Охрана труда

Ультразвуковая техника и технологии широко применяются в различных отраслях человеческой деятельности для целей активного воздействия на вещества (пайка, сварка, лужение, механическая обработка, обезжиривание деталей и т.д.); структурного анализа и контроля физико-механических свойств вещества и материалов (дефектоскопия); для обработки и передачи сигналов радиолокационной и вычислительной техники; в медицине -- для диагностики и терапии различных заболеваний с использованием звуковидения, резки и соединения биологических тканей, стерилизации инструмента, рук и т.д.

Ультразвуковые установки с рабочими частотами 20-30 кГц находят широкое применение в промышленности. Наиболее распространенные уровни звукового и ультразвукового давлений на рабочих местах на производстве - 90-120 дБ.

Ультразвуком принято считать колебания свыше 20 кГц, распространяющиеся как в воздухе, так и в жидких и твердых средах. В производственной санитарии различают контактный и воздушный виды ультразвука (Сан-ПиН 9-87-98 и СанПиН 9-88-98).

Контактный ультразвук - это ультразвук, передающийся при соприкосновении рук или других частей тела человека с его источником, обрабатываемыми деталями, приспособлениями для их удержания, озвучиваемыми жидкостями, сканерами медицинской ультразвуковой аппаратуры, искательными головками ультразвуковых дефектоскопов и т.п.

Воздушный ультразвук - это ультразвуковые колебания в воздушной среде.

Из этих определений следует, что ультразвук передается человеку через контакт с воздухом, водой или непосредственно от вибрирующей поверхности (инструмента, машин, аппаратов и других возможных источников).

Пороги слухового восприятия высокочастотных звуков и ультразвуков составляют на частоте 20 кГц -- 110 дБ, 30 кГц - до 115 дБ и 40 кГц - до 130 дБ. Условно ультразвуковой диапазон делится на низкочастотный - 1,1210⁴ -1,0 * 10⁵ Гц, распространяющийся воздушным и контактным путем, и высокочастотный - 1,0 * 10⁵ -1,0 * 10⁹, распространяющийся только контактным путем.

Высокочастотный ультразвук практически не распространяется в воздухе и может оказывать воздействие на работающих преимущественно при контакте источника ультразвука с открытой поверхностью тела.

Низкочастотный ультразвук, напротив, оказывает на работающих общее действие через воздух и локальное за счет соприкосновения рук с обрабатываемыми деталями, в которых возбуждены ультразвуковые колебания.

Ультразвуковые колебания непосредственно у источника их образования распространяются направленно, но уже на небольшом расстоянии от источника (25-50 см) переходят в концентрические волны, заполняя все рабочее помещение ультразвуком и высокочастотным шумом.

Ультразвук оказывает существенное влияние на организм человека. Как уже отмечалось, ультразвук способен распространяться во всех средах: газообразной, жидкой и твердой. Поэтому в организме человека он воздействует не только собственно на органы и ткани, но и на клеточную и другие жидкости. При распространении в жидкой среде ультразвук вызывает кавитацию этой жидкости, т. е. образование в ней мельчайших пустотных пузырьков, заполняемых парами этой жидкости и растворенных в ней веществ, и их сжатие (захлопывание). Этот процесс сопровождается образованием шума.

При работе на мощных ультразвуковых установках операторы предъявляют жалобы на головные боли, которые, как правило, исчезают при прекращении работы; быструю утомляемость; нарушение ночного сна; чувство непреодолимой сонливости днем; ослабление зрения, чувство давления на глазные яблоки; плохой аппетит; постоянную сухость во рту и одеревенелость языка; боль в животе и т.д.



2.4.3 Нормирование и контроль параметров шума, вибрации, инфра- и ультразвуков

Нормируемыми параметрами постоянного шума на рабочих местах согласно ГОСТ 12.1.003 и СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-32-2002 являются: уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц; уровень звука, дБА, измеряемый по шкале А шумомера, при котором чувствительность всего шумоизмерительного тракта соответствует средней чувствительности органа слуха человека на различных частотах спектра.

