая о том, что одновременно со снижением слуха насту- пают изменения, способствующие снижению резистентности организма. При увеличении производственного шума на 10 дБА показатели общей заболеваемости работающих (как в случаях, так и в днях) возрастают в 1,2–1,3 раза. Установлено, что в производствах с уровнями шума до 74 90–95 дБА вегетативно–сосудистые расстройства появляются раньше и превалируют над частотой кохлеарных невритов. Мак- симальное их развитие наблюдается при 10–летнем стаже рабо- ты в условиях шума. Только при уровнях шума, превышающих 95 дБА, к 15 годам работы в «шумной» профессии экстра- ауральные эффекты стабилизируются, и начинают преобладать явления тугоухости. На фоне происходящей интеллектуализации труда, роста удельного веса операторских профессий отмечается повышение значения шумов средних уровней (ниже 80 дБА). Указанные уровни не вызывают потерь слуха, но, как правило, оказывают мешающее, раздражающее и утомляющее действия, которые суммируются с таковым от напряженного труда и при возраста- нии стажа работы в профессии могут привести к развитию экстраауральных эффектов, проявляющихся в общесоматиче- ских нарушениях и заболеваниях. В связи с этим был обоснован биологический эквивалент действия на организм шума и нерв- но–напряженного труда, равный 10 дБА шума на одну катего- рию напряженности трудового процесса (Суворов Г.А. и др., 1981). Этот принцип положен в основу действующих санитар- ных норм по шуму, дифференцированных с учетом напряжен- ности и тяжести трудового процесса. В настоящее время большое внимание уделяется оценке профессиональных рисков нарушения здоровья работающих, в том числе обусловленных неблагоприятным воздействием про- изводственного шума. В соответствии со стандартом ISO 1999:2013 «Акустика Оценивание потери слуха, вызванная шумом» можно оценивать риск нарушений слуха в зависимости от экспозиции и прогнози- ровать вероятность возникновения профзаболеваний. На основе математической модели стандарта ISO определены риски разви- тия профессиональной тугоухости в процентах с учетом отече- ственных критериев профессиональной тугоухости. В России степень профессиональной тугоухости оценивается по средней величине потерь слуха на трёх речевых частотах (0,5–1–2 кГц); величины более 10, 20, 30 дБ соответствуют 1–й, II–й, III–й сте- пени снижения слуха. Необходимо отметить, что стандарт ISO не учитывает ха- 75 рактер трудовой деятельности, как это предусмотрено в сани- тарных нормах по шуму, где предельно допустимые уровни шу- ма дифференцированы по категориям тяжести и напряженности труда и тем самым охватывают неспецифическое действие шу- ма, что важно для сохранения здоровья и работоспособности лиц операторских профессий. 8.4 Нормирование шума на рабочих местах Профилактика неблагоприятного влияния шума на орга- низм работающих основана на его гигиеническом нормирова- нии, целью которого является обоснование допустимых уровней и комплекса гигиенических требований, обеспечивающих пре- дупреждение функциональных расстройств или заболеваний. В гигиенической практике в качестве критерия нормирования ис- пользуют предельно допустимые уровни (ПДУ) для рабочих мест, допускающие ухудшение и изменение внешних показате- лей деятельности (эффективности и производительности) при обязательном возврате к прежней системе гомеостатического регулирования исходного функционального состояния с учетом адаптационных изменений. Нормирование шума проводится по комплексу показате- лей с учетом их гигиенической значимости. Действие шума на организм оценивают по обратимым и необратимым, специфиче- ским и неспецифическим реакциям, снижению работоспособно- сти или дискомфорта. Для сохранения здоровья, работоспособ- ности и самочувствия человека оптимальное гигиеническое нормирование должно учитывать вид трудовой деятельности, в частности, физический и нервноэмоциональный компоненты труда. Критерием нормирования по оптимальному уровню для многих факторов, в том числе для шума, можно рассматривать такое состояние физиологических функций, при котором дан- ный уровень шума не вносит своей доли в их напряжение, и по- следнее целиком определяется выполняемой работой. Количественную оценку тяжести и напряженности трудо- вого процесса следует проводить в соответствии с нормативны- ми правовыми актами. Импульсный шум и его оценка. Понятие импульсного 76 шума не является строго определенным. Так, в действующих санитарных нормах к импульсному шуму относят шумы, состо- ящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБА, изме- ренные по характеристикам «импульс» и «медленно», различа- ются не менее чем на 7 дБ. Одним из важных факторов, определяющих различие ре- акций на постоянный и импульсный шумы, является пиковый уровень. В соответствии с концепцией «критического уровня» шумы с уровнями выше определенного, даже очень кратковре- менные, могут вызывать прямую травматизацию органа слуха, что подтверждается морфологическими данными. Многие авто- ры указывают разные значения критического уровня: от 100–105 дБА до 145 дБА. Такие уровни шума встречаются на производ- стве, например, в кузнечных цехах шум от молотов достигает 146 и даже 160 дБА. Опасность импульсного шума определяется не только вы- сокими эквивалентными уровнями, но и дополнительным вкла- дом временных характеристик, вероятно, за счет травмирующе- го эффекта высоких пиковых уровней. Исследования распреде- ления уровней импульсного шума показали, что, несмотря на малое суммарное время действия пиков с уровнями выше 110 дБА, их вклад в общую дозу может достигать 50%, и это значе- ние 110 дБА было рекомендовано как дополнительный критерий при оценке непостоянных шумов к ПДУ по действующим сани- тарным нормам. Приведенные нормы устанавливают ПДУ для импульсно- го шума на 5 дБ ниже, чем для постоянных шумов (т.