Влияние шума и вибрации на организм человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Введение

2. Шум: понятие и источники

3. Звук, его природа и воздействие на человека

3.1 Понятие звука и характеристики

3.2 Виды звука. Болевой порог

3.3 Звуки предельных частот, их действие и меры защиты

4. Классификация шумов

5. Механизм воздействия шума

6. Действие шума на организм человека

7. Нормирование шумов

8. Методы и средства защиты от шума

9. Вибрации

9.1 Классификация вибрации

9.2 Влияние вибрации на работоспособность

9.3 Защита от вибраций

10. Заключение

11. Список литературы



1. Введение

Шум и вибрация являются ведущими вредными и опасными производственными факторами в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Акустическому и вибрационному воздействию подвергаются многочисленные контингенты работающих лиц как физического, так и умственного труда.

Шумовой и вибрационный факторы относятся к числу причин профессиональных заболеваний, во многом определяющих структуру профессиональной патологии среди трудящихся на предприятиях. Влияние шума и вибрации на организм человека, особенно молодого, может проявиться также в форме неспецифических, производственно обусловленных заболеваний с ангиодистоническим или астеновегетативным синдромом, снижением иммунобиологической реактивности организма.

В настоящее время вредному шумовому воздействию подвержены не только рабочие на производстве, но и обычные жители крупных городов, а так же живущие рядом с автомагистралями. Поэтому проблема шумов сейчас как нельзя актуальна и борьбой с шумами и их последствиями обеспокоена большая часть населения.



2. Шум: понятие и источники

Одним из наиболее распространенных природных и техногенных физических факторов производственной и окружающей среды является шум - любой нежелательный звук или совокупность таких звуков ; беспорядочное сочетание различных по силе и частоте звуков; способен оказывать неблагоприятное воздействие на организм.

Шум как гигиенический фактор - это совокупность звуков различной частоты и интенсивности, которые воспринимаются органами слуха человека и вызывают неприятное субъективное ощущение.

Шум как физический фактор представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды, носящее обычно случайный характер.

Производственным шумом называется шум на рабочих местах, на участках или на территориях предприятий, который возникает во время производственного процесса, совокупность звуков различной интенсивности и высоты, беспорядочно изменяющихся во времени, возникающих в условиях производства и неблагоприятно воздействующих на организм.

Шум имеет определенную частоту, или спектр, выражаемый в герцах, и интенсивность - уровень звукового давления, измеряемый в децибелах. Для человека область слышимых звуков определяется в интервале от 16 до 20 000 Гц. Наиболее чувствителен слуховой анализатор к восприятию звуков частотой 1000-3000 Гц (речевая зона). Измерение, анализ и регистрация спектра шума производятся специальными приборами - шумомерами и вспомогательными приборами (самописцы уровней шума, магнитофон, осциллограф, анализаторы статистического распределения, дозиметры и др.). Поскольку ухо менее чувствительно к низким и более чувствительно к высоким частотам, для получения показаний, соответствующих восприятию человека, в шумомерах используют систему корректированных частотных характеристик - шкалы А, В, С, D и линейную шкалу, которые отличаются по восприятию. В практике применяется в основном шкала А. Нормируемыми параметрами шума являются уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и эквивалентный (по энергии) уровень звука в децибелах (шкала А).

Допустимые уровни шума на рабочих местах не превышают соответственно 110, 94, 87, 81, 78, 75, 73 дБ, а по шкале А - 80 дБ.

Шум как общебиологический раздражитель может влиять практически на все органы и системы организма. Кроме интенсивности, на характер биологического действия шума существенно влияет его частотный спектр. Более неблагоприятны высокие частоты (выше 1000 Гц). Импульсный шум, возникающий от ударных процессов, а также шум, в спектре которого имеются слышимые дискретные тоны, более агрессивен по сравнению с постоянным шумом.

Источником шума является любой процесс, вызывающий местное изменение давления или механические колебания в твердых, жидких или газообразных средах. Действие его на организм человека связано главным образом с применением нового, высокопроизводительного оборудования, с механизацией и автоматизацией трудовых процессов: переходом на большие скорости при эксплуатации различных станков и агрегатов. Источниками шума могут быть двигатели, насосы, компрессоры, турбины, пневматические и электрические инструменты, молоты, дробилки, станки, центрифуги, бункеры и прочие установки, имеющие движущиеся детали.

К примеру, источниками шума в отделении ферментации являются турбовоздуходувки, обеспечивающие аэрацию ферментеров. При этом значительный удельный вес в суммарный уровень шума привносится за счет работы вентиляторов скрубберов Вентури. Аэродинамический шум превышает допустимые уровни на частотах 500 Гц, 1000 Гц и 2000 Гц. Источниками шума в отделении сепарации являются сепараторы. Максимальные уровни звукового давления приходятся на полосы со среднегеометрическими частотами 1000-4000 Гц. Шум превышает допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот 1000 Гц, 2000 Гц и 4000 Гц. На рабочих площадках вакуум-выпарных установок превышение допустимых уровней шума отмечается в октавных полосах частот 1000-4000 Гц.

Кроме того, за последние годы в связи со значительным развитием городского транспорта возросла интенсивность шума и в быту, поэтому как неблагоприятный фактор, он приобрел большое социальное значение.

Следствием вредного действия производственного шума могут быть профессиональные заболевания, повышение общей заболеваемости, снижение работоспособности, повышение степени риска травм и несчастных случаев, связанных с нарушением восприятия предупредительных сигналов, нарушение слухового контроля функционирования технологического оборудования, снижение производительности труда.