Нормируемыми параметрами непостоянного шума являются:

эквивалентный (по энергии) уровень звука, дБА;

максимальный уровень звука, дБА.

Оценка непостоянного шума на соответствие предельно допустимым уровням должна проводиться как по эквивалентному, так и по максимальному уровням звука (в дБА или дБА1). Превышение хотя бы одного из указанных показателей квалифицируется как несоответствие санитарным нормам.

Эквивалентный (по энергии) уровень звука непостоянного шума - уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет такое же среднее квадратическое звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение заданного интервала времени.

Максимальный уровень звука - уровень звука, соответствующий максимальному показанию измерительного прибора при включенной необходимой стандартизованной временной характеристике.

Предельно допустимый уровень шума (ПДУ) - уровень, который при ежедневной работе (кроме выходных дней), но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Категории норм предельно допустимых уровней шума устанавливаются в зависимости от видов трудовой деятельности и в соответствии с СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-32-2002 (табл. 2.6).

Определены предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий при широкополосном постоянном и непостоянном (кроме импульсного) шуме для различных категорий норм шума (табл. 2.7).

Для тонального и импульсного шума предельно допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ (дБА) меньше значений, указанных в табл. 2.7.

Максимальный уровень звука для колеблющегося и прерывистого шума не должен превышать 110 дБА, а для импульсного - 125 дБА. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с уровнем звука или уровнем звукового давления в любой октавной полосе свыше 135 дБА.

Таблица 2.6

Категории норм предельно допустимых уровней шума

Категория норм шума	Основные виды трудовой деятельности	Типичные рабочие места
I	Творческая деятельность, руководящая работа с повышенными требованиями, научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение, врачебная деятельность	В помещениях дирекции, проектно-конструк-торских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных,приема больных в здравпунктах
II	Высококвалифицированная работа, требующая сосредоточенности, административно-управленческая деятельность, измерительные и аналитические работы в лаборатории	В помещениях цехового управленческого аппарата, в рабочих комнатах конторских помещений, в лаборатории
III	Работа, выполняемая с часто получаемыми указаниями и акустическими сигналами; работа, требующая постоянного слухового контроля; операторская работа по точному графику с инструкцией; диспетчерская работа	В помещениях диспетчерской службы, кабинетах и помещениях наблюдения и дистанционного управления с речевой связью по телефону; машинописных бюро, на участках точной сборки, на телефонных и телеграфных станциях, в помещениях мастеров, в залах обработки информации на вычислительных машинах
IV	Работа, требующая сосредоточенности; работа с повышенными требованиями к процессам наблюдения и дистанционного управления производственными циклами	За пультами в кабинах наблюдения и дистанционного управления без речевой связи по телефону; в помещениях лабораторий с шумным оборудованием, в помещениях для размещения шум-ных агрегатов вычислительных машин
V	Выполнение всех видов работ (за исключением перечисленных выше и аналогичных им)	В производственных помещениях и на территории предприятия

Таблица 2.7

Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для различных категорий норм шума

Категория норм шума	Уровень звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гп	Уровень звука и эквивалентный уровень звука, ДВА
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
I	86	71	61	54	49	45	42	40	38	50
II	93	79	70	63	58	55	52	50	49	60
III	96	83	74	68	63	60	57	55	54	65
IV	103	91	83	77	73	70	68	66	64	75
V	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80

Кроме республиканских санитарных норм производственного шума в стране действует ГОСТ 12.1.003, регламентирующий уровни звука и звукового давления на рабочих местах (табл. 2.8).

ГОСТ 12.1.003 помимо характера выполняемых работ учитывает и длительность воздействия шума. В этом случае при воздействии широкополосного шума в течение от 0,25 до 4 ч допустимые уровни могут быть увеличены на 20 дБ, а при воздействии тонального или импульсного на протяжении от 0,25 до 1,5 ч - на 15 дБ.