е. вносят поправку минус 5 дБА по эквивалентному уровню), и дополни- тельно ограничивают максимальный уровень звука 125 дБА «импульс», но не регламентируют пиковые значения. Тем са- мым действующие нормы ориентируются на громкостные эф- фекты шума, поскольку характеристика «импульс» с t=40 мс адекватна верхним отделам звукового анализатора, а не воз- можному травматическому действию его пиков, являющемуся общепризнанным в настоящее время. Шумовое воздействие на работающих, как правило, явля- ется непостоянным по уровню шума и (или) времени его дей- 77 ствия. В связи с этим для оценки непостоянных шумов введено понятие эквивалентного уровня звука. С эквивалентным уров- нем связана доза шума, которая отражает количество передан- ной энергии и поэтому может служить мерой шумовой нагруз- ки. Наличие в действующих санитарных нормах шума на ра- бочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилых застроек в качестве нормируемого пара- метра эквивалентного уровня и отсутствие такового в качестве дозы шума объясняются рядом факторов. Во–первых, отсут- ствием в стране отечественных дозиметров; во–вторых, при нормировании шума для жилых помещений и для некоторых профессий (работников, у которых орган слуха является рабо- чим органом) энергетическая концепция требует поправок, вно- симых в измерительные приборы, для выражения шума не в уровнях звукового давления, а в величинах субъективной гром- кости. Учитывая появление в последние годы нового направле- ния в гигиенической науке по установлению степени професси- онального риска от различных факторов производственной сре- ды, в том числе и от шума, следует учитывать в перспективе ве- личину дозы шума с различными категориями риска не столько по специфическому влиянию (слуховому), сколько по неспеци- фическим проявлениям (нарушениям) со стороны других орга- нов и систем организма. До настоящего времени влияние шума на человека изуча- лось изолированно: в частности, промышленного шума – на ра- бочих различных производств, служащих административно– управленческого аппарата; городского и жилищно–бытового шума – на население различных категорий в условиях прожива- ния. Эти исследования позволяли обосновать нормативы для постоянного и непостоянного, производственного и бытового шумов в различных местах и условиях пребывания человека. Однако для гигиенической оценки влияния шумов на че- ловека в производственных и внепроизводственных условиях целесообразно учитывать суммарное шумовое воздействие на организм, что возможно на основе концепции суточной дозы шума с учетом видов жизнедеятельности человека (работа, от- 78 дых, сон), исходя из возможности кумуляции их эффектов. 8.5 Профилактика неблагоприятного действия шума Мероприятия по борьбе с шумом могут быть технически- ми, архитектурно–планировочными, организационными и меди- ко–профилактическими. Технические средства борьбы с шумом: – устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике; – ослабление шума на путях передачи; – непосредственная защита работающего или группы ра- бочих от воздействия шума. Наиболее эффективным средством снижения шума явля- ется замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бесшумные. Большое значение имеет снижение шума в источнике. Этого можно добиться усовершенствованием конструкции или схемы установки, производящей шум, измене- нием режима ее работы, оборудованием источника шума допол- нительными звукоизолирующими устройствами или ограждени- ями, расположенными по возможности ближе к источнику (в пределах его ближнего поля). Одним из наиболее простых тех- нических средств борьбы с шумом на путях передачи является звукоизолирующий кожух, который может закрывать отдельный шумный узел машины (например, коробку передач) или весь аг- регат в целом. Кожухи из листового металла с внутренней обли- цовкой звукопоглощающим материалом могут снижать шум на 20 – 30 дБ. Увеличение звукоизоляции кожуха достигается за счет нанесения на его поверхность вибродемпфирующей масти- ки, обеспечивающей снижение уровней вибрации кожуха на ре- зонансных частотах и быстрое затухание звуковых волн. Для ослабления аэродинамического шума, создаваемого компрессорами, вентиляционными установками, системами пневмотранспорта и др., применяются глушители активного и реактивного типов. Наиболее шумное оборудование размещают в звукоизолирующих камерах. При больших габаритах машин или значительной зоне обслуживания оборудуют специальные кабины для операторов. Акустическая отделка помещений с шумным оборудова- 79 нием может обеспечить снижение шума в зоне отраженного звукового поля на 10 – 12 дБ и в зоне прямого звука до 4 – 5 дБ в октавных полосах частот. Применение звукопоглощающих об- лицовок для потолка и стен приводит к изменению спектра шу- ма в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно улучшает условия труда. В многоэтажных промышленных зданиях особенно важна защита помещений от структурного шума (распространяющего- ся по конструкциям здания). Его источником может быть произ- водственное оборудование, которое имеет жесткую связь с ограждающими конструкциями. Ослабление передачи струк- турного шума достигается виброизоляцией и вибропоглощени- ем. Хорошей защитой от ударного шума в зданиях является устройство «плавающих» полов. Архитектурно–планировочные решения во многих случаях предопределяют акустический ре- жим производственных помещений, облегчая или затрудняя ре- шение задач по их акустическому благоустройству. Шумовой режим производственных помещений обуслов- лен размерами, формой, плотностью и видами расстановки ма- шин и оборудования, наличием звукопоглощающего фона и т.