3. Звук, его природа и воздействие на человека

3.1 Понятие звука и характеристики

Звук, или звуковые волны, - это механические колебания, распространяющиеся в твердых, жидких и газообразных средах под воздействием возмущения. Пространство, в котором присутствуют звуковые волны, называется звуковым полем.

Звук представляет собою волнообразно распространяющийся в упругой среде колебательный процесс. Характеристикой этих волн является звуковое давление - переменное давление, возникающее при прохождении звуковых волн дополнительно к атмосферному давлению, т. е. зоны сгущения и разрежения воздуха. Параметрами звуковой волны являются также период, частота (число полных колебаний в 1 сек) и амплитуда (размах) колебаний. Единицей измерения частоты является герц (Гц) - 1 колебание в секунду. Человек воспринимает лишь звуки, имеющие частоту от 20 до 20000 Гц. Ниже 20 Гц находится область инфразвука. Выше 20000 Гц - область ультразвука. Амплитуда колебаний характеризует величину звукового явления. В связи с этим звуковая волна несет определенную механическую энергию, измеряемую в ваттах на 1 см ²

Спектр шума отражает совокупность частот звуковой волны. Для гигиенической оценки шума используют звуковой диапазон от 45 до 11 000 Гц, включающий 9 октавных полос со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц. Октава - диапазон частот, в котором верхняя граница частоты вдвое больше нижней.

Для сравнительной характеристики интенсивности звука в диапазоне от порога слышимости до болевого порога используется логарифм звукового давления - децибел (дБ). За исходную цифру ноль Бел принята пороговая для слуха величина звукового давления 2 * 10^--5 Па (порог слышимости или восприятия). При возрастании ее в 10 раз звук субъективно воспринимается как вдвое более громкий и его интенсивность составляет 1 Бел, или 10 дБ.

3.2 Виды звука. Болевой порог

Звук, который распространяется в воздушной среде, называется воздушным звуком, в твердых телах - структурным. Часть воздуха, охваченная колебательным процессом, называется звуковым полем.

Свободным называется звуковое поле, в котором звуковые волны распространяются свободно, без препятствий (открытое пространство, акустические условия в специальной заглушенной камере, облицованной звукопоглощающим материалом).

Диффузным называется звуковое поле, в котором звуковые волны поступают в каждую точку пространства с одинаковой вероятностью со всех сторон (встречается в помещениях, внутренние поверхности которых имеют высокие коэффициенты отражения звука).

В реальных условиях (помещение или территория предприятия) структура звукового поля может быть качественно близкой (или промежуточной) к предельным значениям свободного или диффузного звукового поля.

Воздушный звук распространяется в виде продольных волн, то есть волн, в которых колебания частичек воздуха совпадают с направлением движения звуковой волны. Наиболее распространена форма продольных звуковых колебаний -сферическая волна. Ее излучает равномерно во все стороны источник звука, размеры которого малы по сравнению с длиной волны.

Структурный звук распространяется в виде продольных и поперечных волн. Поперечные волны отличаются от продольных тем, что колебания в них происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.

Болевой порог - это максимальное звуковое давление, которое воспринимается ухом как звук. Давление свыше болевого порога может вызывать повреждение органов слуха. При частоте 1000 Гц в качестве болевого порога принято звуковое давление Р = 20 Н/м².

Для более полной характеристики источников шума введено понятие звуковой энергии, которая излучается источниками шума в окружающую среду за единицу времени.

Величина потока звуковой энергии, которая проходит в течение 1 с через площадь 1 м² перпендикулярно к направлению распространения звуковой волны, является мерой интенсивности звука или силы звука.

Силой звука характеризуется громкость. Чем больше поток энергии, который излучается источником звука, тем выше громкость.

Шумовые характеристики источников шума определяются в соответствии с ГОСТ 12.1.003-86. ССБТ „Шум, общие требования безопасности".

3.3 Звуки предельных частот, их действие и меры защиты

Ультразвук широко используется во многих отраслях промышленности.

Источниками ультразвука являются генераторы, которые работают в диапазоне частот от 12 до 22 кГц для очистки отливок, в аппаратах для очистки газов. В гальванических цехах ультразвук возникает во время работы травильных и обезжиривающих ванн. Его влияние наблюдается на расстоянии 25-50 м от оборудования. При загрузке и выгрузке деталей имеет место контактное влияние ультразвука. Ультразвуковые генераторы используются также при плазменной и диффузионной сварке, резке металлов, при напылении металлов. Ультразвук высокой интенсивности возникает во время удаления загрязнений, при химическом травлении, обдувке струей сжатого воздуха при очистке деталей, при сборке.

Ультразвук вызывает функциональные нарушения нервной системы, головную боль, изменения кровяного давления, состава и свойств крови, предопределяет потерю слуховой чувствительности, повышает утомляемость. Ультразвук влияет на человека через воздух, а также через жидкую и твердую среды.

Ультразвуковые колебания распространяются во всех упомянутых выше средах с частотой более -16 000 Гц.

Для защиты от ультразвука, который передается через воздух, применяется метод звукоизоляции. Звукоизоляция эффективна в области высоких частот. Между оборудованием и работниками можно устанавливать экраны. Ультразвуковые установки можно располагать в специальных помещениях. Эффективным средством защиты является использование кабин с дистанционным управлением, расположение оборудования в звукоизолированных укрытиях. Для укрытий используют сталь, дюралюминий, оргстекло, текстолит, другие звукопоглощающие материалы.