Для санитарно-гигиенической оценки условий труда в производственном помещении часто является достаточным знать уровень звука (дБА). Однако, чтобы принимать грамотные инженерные решения по снижению шума в оборудовании, подбирать материалы для звукоизоляции и звукопоглощения, а также средства индивидуальной защиты, необходимо знать спектр шума основных его источников. Они обычно представляются в паспортах на технические системы, машины и механизмы и могут быть изображены в виде таблиц или графиков.

Для измерения и анализа шума применяются шумоме-ры, частотные анализаторы, самописцы, осциллографы и некоторые другие приборы. В большинстве случаев при измерении шума можно ограничиться шумомером и частотным анализатором (полосным фильтром). Шумомеры измеряют уровень звукового давления, а в комплекте с частотным анализатором определяют и частотный состав (спектр) шума, т.е. распределение звуковой энергии по ок-тавным полосам.

Таблица 2.8

Допустимые уровни звукового давления, уровни звука на рабочих местах, в производственных помещениях и на территории предприятий

Рабочие места	Уровень звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровень звука, ДБА
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Помещения конструкторских бюро, лабораторий для обработки экспериментальных данных	71	61	54	49	45	42	40	38	50
Помещения управления, рабочие комнаты	79	70	68	58	55	52	50	49	60
Помещения лабораторий для проведения экспериментальных работ	94	87	82	78	75	73	71	70	80
Постоянные рабочие места и рабочие зоны в производственных помещениях и на территории предприятий	99	92	86	83	80	78	76	74	80

Для измерения только уровня звука без частотного анализа используют шумомеры Шум-1М и ШМ-1.

Для контроля уровня вибрации применяют виброметр ВМ-1 с октавным фильтром ФЭ-2, приборы ВШВ-003, ШВК-И и другие современные приборы западных фирм.

Инфразвуковые колебания нормируются на производстве уровнями звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2; 4; 8; 16. В соответствии с СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-35-2002 значения этих уровней на рабочих местах не должны превышать на частотах 2-16 Гц соответственно 100--85 дБ.

Нормируемыми параметрами контактного ультразвука являются пиковые значения виброскорости в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 8,0; 16,0; 31,5; 63,0; 125; 250, 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16 000; 31 500 кГц или уровни виброскорости в этих же полосах частот (табл. 2.9).

Предельно допустимые уровни контактного ультразвука следует принимать на 5 дБ ниже значений, указанных в таблице, в тех случаях, когда работающие подвергаются совместному воздействию воздушного и контактного ультразвука.

Для ультразвука, передающегося воздушным путем (СанПиН 9-87-98), устанавливаются предельно допустимые уровни звукового давления (табл. 2.10).

Для вибрации различают техническое и санитарно-гигиеническое нормирование. В первом случае нормирование осуществляется по ГОСТ 12.1.12 «Вибрация. Общие требования безопасности» и направлено на обеспечение оптимальных условий, при которых человек защищен от вибрации.

Санитарно-гигиеническое нормирование проводится в соответствии с СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-33-2002. Гигиеническая оценка постоянной и непостоянной вибрации, воздействующей на человека, должна производиться следующими методами:

частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

интегральной оценкой с учетом времени воздействия вибрации по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемого параметра.

Основным методом, характеризующим вибрационное воздействие на человека, является частотный анализ.

Нормируемый диапазон частот для общей вибрации в зависимости от категории устанавливается в виде октавных или третьоктавных полос со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0; 1,25;1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80 Гц.

Таблица 2.9

Предельно допустимые уровни и пиковые значения контактного ультразвука

Среднегеометрические частоты октавных полос, кГц	Пиковое значение виброскорости, м/с	Уровень пикового значения виброскорости, ДБ
8,0-63,0	5-10-8	100
125,0-500,0	8,9*10-3	105
1*103-31,5 *103	1,6-10 2	110

Нормируемыми параметрами постоянной вибрации являются:

средние квадратичные значения виброускорения и виброскорости, измеряемые в октавных или третьоктав-ных полосах частот, или их логарифмические уровни;

корректированные по частоте значения виброускорения и виброскорости, или их логарифмические уровни.