д. Планировочные мероприятия должны быть направлены на ло- кализацию звука и уменьшение его распространения. Помеще- ния с источниками высокого уровня шума по возможности сле- дует группировать в одной зоне здания, примыкающей к склад- ским и вспомогательным помещениям, и отделять коридорами или подсобными помещениями. Учитывая, что с помощью технических средств не всегда удается снижать уровни шума на рабочих местах до норматив- ных значений, необходимо применять средства индивидуальной защиты органа слуха от шума (антифоны, вкладыши). Эффек- тивность средств индивидуальной защиты может быть обеспе- чена правильным подбором в зависимости от уровней и спектра шума, а также контролем за условиями их эксплуатации. В комплексе мероприятий по защите человека от неблаго- приятного действия шума определенное место занимают меди- цинские средства профилактики. Важнейшее значение имеет 80 проведение предварительных и периодических медицинских осмотров. Противопоказаниями к приему на работу, сопровождае- мую шумовым воздействием, служат: – стойкое понижение слуха (хотя бы на одно ухо) любой этиологии; – отосклероз и другие хронические заболевания уха с не- благоприятным прогнозом; – нарушение функции вестибулярного аппарата любой этиологии, в том числе, болезнь Меньера. Принимая во внимание значение индивидуальной чув- ствительности организма к шуму, исключительно важным явля- ется диспансерное наблюдение за рабочими первого года рабо- ты в условиях шума. Одним из направлений индивидуальной профилактики шумовой патологии является повышение сопротивляемости ор- ганизма рабочих к неблагоприятному действию шума. С этой целью рабочим шумных профессий рекомендуется ежедневный прием витаминов группы В в количестве 2 мг и витамина С в количестве 50 мг (продолжительность курса 2 недели с переры- вом в неделю). Следует также рекомендовать введение регла- ментированных дополнительных перерывов с учетом уровня шума, его спектра и наличия средств индивидуальной защиты. Контрольные вопросы 1 Основные источники, физические параметры шума. 2 Классификация производственных шумов. 3 Общее действие шума на организм. Шумовая болезнь. Современное представление о патогенезе профессиональной ту- гоухости. 4 Принципы гигиенического нормирования шума; особен- ности нормирования непостоянного шума. 5 Гигиенические критерии оценки шумового фактора по показателям вредности и опасности. Дозный подход к оценке шума, воздействующего на организм. 6 Оборудование, условия и методика измерения парамет- ров шума на рабочем месте. 7 Система мероприятий по профилактике шумовой пато- логии на производстве. 81 Литература [6, 11, 13, 16, 19, 30, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50]. 9 лекция Вибрация 9.1 Общие сведения Вибрация – это колебательные движения с упругими свя- зями. В природе вибрация практически не встречается, но к со- жалению, очень часто возникает в технических устройствах. Кроме того, в технике вибрацию специально используют, например, при вибрационной транспортировке. Вибрация как фактор производственной среды встречает- ся в металлообрабатывающей, горнодобывающей, металлурги- ческой, машиностроительной, строительной, пищевой промыш- ленностях, в сельском хозяйстве, на транспорте и в других от- раслях экономики. Причинами её возникновения являются не- уравновешенные силовые воздействия, источниками которых служат: возвратно–поступательные движущиеся системы (кри- вошипно–шатунные механизмы, ручные перфораторы, вибро- трамбовки и т.п.); неуравновешенные вращающиеся массы (ручные электрические и пневматические шлифовальные маши- ны, режущий инструмент станков и т.п.). В отдельных случаях вибрации могут создаваться также ударами деталей, например, зубчатые зацепления, подшипниковые узлы. Практически всё технологическое оборудование пищевой промышленности, а именно: насосы, вентиляционные установки, компрессоры, транспортёры, разливочные автоматы, тестомесильные машины, электродвигатели и т.п. являются источниками вибрации. Основными параметрами вибрации, происходящими по синусоидальному закону, являются: амплитуда виброперемеще- ния хm (м), амплитуда колебательной скорости vm (м/с), ампли- туда колебательного ускорения аm (м/с2 ), период колебаний T (с) и частота f (Гц=с –1 ), связанные соотношением f=1/Т. Вибросмещение в случае гармонических колебаний опре- деляют по формуле х=хm·sin(ωt+φ), где ω – угловая частота (ω=2πf); φ – начальная фаза вибросмещения в момент времени t=0. В большинстве случаев начальная фаза в задачах охраны труда значения не имеет и может не учитываться. Виброскорость (v) и виброускорение (a) являются соот- 82 ветственно первой и второй производной по времени от вибро- перемещения (хm) и определяются из соотношений: v=vT·cos(ωt+φ); a=–aT·sin(ωt+φ), где vT, aT – максимальные зна- чения виброскорости и виброускорения соответственно колеб- лющейся точки. Частота, виброскорость и виброускорение гармонического колебательного движения определяется соотвественно по выра- жениям: f=n/60; v=2πf·A=ω·A; a=(2πf) 2 ·A, где n – число оборо- тов в минуту; A – вибросмещение. Реальное вибрационное движение, как правило, состоит из множества простейших гармонических колебаний и имеет сложный спектр. Значение спектра необходимо для оценки вли- яния вибрации на организм человека, которое обусловлено ча- стотой вибрации. Учитывая, что абсолютные значения параметров, характе- ризующих вибрацию, изменяется в очень широких пределах, используется понятие логарифмический уровень колебаний. Это характеристика колебаний, сравнивающая две одноименных фи- зических величины, пропорциональные десятичному логарифму отклонения оцениваемой величины и исходного значения вели- чины (опорные значения параметров). Логарифмические уровни виброскорости Lv и виброуско- рения Lа (в дБ), определяют по выражениям: Lv=20·lg(v/(v0)), La=20·lg(a/(a0)), где v0=5·10–8 (м/с) и а0=1·10–6 (м/с2 ) – соответ- ственно пороговое (опорное) значение виброскорости и вибро- ускорения. В практике виброакустических исследований весь диапа- зон частот вибрации разбивается на октавные диапазоны. В ок- тавном диапазоне верхняя граничная частота (f2) вдвое больше нижней (f1), т.