Звукоизолирующие кожухи на ультразвуковом оборудовании должны иметь блокировочную систему, которая выключает преобразователи при нарушении герметичности кожуха.

Биологическое действие ультразвука определяется интенсивностью колебаний, частотой, временными параметрами (постоянный, импульсный), длительностью экспозиции, чувствительностью различных тканей, способом распространения колебаний (контактный при соприкосновении рук или других частей тела с источником ультразвука, воздушный - акустический). Наиболее чувствительны к действию ультразвука центральная и периферическая нервная системы, сердечно-сосудистая, эндокринная системы, слуховой и вестибулярный анализаторы. На начальных стадиях поражения развиваются вегето-сосудистая дистония и астенический синдром. Общецеребральные нарушения часто сочетаются с явлениями вегетативного полиневрита рук. Разработаны гигиенические рекомендации по оптимизации и оздоровлению условий труда медработников, занятых ультразвуковой диагностикой. Так, площадь диагностического кабинета должна быть не менее 20 м², санитарное благоустройство включает подводку горячей и холодной воды, приточно-вытяжную вентиляцию, определенные параметры микроклимата. Расчетная норма нагрузки врача при 6,5 ч работы составляет 33 условные единицы.

Инфразвук - это колебание в воздухе, в жидкой или твердой средах с частотой меньше 16 Гц.

Инфразвук человек не слышит, однако ощущает; он оказывает разрушительное действие на организм человека. Высокий уровень инфразвука вызывает нарушение функции вестибулярного аппарата, предопределяя головокружение, головную боль.

Снижается внимание, работоспособность. Возникает чувство страха, общее недомогание. Существует мнение, что инфразвук сильно влияет на психику людей.

Все механизмы, которые работают при частотах вращения меньше 20 об/с, излучают инфразвук. При движении автомобиля со скоростью более 100 км/час он является источником инфразвука, который возникает за счет срыва воздушного потока с его поверхности. В машиностроительной отрасли инфразвук возникает при работе вентиляторов, компрессоров, двигателей внутреннего сгорания, дизельных двигателей.

Согласно действующим нормативным документам уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8, 16, Гц должен быть не больше 105 дБ, а для полос с частотой 32 Гц - не более 102 дБ.

Благодаря большой длине инфразвук распространяется _в атмосфере на большие расстояния. Практически невозможно остановить инфразвук при помощи строительных конструкций на пути его распространения. Неэффективны также средства индивидуальной зашиты.

Действенным средством защиты является снижение уровня инфразвука в источнике его образования.

Среди таких мероприятий можно выделить следующие:

· увеличение частот вращения валов до 20 и больше оборотов в секунду;

· повышение жесткости колеблющихся конструкций больших размеров;

· устранение низкочастотных вибраций;

· внесение конструктивных изменений в строение источников, что позволяет перейти из области инфразвуковых колебаний в область звуковых; в этом случае их снижение может быть достигнуто применением звукоизоляции и звукопоглощения.



4. Классификация шумов

С учетом рассмотренных физико-гигиенических характеристик производственный шум можно классифицировать по различным признакам.

По этиологии - аэродинамический, гидродинамический, металлический и т.д.

По частотной характеристике - низкочастотный (1-350 Гц), среднечастотный (350-800 Гц), высокочастотный (более 800 Гц).

По спектру - широкополосный (шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы), тональный (шум, в спектре которого имеются выраженные тоны). Широкополосный шум с одинаковой интенсивностью звуков по всем частотам условно обозначают как «белый».

По распределению энергии во времени - постоянный или стабильный, непостоянный. Непостоянный шум может быть колеблющимся, прерывистым и импульсным. Для двух последних видов шума характерно резкое изменение звуковой энергии во времени (свистки, гудки, удары кузнечного молота, выстрелы и пр.). В свою очередь непостоянные шумы подразделяются на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные.

В качестве характеристик постоянного шума на рабочих местах, а также для определения эффективности мероприятий по ограничению его неблагоприятного влияния, принимаются уровни звукового давления в децибелах (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

В качестве общей характеристики шума на рабочих местах применяется оценка уровня звука в дБ(А), представляющая собой среднюю величину частотных характеристик звукового давления.

По характеру нарушения физиологических функций шум разделяется на такой, который мешает (препятствует языковой связи), раздражающий (вызывает нервное напряжение и вследствие этого - снижения работоспособности, общее переутомление), вредный (нарушает физиологические функции на длительный период и вызывает развитие хронических заболеваний, которые непосредственно связаны со слуховым восприятием: ухудшение слуха, гипертония, туберкулез, язва желудка), травмирующий (резко нарушает физиологические функции организма человека).

Характер производственного шума зависит от вида его источников. Механический шум возникает в результате работы различных механизмов с неуравновешенными массами вследствие их вибрации, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей сборочных единиц или конструкций в целом.

Аэродинамический шум образуется при движении воздуха по трубопроводам, вентиляционным системам или вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах.

Шум электромагнитного происхождения возникает вследствие колебаний элементов электромеханических устройств (ротора, статора, сердечника, трансформатора и т. д.) под влиянием переменных магнитных полей.

Гидродинамический шум возникает вследствие процессов, которые происходят в жидкостях (гидравлические удары, кавитация, турбулентность потока и т.д.).

Шум как физическое явление - это колебание упругой среды. Он характеризуется звуковым давлением как функцией частоты и времени. С физиологической точки зрения шум определяется как ощущение, которое воспринимается органами слуха во время действия на них звуковых волн в диапазоне частот 16-20 000 Гц.