е. f2/f1=2. Анализ вибрации может производиться также в третьоктавных полосах частот, f2/f1=21/3 . При частотном (спектральном) анализе нормируемыми параметрами являются их средние квадратические значения или логарифмические уровни. Средние геометрические частоты ок- тавных fсго и третьоктавных fсгт полос стандартизированы и определяются соотвественно по формулам: fсго=103n/10 , n=0,1,2,3… с последующим округлением результатов. Верхние и нижние частоты октавных полос определяются следующими 83 соотношениями: fн=fсг/21/2 и fв=2 1/2 ·fсг. По способу передачи вибрации на человека различают следующие её вида: 1) общую – передаётся на тело сидящего или стоящего че- ловека через опорные поверхности (опорой называется поверх- ность, на которой человек стоит, сидит или лежит); 2) локальную – передаётся на руки через ручной инстру- мент. В производственных условиях нередко имеет место инте- грированное действие локальной и общей вибрации. Вибрация, передающаяся на ноги сидящего человека и на предплечья, кон- тактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, относится к локальной вибрации Общая вибрация по источнику её возникновения делится на категории: 1 категория – транспортная вибрация: воздействует на че- ловека на рабочих местах транспортных средств при движении по местности и дорогам (в том числе при их строительстве). Ис- точники транспортной вибрации: тракторы сельскохозяйствен- ные и промышленные, сельскохозяйственные машины, автомо- били грузовые, снегоочистители, самоходный горно–шахтный рельсовый транспорт. 2 категория – транспортно–технологическая вибрация: воздействует на человека на рабочих местах машин, перемеща- ющихся по специально подготовленным поверхностям произ- водственных помещений, промышленных площадок, горных выработок. Источники транспортно–технологической вибрации: экскаваторы, краны промышленные и строительные, машины для загрузки мартеновских печей в металлургическом производ- стве, горные комбайны, шахтные погрузочные машины, само- ходные бурильные каретки, путевые машины, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт. 3 категория – технологическая вибрацию: воздействует на человека на рабочих местах стационарных машин или передаёт- ся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Источ- ники технологической вибрации: станки металло– и деревооб- рабатывающие, кузнечно–прессовое оборудование, электриче- ские машины, стационарные электрические установки, насосные 84 агрегаты и вентиляторы, оборудование для бурения скважин, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна, обо- рудование промышленности стройматериалов (кроме бетоно- укладчиков) и др. Вибрацию категории 3 по месту действия делят на типы: «а» на постоянных рабочих местах производственных по- мещений предприятий; «б» на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет ма- шин, генерирующих вибрацию; «в» на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычис- лительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, ра- бочих комнатах и других помещениях для работников умствен- ного труда. Локальная вибрация по источнику её возникновения де- лится на: – вибрацию, передающуюся человеку от ручного механи- зированного инструмента (с двигателями), органов ручного управления машинами и оборудованием; – вибрацию, передающуюся человеку от ручного немеха- низированного инструмента (без двигателей), например, рихто- вочных молотков разных моделей и обрабатываемых деталей. Классифицируют вибрацию и по направлению действия согласно направлению осей ортогональной системы координат. Для общей вибрации ось x расположена по направлению от спины к груди. Ось y от правого плеча к левому. Ось z вдоль ту- ловища (от ног к голове). Для локальной вибрации ось z прохо- дит вдоль ручного инструмента; оси x,y – перпендикулярны к оси z. По временным характеристикам вибрацию выделяют по- стоянную и непостоянную. Постоянная вибрация, для которой величина нормируе- мых параметров (v, а) изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин. Непостоянная вибрация, для которой величина нормируе- мых параметров (v, а) изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин. Непостоянную делят на: 85 а) колеблющуюся во времени, для которой величина нор- мируемых параметров непрерывно изменяется во времени; б) прерывистую, когда контакт человека с вибрацией пре- рывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с; в) импульсная, состоящая из одного или нескольких виб- рационных воздействий (например, ударов), каждый длительно- стью менее 1 с. По частотному составу вибрации выделяют: – низкочастотные вибрации (с преобладанием максималь- ных уровней в октавных полосах частот 1–4 Гц для общих виб- раций, 8–16 Гц – для локальных вибраций); – среднечастотные вибрации (8–16 Гц – для общих вибра- ций, 31,5–63 Гц – для локальных вибраций); – высокочастотные вибрации (31,5–63 Гц – для общих вибраций, 125–1000 Гц – для локальных вибраций). По характеру спектра вибрации выделяют: – узкополосные вибрации, у которых контролируемые па- раметры в одной 1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 октавных полосах; – широкополосные вибрации – с непрерывным спектром шириной более одной октавы. 9.2 Действие на организм Вибрация может оказывать на человека как положитель- ное, так и отрицательное действие. Вибрация относится к фак- торам, обладающим значительной биологической активностью. Степень распространения колебаний по телу зависит от их ча- стоты, амплитуды, площади участков тела, соприкасающихся с вибрирующим объектом, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явления резонанса и других условий. При изучении биологического действия вибрации прини- мается во внимание характер её распространения по телу чело- века, которое рассматривается как сочетание масс с упругими элементами. В одном случае это всё туловище с нижней частью позвоночника и тазом (стоящий человек), в другом случае – верхняя часть туловища в сочетании с верхней частью позво- 86 ночника, нагибающийся вперёд (сидящий человек). Независимо от места возбуждения колебания затухают при распространении по телу тем больше, чем выше их частота, причём величина за- тухания не зависит от уровня интенсивности колебаний в зоне возбуждения. Благоприятное воздействие оказывает местная вибрация малой интенсивности: восстановление трофических изменений, быстрое заживление ран, притупление боли, улучшение функ- ционального состояния центральной нервной системы и др. Длительное воздействие общей вибрации может привести к развитию вибрационной болезни. Для клинической картины болезни характерно: поражение нервно–мышечной системы, опорно–двигательного аппарата, изменение обмена веществ. Низкочастотная общая вибрация, особенно резонансного диапа- зона, вызывает длительную травматизацию межпозвонковых дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменение моторики гладкой мускулатуры желудка и кишечни- ка, может приводить к болевым ощущениям в области поясни- цы, возникновению и прогрессированию дегенеративных изме- нений позвоночника, заболеваний хроническим пояснично– крестоцовым радикулитом, которые часто регистрируются трак- тористов, рабочих, занятых в производстве сборного железобе- тона, у водителей автомобилей. При воздействии низкочастотной вибрации снижается острота зрения, нарушается цветоощущение, сужаются границы поля зрения, уменьшается устойчивость ясного видения, снижа- ется функциональная подвижность, происходит расстройство фиксации предметов глазом, нарушается чёткость восприятия объектов, затрудняется чтение приборной информации. Общая низкочастотная вибрация вызывает нарушение ко- ординации движений, причём наиболее выраженные изменения отмечается при частотах 4–11 Гц. Общая вибрация оказывает воздействие на функцию дыхания. Изменения дыхания наблю- даются при воздействии вибрации с частотой 4–5 Гц. Отмечено влияние общей вибрации на обменные процес- сы (изменение углеводного обмена) и биохимические показате- ли крови (нарушение белкового и ферментативного, а также ви- таминного и холестеринового обменов). Наблюдаются наруше- 87 ния окислительно–восстановительных процессов, изменения показателей азотистого обмена, изменения активности коагули- рующих и антисвёртывающих факторов крови, нарушение дея- тельности эндокринной системы. Общая вибрация оказывает также отрицательное влияние на женские и мужские детородные органы. Диапазон частот от 35 до 250 Гц, является уровнем вибра- ционной болезни. Симптомы этой болезни – эмоциональная не- устойчивость, головокружение, тошнота, сердцебиение, тремор внутренних органов Особенно вредны колебания, которые совпадают с часто- той организма в целом или его внутренних органов (явление ре- зонанса). Резонансные частоты, Гц, некоторых частей тела тако- вы: глаза 12–27; ноги, руки 2–8; живот 4–12. В производственных условиях ручные машины с макси- мальным уровнем виброскорости в полосах низких частот вы- зывают вибрационную патологию с преимущественным пора- жением нервно–мышечного, опорно–двигательного аппарата. К основным проявлениям вибрационной патологии относятся нейрососудистые расстройства рук, сопровождающиеся интен- сивными болями, снижением всех видов кожной чувствительно- сти, слабостью в кистях рук. Часто наблюдается синдром «мерт- вых» пальцев (акроасфикция). Усугубляющими факторами вредного воздействия вибра- ции являются считаются – чрезмерные мышечные и нервно– эмоциональные нагрузки, неблагоприятные микроклиматиче- ские условия, шум высокой интенсивности. Сопутствующие факторы могут увеличить риск вибрационной болезни в 5…10 раз. 9.3 Гигиеническое нормирование Основным законодательным документом гигиенического нормирования вибрации является СН 2.2.4/2.1.8.566–96 «Произ- водственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и обще- ственных зданий». Гигиеническая оценка постоянной и непостоянной вибра- ции, воздействующей на человека, должна производиться сле- дующими методами: 88 – частотным (спектральным) анализом нормируемого па- раметра; – интегральной оценкой по частоте нормируемого пара- метра; – интегральной оценкой с учётом времени вибрационного воздействия по эквивалентному (по энергии) уровню нормируе- мого параметра. Нормируемыми параметрами являются среднеквадратиче- ские значения виброскорости (v) и виброускорения (a), и их ло- гарифмические уровни (Lv , La). Нормируемый диапазон частот устанавливается: – для локальной вибрации в виде октавных полос со сред- негеометрическими частотами: 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц; – для общей вибрации в виде октавных или 1/3 октавных полосах со среднегеометрическими частотами: 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Гц. Предельно допустимый уровень (ПДУ) вибрации – это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего ра- бочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья. Соблюдение ПДУ вибрации не исключает нарушение здоровья у сверхчувствительных лиц. ПДУ нормируемых параметров производственной локаль- ной вибрации и общей вибрации всех категорий при длительно- сти вибрационного воздействия 480 мин (8 ч) приведены в таб- лицах СН 2.2.4/2.1.8.566–96. Санитарные нормы одночисловых показателей вибрационной нагрузки на человека для длительно- сти смены 8 часов в октавных полосах частот приведены в таб- лице 5. Допустимое значение вибрации UТ при длительности её воздействия Т менее 480 мин (8 ч) определяется по формуле UТ=U480·(480/Т)1/2, где U480–норма вибрации при длительности воздействия 480 мин. Максимальный уровень вибрации не дол- жен превышать значений, вычисленных для Т=30 мин. 89 Таблица 5 Нормы вибрационной нагрузки Вид вибрации Катего- рия вибра- ции Напра вление дей- ствия Корректированные норматив- ные по частоте и эквивалентные значения виброускорение виброскорость м/с2 дБ м/с·10–2 дБ Локальная – х, у, z 2,00 126 2,00 112 Общая 1 z 0,56 115 1,10 107 1 y, x 0,40 112 3,20 116 2 z, y, x 0,28 109 0,56 101 3 тип«а» z, y, x 0,10 100 0,20 92 3 тип«б» z, y, x 0,04 92 0,079 84 3 тип«в» z, y, x 0,014 83 0,028 75 9.4 Профилактические мероприятия В тех случаях, когда уровень вибрации превышает допу- стимые значения необходимо проводить мероприятия по сни- жению её параметров. Так как вибрация воздействует на чело- века через объекты, в которых есть источники колебаний, то защитные мероприятия должны охватывать все элементы си- стемы «генератор колебаний–объект–человек». Основные направления защиты от вибрации указаны в ГОСТ 12.1.012– 2004 «Вибрационная безопасность. Общие требования». Прежде снижается вибрация в источнике возникновения: – повышают точность балансировки вращающихся дета- лей, – повышают точность обработки деталей, – чистоту поверхности сопрягающихся деталей, – равномерно распределяется нагрузка на роторы машин. Но исключить полностью вибрацию в источнике возник- новения невозможно. Поэтому в качестве виброзащиты используют методы: 1. Виброгашение – динамическое гашение колебаний пу- тём присоединения источника вибрации к защищаемому объек- ту, который будет уменьшать размеры вибрации; установка аг- регатов на виброгасящем основании. 