5. Механизм воздействия шума

Механизм действия шума на организм сложен и недостаточно изучен. Когда речь идет о влиянии шума, то обычно основное внимание уделяют состоянию органа слуха, так как слуховой анализатор в первую очередь воспринимает звуковые колебания и поражение его является адекватным действию шума на организм. Наряду с органом слуха восприятие звуковых колебаний частично может осуществляться и через кожный покров рецепторами вибрационной чувствительности. Имеются наблюдения, что люди, лишенные слуха, при прикосновении к источникам, генерирующим звуки, не только ощущают последние, но и могут оценивать звуковые сигналы определенного характера. Возможность восприятия и оценки звуковых колебаний рецепторами вибрационной чувствительности кожи объясняется тем, что на ранних этапах развития организма они осуществляли функцию органа слуха. В дальнейшем, в процессе эволюционного развития, из кожного покрова сформировался более дифференцированный орган слуха, который постепенно совершенствовался в реагировании на акустическое воздействие. Изменения, возникающие в органе слуха, некоторые исследователи объясняют травмирующим действием шума на периферический отдел слухового анализатора - внутреннее ухо. Этим же обычно объясняют первичную локализацию поражения в клетках внутренней спиральной борозды и спирального (кортиева) органа. Имеется мнение, что в механизме действия шума на орган слуха существенную роль играет перенапряжение тормозного процесса, которое при отсутствии достаточного отдыха приводит к истощению звуковоспринимающего аппарата и перерождению клеток, входящих в его состав. Некоторые авторы склонны считать, что длительное воздействие шума вызывает стойкие нарушения в системе кровоснабжения внутреннего уха, которые являются непосредственной причиной последующих изменений в лабиринтной жидкости и дегенеративных процессов в чувствительных элементах спирального органа. В патогенезе профессионального поражения органа слуха нельзя исключить роль ЦНС. Патологические изменения, развивающиеся в нервном аппарате улитки при длительном воздействии интенсивного шума, в значительной мере обусловлены переутомлением корковых слуховых центров. Механизм профессионального снижения слуха обусловлен изменениями некоторых биохимических процессов. Так, гистохимические исследования спирального органа у подопытных животных, содержавшихся в условиях воздействия шума, позволили обнаружить изменения в содержании гликогена, нуклеиновых кислот, щелочной и кислой фосфатаз, янтарной дегидрогеназы и холинэстеразы.

Приведенные сведения полностью не раскрывают механизм действия шума на орган слуха. По- видимому, каждый из указанных моментов имеет определенное значение на каком-то из этапов поражения слуха в результате воздействия шума. Возникновение неадекватных изменений и ответ на воздействие шума обусловлено обширными анатомо-физиологическими связями слухового анализатора с различными отделами нервной системы. Акустический раздражитель, действуя через рецепторный аппарат слухового анализатора, вызывает рефлекторные сдвиги в функциях не только его коркового отдела, но и других органов. Основным признаком воздействия шума является снижение слуха по типу кохлеарного неврита.

Профессиональное снижение слуха бывает обычно двусторонним. Стойкие изменения слуха вследствие воздействия шума, как правило, развиваются медленно. Нередко им предшествует адаптация к шуму, которая характеризуется нестойким снижением слуха, возникающим непосредственно после его воздействия и исчезающим вскоре после прекращения его действия. Начальные проявления профессиональной тугоухости чаще всего встречаются у лиц со стажем работы в условиях шума около 5 лет. Риск потери слуха у работающих при десятилетней продолжительности воздействия шума составляет 10% при уровне 90 дБ (шкала А), 29% - при 100 дБ (шкала А) и 55% - при 110 дБ (шкала А Адаптация к шуму рассматривается как защитная реакция слухового анализатора на акустический раздражитель, а утомление является предпатологическим состоянием, которое при отсутствии длительного отдыха может привести к стойкому снижению слуха. Развитию начальных стадий профессионального снижения слуха могут предшествовать ощущение звона или шума в ушах, головокружение, головная боль. Восприятие разговорной и шепотной речи в этот период не нарушается. Важным диагностическим методом выявления снижения слуха считают исследование функции слухового анализатора с помощью тональной аудиометрии. Последнюю следует проводить спустя несколько часов после прекращения действия шума. Характерным для начальных стадий поражения слухового анализатора, обусловленного воздействием шума, является повышение порога восприятия высоких звуковых частот (4000-8000 Гц). По мере прогрессирования патологического процесса повышается порог восприятия средних, а затем и низких частот. Восприятие шепотной речи понижается в основном при более выраженных стадиях профессионального снижения слуха, переходящего в тугоухость.

Особое место в патологии органа слуха занимают поражения, обусловленные воздействием сверхинтенсивных шумов и звуков. Их кратковременное действие может вызвать полную гибель спирального органа и разрыв барабанной перепонки, сопровождающиеся чувством заложенности и резкой болью в ушах.

Исходом баротравмы нередко бывает полная потеря слуха. В производственных условиях такие случаи встречаются чрезвычайно редко, в основном при аварийных ситуациях или взрывах. Функциональные нарушения деятельности нервной и сердечнососудистой системы развиваются при систематическом воздействии интенсивного шума, развиваются преимущественно по типу астенических реакций и астеновегетативного синдрома с явлениями сосудистой гипертензии. Указанные изменения нередко возникают при отсутствии выраженных признаков поражения слуха. Характер и степень изменений нервной и сердечно- сосудистой системы в значительной мере зависят от интенсивности шума. При воздействии интенсивного шума чаще отмечается инертность вегетативных и сосудистых реакций, а при менее интенсивном шуме преобладает повышенная реактивность нервной системы. В неврологической картине воздействия шума основными жалобами являются головная боль тупого характера, чувство тяжести и шума в голове, возникающие к концу рабочей смены или после работы, головокружение при перемене положения тела, повышенная раздражительность, быстрая утомляемость, снижение трудоспособности, внимания, повышенная потливость, особенно при волнениях, нарушение ритма сна (сонливость днем, тревожный сон в ночное время).