2. Вибродемпфирование – превращение энергии механи- 90 ческих колебаний системы в другие виды энергии: или за счёт присоединения специальных демпферов, или путём использова- ния материалов с большим коэффициентом трения, либо путём нанесения специальных вибродемпфирующих покрытий из упруго–вязких материалов с большими потерями на трение. 3. Виброизоляцию – уменьшение динамических сил, пере- даваемых с виброактивной системы на другую, защищаемую от вибрации. Виброгашение реализуется при увеличении жёсткости си- стемы за счёт введения дополнительных рёбер жёсткости или путём увеличения массы конструкции за счёт усиления фунда- мента. Конструктивно дополнительное основание выполняется в виде железобетонной плиты, а корпуса машин или станины станков крепят с помощью анкерных болтов или цементного раствора. Для борьбы с распространением вибрации по строитель- ным конструкциям зданий применяются динамические успокои- тели колебаний, или виброгасители. Виброгаситель – это масса, укреплённая на пружине. Собственная частота такой дополни- тельной системы, присоединенной к главной, колеблющейся под влиянием возмущающей силы, должна быть равна частоте возмущающей силы f0=fв. Достигается это подбором жёсткости пружины. В этом случае присоединённая система приходит в резонансные колебания, а главная система, которую требуется успокоить, прекращает колебательное движение. Метод вибродемпфирования (вибропоглощения) осу- ществляется выбором материалов и конструкций с малой жёст- костью и большим внутренним трением (упруговязкие). Вибропоглощающий материал крепят или наносят на виб- рирующие элементы машины. Демпфирующими материалами являются битум, резина, толь, фетр, асбест, пластмассы, специ- альные мастики. Поглощающий эффект достигается при усло- вии плотного прилегания материала к вибрирующей поверхно- сти. Вибродемпфирующие покрытия в зависимости от величины динамического модуля упругости (Юнга) Е, Па подразделяются: – жёсткие 108 – 10 9Па, – мягкие ≤ 107 Па. Жёсткие (твёрдые с наполнителями пластмассы) более 91 эффективны в области низких и средних частот, а мягкие (мяг- кие резины и пластмассы, битумизированный войлок, мастики) – высоких частот. В тех случаях, когда обрабатываемая поверхность имеет сложную форму, для вибродемпфирующего покрытия приме- няют смесь синтетических смол и наполнителей, а также специ- альную мастику–антивибрит на основе эпоксидных смол. Метод виброизоляции заключается в установке между ис- точником колебаний и объектом упругих элементов (опор). Этот метод используют, когда необходимо защитить рабочее место от колебаний основания или защитить основание от колебаний не- уравновешенных машин. В качестве виброизоляторов (амортизаторов) используют резиновые или пластмассовые ленты, цилиндрические стальные пружины, комбинированные виброизоляторы (пружинно– резиновые, пружинно–пластмассовые, пружинно–рессорные) и пневматические изоляторы (воздушные подушки), в которых используют упругие свойства сжатого воздуха. Показателем эффективности виброизоляции служит ко- эффициент передачи КП, который показывает, какая доля дина- мической силы от источника вибрации передаётся через аморти- заторы на основание: КП=f0/fв , где f0 – частота собственных ко- лебаний, Гц; fв – частота вынужденных колебаний, Гц. Чем меньше КП, тем выше эффективность виброизоляции. Для хороших амортизаторов КП составляет 1/8÷1/15. Для получения достаточно низких значений коэффициен- та передачи необходимо, чтобы частота собственных колебаний f0 была намного ниже вынужденных fв . Если f0 у какой–либо машины незначительно отличается от fв , то динамическая сила, которая будет передаваться на основание, будет возрастать и в этом случае применение амортизаторов будет не просто беспо- лезным, но и вредным, т.к. будет возрастать амплитуда колеба- ний виброизолированной машины. При проектировании систем виброизоляции нельзя ис- ключать резонансные явления (f0=fв), т.к. в этом случае резко возрастет интенсивность колебаний защищаемого объекта. Пружинные стальные амортизаторы широко используют в строительных машинах и механизмах. Обладают достаточно 92 большой эффективностью КП=1/40÷1/60. Затухание колебаний машин на таких амортизаторах происходит за 15–20 периодов из–за невысоких значений упругих свойств пружин. Пружины стойки к агрессивным средам. Недостаток – малое снижение высокочастотных вибраций. Резиновые виброизоляторы имеют большое внутреннее трение и их можно применять, когда необходимо уменьшить время затухания собственных колебаний и амплитуды колеба- ний на резонансных режимах. Но виброизолирующая способ- ность ниже: КП=1/15÷1/20. Выполняют обычно со сквозными отверстиями или оребренными. Положительные свойства пружинных и резиновых вибро- изоляторов собраны в пружинно–резиновых виброизоляторах. Нашли применение пневматические изоляторы: просты по конструкции и высокие показатели эффективности. Выбор виброизоляции можно вести в определённой по- следовательности. Выбирают конкретный тип виброизоляторов с известными допустимыми нагрузками и жёсткостными харак- теристиками и определяют значения собственных частот f0 виб- роизолированной установки. Для известных значений частот fв возмущающих сил и моментов рассчитывают соответствующие значения КП и сопоставляют с требуемыми значениями. Меры профилактики неблагоприятного воздействия виб- рации и сопутствующих факторов при работе с виброинстру- ментами включают также организационно–технические, адми- нистративные и медико–профилактические мероприятия. Организационно–технические мероприятия: – Защиту временем – режимы труда, рациональное рас- пределение работ с виброинструментами в течение рабочей смены, рациональное использование регламентированных пере- рывов; – Меры коллективной защиты, особенно при работе на от- крытых площадках в холодный период года (наличие помеще- ний для обогрева, отдыха и укрытия от неблагоприятных метео- рологических условий); – Средства индивидуальной защиты (антивибрационные рукавицы, противошумные наушники или вкладыши, тёплая специальная одежда; при обводнении и охлаждающем действии 93 воды–водонепроницаемая одежда, рукавицы, обувь). Административные меры – допуск к работе только ис- правных и отрегулированных инструментов с виброзащитой, проведение периодического контроля за уровнями вибрации, обеспечение работников эффективными средствами индивиду- альной и коллективной защиты, профилактическим питанием, обучение работников правильным способам работы с виброин- струментом, прохождение работниками регулярных медицин- ских осмотров и т.