При обследовании таких больных нередко обнаруживают снижение возбудимости вестибулярного аппарата, мышечную слабость, тремор век, мелкий тремор пальцев вытянутых рук, снижение сухожильных рефлексов, угнетение глоточного, небного и брюшных рефлексов. Отмечается легкое нарушение болевой чувствительности. Выявляются некоторые функциональные вегетативно-сосудистые и эндокринные расстройства: гипергидроз, стойкий красный дермографизм, похолодание кистей и стоп, угнетение и извращение глазо-сердечного рефлекса, повышение или угнетение ортоклиностатического рефлекса, усиление функциональной активности щитовидной железы. У лиц, работающих в условиях более интенсивного шума, наблюдается снижение кожно-сосудистой реактивности: угнетаются реакция дермографизма, пиломоторный рефлекс, кожная реакция на гистамин.

Изменения сердечно-сосудистой системы в начальных стадиях воздействия шума носят функциональный характер. Больные жалуются на неприятные ощущения в области сердца в виде покалываний, сердцебиения, возникающие при нервно-эмоциональном напряжении. Отмечается выраженная неустойчивость пульса и артериального давления, особенно в период пребывания в условиях шума. К концу рабочей смены обычно замедляется пульс, повышается систолическое и снижается диастолическое давление, появляются функциональные шумы в сердце.



6. Действие шума на организм человека

Область слышимых звуков ограничивается не только определенными частотами (20-20000 Гц), но и определенными предельными значениями звуковых давлений и их уровней. Уместно напомнить, что логарифмическая шкала уровней звукового давления построена таким образом, что пороговое значение звукового давления р_д соответствует порогу слышимости (1 = 0 дБ) только на частоте 1000 Гц, принятой в качестве стандартной частоты сравнения в акустике. Порог слышимости различен для звуков разной частоты. Если в диапазоне частот 800-4000 Гц величина порога слышимости минимальна, то по мере удаления от этой области вверх и вниз по частотной шкале его величина растет; особенно заметно увеличения порога слышимости на низких частотах. По этой причине высокочастотные звуки более неприятны для человека, чем низкочастотные (при одинаковых уровнях звукового давления).

В зависимости от уровня и характера шума, его продолжительности, а также от индивидуальных особенностей человека шум может оказывать на него различное действие.

Шум, даже когда он невелик (при уровне 50-60 дБА), создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Это особенно часто наблюдается у людей, занятых умственной деятельностью. Слабый шум различно влияет на людей. Причиной этого могут быть: возраст, состояние здоровья, вид труда, физическое и душевное состояние человека в момент действия шума и другие факторы. Степень вредности какого- либо шума зависит также от того, насколько он отличается от привычного шума.

Неприятное воздействие шума зависит и от индивидуального отношения к нему. Так, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой посторонний шум может вызвать сильный раздражающий эффект.

Известно, что ряд таких серьезных заболеваний, как гипертоническая и язвенная болезни, неврозы, в ряде случаев желудочно-кишечные и кожные заболевания, связаны с перенапряжением нервной системы в процессе труда и отдыха. Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной усталости, а часто и к заболеваниям. В этой связи необходимо отметить, что шум в 30-40 дБА в ночное время может явиться серьезным беспокоящим фактором. С увеличением уровней до 70 дБА и выше шум может оказывать определенное физиологическое воздействие на человека, приводя к видимым изменениям в его организме.

Под воздействием шума, превышающего 85-90 дБА, в первую очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах.

Сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности людей. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, но продолжительное действие сильного шума вызывает общее утомление, может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте, нарушается процесс пищеварения, происходят изменения объема внутренних органов.

Воздействуя на кору головного мозга, шум оказывает раздражающее действие, ускоряет процесс утомления, ослабляет внимание и замедляет психические реакции. По этим причинам сильный шум в условиях производства может способствовать возникновению травматизма, так как на фоне этого шума не слышно сигналов транспорта, автопогрузчиков и других машин.

Эти вредные последствия шума выражены тем больше, чем сильнее шум и чем продолжительнее его действие. Таким образом, шум вызывает нежелательную реакцию всего организма человека.

Патологические изменения, возникшие под влиянием шума, рассматривают как шумовую болезнь.

Звуковые колебания могут восприниматься не только ухом, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость). Уровень шума, передаваемого этим путем, на 20-30 дБ меньше уровня, воспринимаемого ухом.

Если при невысоких уровнях передача за счет костной проводимости мала, то при высоких уровнях она значительно возрастает и усугубляет вредное действие на человека.

При действии шума очень высоких уровней (более 145 дБ) возможен разрыв барабанной перепонки.



7. Нормирование шумов

В основе гигиенического нормирования шума лежит установление его ПДУ. ПДУ шума на рабочих местах дифференцированы с учетом напряженности трудового процесса, вида трудовой деятельности (категории тяжести труда), частоты звука (октавной полосы).

Нормативные уровни должны быть ниже порога раздражающего субъективного действия, не оказывать неблагоприятного влияния на функциональное состояние организма при кратковременном и длительном действии.

В международной организации по стандартизации применяется принцип нормирования шума на основании предельных спектров (предельно допустимых уровней звукового давления) в октавных полосах частот.

Предельные величины шума на рабочих местах регламентируются ГОСТ 12.1.003-86.

В нем заложен принцип установления определенных параметров шума, исходя из классификации помещений по их использованию для трудовой деятельности различных видов.

На основе экспериментальных данных установлено: при шуме, интенсивность которого около 80 - 90 ДБ, продолжительность работы должна составлять в течение рабочего дня не более 4 ч. при 100 дБ - не свыше 3 ч.



8. Методы и средства защиты от шума

звук производственный шум вибрация

Средства защиты от шума подразделяют на средства коллективной и индивидуальной защиты.

Борьба с шумом в источнике его возникновения - наиболее действенный способ борьбы с шумом. Создаются малошумные механические передачи, разрабатываются способы снижения шума в подшипниковых узлах, вентиляторах.

Архитектурно-планировочный аспект коллективной защиты от шума связан с необходимостью учета требований шумозащиты в проектах планирования и застройки городов и микрорайонов. Предполагается снижение уровня шума путем использования экранов, территориальных разрывов, шумозащитных конструкций, зонирования и районирования источников и объектов защиты, защитных полос озеленения.

Организационно-технические средства защиты от шума связаны с изучением процессов шумообразования промышленных установок и агрегатов, транспортных машин, технологического и инженерного оборудования, а также с разработкой более совершенных малошумных конструкторских решений, норм предельно допустимых уровней шума станков, агрегатов, транспортных средств и т. д.

Акустические средства защиты от шума подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители шума.

Снижение шума звукоизоляцией. Суть этого метода заключается в том, что шумоизлучающий объект или несколько наиболее шумных объектов располагаются отдельно, изолировано от основного, менее шумного помещения звукоизолированной стеной или перегородкой.

Звукопоглощение достигается за счет перехода колебательной энергии в теплоту вследствие потерь на трение в звукопоглотителе. Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены для поглощения звука как в помещениях с источником, так и в соседних помещениях. Акустическая обработка помещения предусматривает покрытие потолка и верхней части стен звукопоглощающим материалом. Эффект акустической обработки больше в низких помещениях (где высота потолка не превышает 6 м) вытянутой формы. Акустическая обработка позволяет снизить шум на 8 дБА.

Глушители шума применяются в основном для снижения шума различных аэродинамических установок и устройств,

В практике борьбы с шумом используют глушители различных конструкций, выбор которых зависит от конкретных условий каждой установки, спектра шума и требуемой степени снижения шума.

Глушители разделяются на абсорбционные, реактивные и комбинированные.

Абсорбционные глушители, содержащие звукопоглощающий материал, поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные отражают ее обратно к источнику. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Основные мероприятия по борьбе с шумом - это технические мероприятия, которые проводятся по трем главным направлениям:

- устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике;

- ослабление шума на путях передачи;

- непосредственная защита работающих.

Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бесшумные. Одним из наиболее простых технических средств борьбы с шумом на путях передачи является звукоизолирующий кожух, который может закрывать отдельный шумный узел машины.

Значительный эффект снижения шума от оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм от рабочего места или зоны обслуживания машины.

Применение звукопоглощающих облицовок для отделки потолка и стен шумных помещений приводит к изменению спектра шума в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно улучшает условия труда. Безусловно, в некоторых случаях можно ограничиться средствами индивидуальной защиты работника.

Эффективная защита работающих от неблагоприятного влияния шума требует осуществления комплекса организационных, технических и медицинских мер на этапах проектирования, строительства и эксплуатации производственных предприятий, машин и оборудования. В целях повышения эффективности борьбы с шумом введены обязательный гигиенический контроль объектов, генерирующих шум, регистрация физических факторов, оказывающих вредное воздействие на окружающую среду и отрицательно влияющих на здоровье людей.

Эффективным путем решения проблемы борьбы с шумом является снижение его уровня в самом источнике за счет изменения технологии и конструкции машин. К мерам этого типа относятся замена шумных процессов бесшумными, ударных - безударными, например замена клепки - пайкой, ковки и штамповки обработкой давлением; замена металла в некоторых деталях незвучными материалами, применение виброизоляции, глушителей, демпфирования, звукоизолирующих кожухов и др. При невозможности снижения шума оборудование, являющееся источником повышенного шума, устанавливают в специальные помещения, а пульт дистанционного управления размещают в малошумном помещении. В некоторых случаях снижение уровня шума достигается применением звукопоглощающих пористых материалов, покрытых перфорированными листами алюминия, пластмасс.

При необходимости повышения коэффициента звукопоглощения в области высоких частот звукоизолирующие слои покрывают защитной оболочкой с мелкой и частой перфорацией, применяют также штучные звукопоглотители в виде конусов, кубов, закрепленных над оборудованием, являющимся источником повышенного шума. Большое значение в борьбе с шумом имеют архитектурно-планировочные и строительные мероприятия. В тех случаях, когда технические способы не обеспечивают достижения требований действующих нормативов, необходимо ограничение длительности воздействия шума и применение противошумов. Противошумы - средства индивидуальной защиты органа слуха и предупреждения различных расстройств организма, вызываемых чрезмерным шумом. Их используют в основном тогда, когда технические средства борьбы с шумом не обеспечивают снижения его до безопасных т пределов.