д.). Медико–профилактические мероприятия включают: проведение периодических и предварительных медицинских осмотров, физиотерапевтические меры, витаминопрофилактику, санаторно–курортное лечение и др. Контрольные вопросы 1 Источники вибрации на производстве, гигиеническая значимость. 2 Физические параметры вибрации, классификация. 3 Влияние вибрации на организм. Производственные фак- торы, способствующие развитию в организме патологических изменений. 4 Вибрационная болезнь. 5 Приборы для измерения параметров вибрации. Методи- ка измерения общей и локальной вибрации. 6 Гигиеническое нормирование вибрации. 7 Профилактические мероприятия по защите от воздей- ствия производственной вибрации. Литература [12, 33, 43, 44, 45, 46, 47, 49, 50]. 10 лекция Электромагнитное излучение 10.1 Общие сведения Общеизвестно, что человек и окружающая среда находят- ся под интенсивным воздействием электромагнитных полей, со- здаваемых как естественными, так и техногенными источниками электромагнитного излучения (ЭМИ). Если электромагнитные поля естественных источников, таких как Космос, Галактика, Солнце являются постоянными природными характеристиками среды обитания человека, то электромагнитные поля (ЭМП), со- здаваемые техногенными источниками, используемые как в 94 экономических, так и в военных целях, оказывают, как правило, либо побочное, либо прямое воздействие на человека. Проблема взаимодействия человека с ЭМП техногенного характера существенно осложнилась в последнее время в связи с интенсивным развитием радиосвязи, радионавигации, телевизи- онных систем, расширением сферы применения электромагнит- ной энергии для осуществления определённых технологических операций, широким распространением компьютерной техники, массовым распространением бытовых электро– и электронных приборов. Тенденция наращивания плотности электромагнитной энергии в окружающей среде привела к тому, что в настоящее время напряжённость полей создаваемых техногенными источ- никами, превосходили на несколько порядков напряжённость соответствующих по частоте полей естественного происхожде- ния. При характеристике электромагнитной обстановки поль- зуются терминами «электрическое поле», «магнитное поле», «электромагнитное поле»: электрическое (электростатическое) поле создаётся электрическими зарядами, а их движение по про- воднику порождает магнитное поле. Поскольку магнитных за- рядов не существует, силовые линии магнитного поля всегда замкнуты. Критерием интенсивности электрического поля, является напряжённость электрического поля – Е с единицей измерения В/м (Вольт на метр). Величина магнитного поля характеризует- ся напряжённостью магнитного поля Н с единицей измерения А/м (Ампер на метр). При оценке магнитного поля сверх низких и крайне низких частот (3–300 Гц) используется показатель маг- нитной индукции В с единицей измерения Тл (Тесла), при чём 1 мкТл=1,25 А/м. Постоянные электрические и магнитные поля возникают и существуют только в присутствии источников – заряда или электрического тока. Однако, в природе обнаружена связь элек- трического и магнитного поле при их изменениях. Электромагнитное поле (ЭМП) – это совокупность двух взаимосвязанных переменных полей: электрического и магнит- ного, которая распространяется в пространстве в виде электро- 95 магнитных волн (электромагнитного излучения (ЭМИ)). Излу- чение – это энергия, переданная волнами. Электромагнитное поле особая форма материи, создавае- мая изменяющимися во времени электрическим полем Е, кото- рое порождает магнитное поле Н, а изменяющееся Н возбуждает вихревое электрическое поле. Напряжённости полей Е и Н, рас- положенные перпендикулярно друг другу, непрерывно изменя- ясь, порождают друг друга. Электромагнитное поле – самый распространённый вид поля, который может существовать в от- рыве от источника. По временной зависимости величины, характеризующие электромагнитное поле, подразделяются на следующие основ- ные виды: постоянные (не зависящие от времени), гармониче- ские и произвольные периодические колебания, импульсы, шу- мы, модулированные по амплитуде. Для характеристики периодических электромагнитных колебаний используют следующие параметры: – среднее квадратическое значение напряженности элек- трического поля; – средние квадратические значения напряженности маг- нитного поля и магнитной индукции; – средняя плотность потока энергии электромагнитного поля в плоской волне. Все электромагнитные волны в свободном пространстве распространяются со скоростью света, равной 300 тыс. км/с. 10.2 Виды электромагнитных полей К ЭМП и ЭМИ относя электромагнитные колебания ра- диочастотного и оптического диапазонов. Условно к ним также относят статические электрические и постоянные магнитные поля хотя они излучениями не являются. В спектре естественных ЭМП условно выделяют не- сколько составляющих – это постоянное магнитное поле Земли (геомагнитное поле, ГМП), электростатическое поле и перемен- ные электромагнитные поля в диапазоне частот от 10–3 до 1012 Гц. Геомагнитное поле является одним из важнейших факторов окружающей среды. Установлено, что геомагнитные возмуще- ния могут оказывать дессинхронизирующее действие на биоло- 96 гические ритмы и другие процессы в организме. В периоды воз- никновения геомагнитных возмущений фиксируется увеличение числа инфарктов и инсультов, дорожно–транспортных