Противошумы подразделяют на три типа: вкладыши, наушники и шлемы. Противошумные вкладыши вводят в наружный слуховой проход. Вкладыши бывают многократного и однократного пользования. К вкладышам многократного пользования относятся многочисленные варианты заглушек в виде колпачков различной конструкции и формы из резины, каучука и других пластичных полимерных материалов, в некоторых случаях надетых на железные стержни.

Противошумные вкладыши многократного использования выпускают нескольких типов и размеров; вес их не регламентируется и колеблется в пределах до 10 г. "Беруши" - коммерческое название отечественных противошумных вкладышей однократного пользования из органического перхлорвинилового фильтрующего шумопоглощающего материала.

Противошумные наушники представляют собой чаши, по форме близкие к полусфере, из легких металлов или пластмасс, наполненные волокнистыми или пористыми звукопоглотителями, удерживаемые с помощью оголовья. Для удобного и плотного прилегания к околоушной области они снабжаются уплотняющими валиками из синтетических тонких пленок, часто заполненных воздухом или жидкими веществами с большим внутренним трением (глицерин, вазелиновое масло и др.). Уплотняющий валик одновременно демпфирует колебания самого корпуса наушника, что существенно при низкочастотных звуковых колебаниях. Противошумные шлемы - самые громоздкие и дорогостоящие из индивидуальных средств противошумной защиты. Они используются при высоких уровнях шумов, часто применяются в комбинации с наушниками или вкладышами. Расположенный по краю шлема уплотняющий валик обеспечивает плотное прилегание его к голове. Имеются конструкции шлемов с поддутием валика воздухом для надежного облегания головы.

Важное значение в предупреждении развития шумовой патологии имеют предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры. Таким осмотрам подлежат лица, работающие на производствах, где шум превышает предельно допустимый уровень (ПДУ) в любой октавной полосе. Медицинскими противопоказаниями к допуску на работу, связанную с воздействием интенсивного шума, являются следующие заболевания: Отосклероз и другие хронические заболевания уха с заведомо неблагоприятным прогнозом Наркомании, токсикомании, в том числе хронический алкоголизм Сроки периодических медицинских осмотров устанавливаются в зависимости от интенсивности шума. При интенсивности шума от 81 до 99 дБА - 1 раз в 24 мес., 100 дБА и выше - 1 раз в 12 мес.

Одним из важных профилактических средств предупреждения утомления при действии интенсивности шума являются чередование периодов работы и отдыха при действии шума.

Отдых снижает отрицательное воздействие шума на работоспособность лишь в том случае, если продолжительность и количество отдыха соответствует условиям, при которых происходит наиболее эффективное восстановление раздражаемых мер воздействия шума нервных центров. Поэтому при выборе рациональных средств повышения работоспособности для конкретного производства необходимо учитывать влияние отдыха на ограничение воздействия интенсивного шума на организм человека.



9. Вибрации

9.1 Классификация вибрации

В настоящее время одно из первых мест в структуре профессиональной патологии занимает вибрационная болезнь, возникающая вследствие производственной вибрации (механических колебаний упругих тел в условиях производства, передающихся непосредственно телу человека или его частям и оказывающих неблагоприятное воздействие на организм).

Биологическое действие вибрации зависит от способа передачи колебаний (общая и локальная вибрация), спектра вибрации (узкополосная и широкополосная вибрация), частотного состава (низкочастотные 1-4 Гц для общих вибраций, 8-16 Гц для локальных вибраций; среднечастотные до 30Гц, высокочастотные - свыше 50Гц), временных характеристик (постоянные и непостоянные вибрации), времени воздействия, выполняемой работы и др.

Местная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное влияние, устраняя трофические изменения, улучшая функциональное состояние центральной нервной системы. При увеличении интенсивности колебаний и длительности воздействия вибрации развивается вибрационная болезнь.

Вибрации свойствен эффект резонанса, который проявляется в резком усилении собственных колебательных движений тела при совпадении их кратности с частотой вибрации, воздействующей извне. Собственные резонансные колебательные частоты печени составляют 5 Гц, почек - 7 Гц, сердца - 6 Гц, головы - 20 Гц и т.д. Для всего тела в положении сидя резонанс проявляется на частотах 4-6 Гц. При совпадении частот вибрации источника и собственной резонансной частоты органов опасность неблагоприятного действия на организм значительно возрастает.

Гигиеническая оценка вибрации и производственного шума. При действии локальной вибрации на первый план выходят местные сосудистые нарушения (синдром Рейно профессионального происхождения, травматическая вазоспастическая болезнь, феномен «белых пальцев»). В клинике вибрационной болезни выделяют периферический ангиодистонический синдром, вегетативно-сенсорную полинейропатию. Помимо периферических сосудистых и сенсорных расстройств, возможны развитие дистрофических нарушений опорно-двигательного аппарата рук и плечевого пояса, нарушения мозгового кровообращения и синдром энцефалополинейропатии.

При общей вибрации механические колебания воздействуют на все туловище человека. В клинике вибрационной болезни от воздействия общей вибрации ведущими считают церебрально-периферический ангиодистонический синдром, синдром вегетосенсорной полинейропатии в сочетании с синдромом полирадикулонейропатии, вторичным пояснично-крестцовым синдромом. Клиническая картина вибрационной болезни нередко чрезвычайно полиморфна и складывается из нейрососудистых нарушений, поражений нервно-мышечной системы, опорно-двигательного аппарата, изменений обмена веществ и др.

9.2 Влияние вибрации на работоспособность

При изучении действия вибрации на организм человека следует в первую очередь учитывать частоту колебаний.

Очевидно, что развитие вибрационной болезни возникает при нижней границе частоты колебаний 35 Гц и верхней - 25 Гц. При вибрационной болезни понижается острота осязания, тактильной, температурной и болевой чувствительности. Наиболее выраженные симптомы вибрационной болезни связаны с отрицательными изменениями кровеносных сосудов.

Для ограничения и устранения вредного действия вибрации на производстве необходим: тщательный уход за оборудованием, своевременная замена изнашивающихся движущихся и трущихся частей, применение вибропоглощающих прокладок, использование различных типов глушителей, устранение контактов фундамента агрегата с фундаментами зданий и, главное, возможность изменения технологии - замена производственных операций, связанных с шумами и вибрацией, бесшумными производственными процессами, рациональное чередование периодов отдыха и работы при воздействии вибрации.

9.3 Защита от вибраций

Общие методы борьбы с вибрацией базируются на анализе уравнений, которые описывают колебание машин в производственных условиях и классифицируются следующим образом:

· снижение вибраций в источнике возникновения путем снижения или устранения возбуждающих сил;

· регулировка резонансных режимов путем рационального выбора приведенной массы или жесткости системы, которая колеблется;

· вибродемпферование - снижение вибрации за счет силы трения демпферного устройства, то есть перевод колебательной энергии в тепловую;

· динамическое гашение - введение в колебательную систему дополнительной массы или увеличение жесткости системы;

· виброизоляция - введение в колебательную систему дополнительной упругой связи с целью ослабления передачи вибраций смежному элементу, конструкции или рабочему месту;

· использование индивидуальных средств защиты.

Снижение вибрации в источнике ее возникновения достигается путем уменьшения силы, которая вызывает колебание. Поэтому еще на стадии проектирования машин и механических устройств следует выбирать кинематические схемы, в которых динамические процессы, вызванные ударами и ускорением, были бы исключены или снижены.

Регулировка режима резонанса. Для ослабления вибраций существенное значение имеет предотвращение резонансных режимов работы с целью исключения резонанса с частотой принуждающей силы. Собственные частоты отдельных конструктивных элементов определяются расчетным методом по известным значениям массы и жесткости или же экспериментально на стендах.

Вибродемпферование. Этот метод снижения вибрации реализуется путем превращения энергии механических колебаний колебательной системы в тепловую энергию. Увеличение расхода энергии в системе осуществляется за счет использования конструктивных материалов с большим внутренним трением: пластмасс, металлорезины, сплавов марганца и меди, никелетитановых сплавов, нанесения на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, которые имеют большие, потери на внутреннее трение. Наибольший эффект при использовании вибродемпферных покрытий достигается в области резонансных частот, поскольку при резонансе значение влияния сил трения на уменьшение амплитуды возрастает.

Виброгашение, Для динамического гашения колебаний используются динамические виброгасители: пружинные, маятниковые, эксцентриковые гидравлические. Недостатком динамического гасителя является то, что он действует только при определенной частоте, которая отвечает его резонансному режиму колебаний.

Динамическое виброгашение достигается также установлением агрегата на массивном фундаменте.

Виброизоляция состоит в снижении передачи колебаний от источника возбуждения к объекту, который защищается, путем введения в колебательную систему дополнительной упругой связи. Эта связь предотвращает передачу энергии от колеблющегося агрегата к основе или от колебательной основы к человеку или к конструкциям, которые защищаются.

Средства индивидуальной зашиты от вибрации применяют в случае, когда рассмотренные выше технические средства не позволяют снизить уровень вибрации до нормы. Для защиты рук используются рукавицы, вкладыши, прокладки. Для защиты ног - специальная обувь, подметки, наколенники. Для защиты тела - нагрудники, пояса, специальные костюмы.



10. Заключение

В современном мире большинство людей подвержены воздействию шумов и вибраций, что уж говорить о работниках предприятий, для которых шум является вредным производственным фактором, негативно влияющим на эффективность производственной деятельности человека.

Только целенаправленная корректная профилактика может исключить проявления неблагоприятного воздействия шума и вибрации, способствовать сохранению здоровья и продлению периода трудовой активности работающих.

Адекватные оздоровительные мероприятия реализуются на основании результатов измерения и гигиенической оценки параметров шума и вибрации на рабочих местах.



11. Список литературы

1. Раздорожный А.А. Охрана труда и производственная безопасность: учебник - М.: Издательство «Экзамен», 2006. - 510 с. (Нормирование шума, физические характеристики, защита от ультра- и инфразвуков, воздействие вибраций и методы защиты).

2. Ковригин К.Н., Михеев А.П. Влияние уровня шума на производительность труда.- М.: Гигиена и санитария, 1995. (Вредное действие вибраций и шумов.)

3. Белов С.В. БЖД.- М.: Высшая школа, 2001. (Механизмы воздействия шумов.)

4. Шлендер П.Э., Маслова В.М., Подгаецкий С.И. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие / Под ред. проф. П.Э. Шлендера. - М.: Вузовский учебник, 2003. - 208 с. (Средства защиты от шума.)

5. Ляпина О.П. «Вредные и опасные факторы производственных процессов»: Учебн. пособие. - Новосибирск: СГГА, 1998 - 72с. (Источники шумов и вибраций, меры снижения вредного действия.)

6. Русак О.Н. «Безопасность и охрана труда»: учебник - М.: МАНЕБ, 2001. (Звук, классификация шумов.)

Размещено на Allbest.ru

...