проис- шествий и аварий самолетов. При магнитных бурях неблагопри- ятное воздействие на организм испытывает около 30 % населе- ния. Величина постоянного ГМП может изменяться на поверх- ности Земли от 26 мкТл (в районе Риоде–Жанейро) до 68 мкТл (вблизи географических полюсов), достигая максимумов в рай- онах магнитных аномалий (Курская аномалия, до 190 мкТл). Геомагнитное поле претерпевает изменения с длительны- ми (вековыми) периодами (8000, 600 лет) и с периодами в де- сятки лет (60, 22, 11 лет), а также короткопериодические суточ- ные вариации. Солнечная активность и межпланетное магнит- ное поле изменяют электрическое и магнитное поля Земли, тем самым оказывают определённое воздействие на организм чело- века. Статические электрические поля (СЭП) представляют собой поля неподвижных электрических зарядов, либо стацио- нарные электрические поля постоянного тока. Возникновение зарядов статического электричества может происходить при дроблении, разбрызгивании, газовыделении веществ, относи- тельном перемещении двух находящихся в контакте твердых тел, сыпучих, жидких и газообразных материалов, при интен- сивном перемешивании, кристаллизации и пр. СЭП создаются в энергетических установках и при элек- тротехнологических процессах. Они могут существовать в виде собственно ЭСП (поля неподвижных зарядов) или стационар- ных электрических полей (электрические поля постоянного то- ка). СЭП достаточно широко используются в народном хозяй- стве для электрогазоочистки, электростатической сепарации руд и материалов, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов и т.д. В ряде производств и технологи- ческих процессов по изготовлению, обработке и транспортиров- ке диэлектрических материалов, где отмечается образование электростатических зарядов и полей, вызванных электризацией перерабатываемого продукта (текстильная, деревообрабатыва- 97 ющая, целлюлозно–бумажная, химическая промышленности и др.). Например, уровни напряженности СЭП на прядильном и ткацком оборудовании достигают 20–60 кВ/м и выше, а в произ- водстве линолеума, пленочных материалов могут превышать 240–250 кВ/м. Источниками постоянных магнитных полей (ПМП) на рабочих местах являются постоянные магниты, электромагниты, линии передач постоянного тока, электролитные ванны, магни- тогидродинамические (МГД) генераторы, установки магнитно– резонансной томографии (МРТ) и другие электротехнические устройства. Высокие уровни (10–100 мТл) создаются в салонах транспортных средств на магнитной подушке. Уровни ПМП под высоковольтными линиями передачи постоянного тока состав- ляют порядка 20мкТл. А в установках магнитного резонанса па- циенты подвергаются воздействию ПМП до 2 Тл и более. Электромагнитные поля промышленной частоты (ЭМП ПЧ), являющиеся частью сверхнизкочастотного диапазо- на радиочастотного спектра, наиболее распространены как в производственных условиях, так и в условиях быта. Диапазон промышленной частоты представлен в нашей стране частотой 50 Гц. Поскольку соответствующая частоте 50 Гц длина волны составляет 6000 км, человек подвергается воздействию фактора в ближней зоне (зоне индукции). В производственных условиях источниками электриче- ского и магнитного полей промышленной частоты являются си- ловое и электрораспределительное оборудование, трансформа- торы, электропечи и др. мощными источниками магнитного по- ля в диапазоне 0–1000 Гц является транспорт на электрической тяге – электропоезда, вагоны метрополитена, троллейбусы, трамваи и т.п. Максимальное значение магнитной индукции в пригородных электропоездах достигает 75 мкТл, а среднее её значение на транспорте с электроприводом постоянного тока зафиксировано на уровне 29 мкТл. Наряду с широким применением в радиосвязи и радиове- щании, радиолокации и радиоастрономии, телевидении и меди- цине электромагнитные поля радиочастот (ЭМП РЧ) исполь- зуются в различных технологических процессах: индукционном 98 нагреве, термообработке металлов и древесины, сварке пласт- масс, создании низкотемпературной плазмы и др. Электромаг- нитные поля радиочастотной части спектра в зависимости от длины волны и частоты условно подразделяются на 12 диапазо- нов, таблица 6. Таблица 6 Международная классификация электромагнитных волн Номер полосы часто- ты Название частотного диапазона Границы диапазона Название диапазона длин волн частот длин волн 1 Крайне низкие, КНЧ 3–30 Гц 100–10 мм Декамегаметровые 2 Сверхнизкие, СНЧ 30–300 Гц 10–1 мм Мегаметровые 3 Инфранизкие, ИНЧ 0,3–3 кГц 1000–100 км Гектокилометро- вые 4 Очень низкие, ОНЧ 3–30 кГц 100–10 км Мириаметровые 5 Низкие часто- ты, НЧ 30–300 кГц 10–1 км Километровые 6 Средние, СЧ 0,3–3 МГц 1–0,1 км Гектометровые 7 Высокие часто- ты, ВЧ 3–30 МГц 100–10м Декаметровые 8 Очень высокие, ОВЧ 30–300 МГц 10–1 м Метровые 9 Ультравысокие, УВЧ 0,3–3 ГГц 1–0,1 м Дециметровые 10 Сверхвысокие, СВЧ 3–30 ГГц 10–1 см Сантиметровые 11 Крайне высо- кие, КВЧ 30–300 ГГц 10–1 мм Миллиметровые 12 Гипервысокие, ГВЧ 300–3000 ГГц 1–0,1 мм Децимиллиметро- вые Электромагнитное поле характеризуется совокупностью переменных электрического и магнитного составляющих. Раз- личные диапазоны радиоволн объединяет общая физическая природа, но они существенно различаются по заключенной в них энергии, характеру распространения, поглощения, отраже- ния, а вследствие этого – по действию на среду, в том числе и на человека. Чем короче длина волны и больше частота колебаний, 99 тем больше энергии несет в себе квант. Связь между энергией (I) и частотой (f) колебаний опреде- ляется как I = h·f или I = (h·с)/ λ, так как между длиной волны (λ) и частотой (f) существует соотношение f = с/λ, где с – ско- рость распространения электромагнитной волны в воздухе (с=3·108 м/с); h – постоянная Планка, равная 6,6·10–34 Вт/см2 . Вокруг любого источника излучения электромагнитное поле разделяют на 3 зоны: ближнюю – зону индукции, проме- жуточную – зону интерференции и дальнюю – волновую зону. Если геометрические размеры источника излучения меньше длины волны излучения λ (т.е. имеется точечный источ- ник), границы зон определяются следующими расстояниями: – R |