Нормируемыми параметрами непостоянной вибрации являются эквивалентные (по энергии) корректированные по частоте значения виброускорения и виброскорости или их логарифмические уровни.

Работа в условиях воздействия вибрации с уровнями, превышающими нормативные, значения более чем на 12 дБ (4 раза) по интегральной оценке или в какой-либо октавной полосе частот, не допускается.

Таким образом, в производственных условиях с целью предотвращения вредного энергетического воздействия на организм человека необходимо обеспечивать нормативные значения уровней шума, инфра-, ультразвуков и вибрации путем выполнения специальных мероприятий.

Таблица 2.10

Предельно допустимые уровни звукового давления воздушного ультразвука на рабочих местах

Среднегеометри -ческие частоты третьоктавных по-	12,5	16,0	20,0	25,0	31,5-100
лос, кГц
Уровень звукового давления, дБ	80	90	100	105	110

2.4.4 Борьба с шумом и вибрацией на производстве

Как уже указывалось, источниками шума и вибрации являются различные процессы, оборудование, явления, что создает определенные трудности в борьбе с ними и обычно требует одновременного проведения комплекса мероприятий как инженерно-технического, так и санитарно-гигиенического характера.

В общем случае средства защиты человека от шума делятся на коллективные (рис. 2.8) и индивидуальные.

В соответствии с ГОСТ 12.1.029 снижения шума и вибрации в производственных условиях можно добиться следующими методами:

устранение или уменьшение шума и вибрации непосредственно в источнике их возникновения;

локализация источников шума и вибрации средствами звуко- и виброизоляции; звуко- и вибропоглощения;

рациональное размещение технологического оборудования, машин, механизмов;

акустическая обработка помещений (снижение плотности звуковой энергии в помещении, отражений от стен, перекрытий, оборудования и т.п.);

внедрение малошумных технологических процессов и оборудования, оснащение машин и механизмов дистанционным управлением, создание рационального режима труда и отдыха работающим и т.д.;

применение средств индивидуальной защиты;

использование лечебно-профилактических мероприятий.

Как показывает практика, наиболее эффективным является борьба с шумом в источнике его возникновения. Как правило, шум машин и механизмов возникает в результате упругих колебаний как всего механизма, так и его частей, отдельных деталей.

Для уменьшения механического шума следует своевременно проводить ремонт оборудования, шире применять принудительное смазывание трущихся поверхностей и балансировку вращающихся частей.

Значительное снижение шума (на 10-15 дБ) достигается при замене ударных процессов безударными, подшипников качения подшипниками скольжения, зубчатых и цепных передач клиноременными и зубчатоременными передачами, прямозубых шестерен косозубыми металлическими или пластмассовыми, металлических деталей деталями из пластмасс и т. д.

Рис. 2.8 Классификация средств коллективной защиты работающих от шума

Снижения аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, совершенствованием аэродинамических свойств механизмов, позволяющим снизить интенсивность вихреобразования, применением звукоизоляции и установкой глушителей и т.д.

Электромагнитные шумы снижаются конструктивными изменениями в электрических машинах.

Действенным методом снижения уровня шума является установка звукоизолирующих и звукопоглощающих преград на пути его распространения.

Под звукоизоляцией понимают создание специальных строительных устройств - преград (в виде стен, перегородок, кожухов, выгородок и т. п.), препятствующих распространению шума из одного помещения в другое или в одном и том же помещении.

Принцип звукоизоляции заключается в том, что большая часть звуковой энергии отражается от преграды и только незначительная часть ее проникает сквозь звукоизолирующую преграду и попадает в окружающую среду.

Из рис. 2.9 видно, что вся звуковая энергия 1, направляющаяся на преграду, разделяется на отраженную звуковую энергию 2, которая возвращается в помещение, где она возникла, и на поглощаемую энергию 3, 4, 5, 7. Часть энергии 3 после частичного проникновения через преграду возвращается обратно в помещение и соединяется с отраженной энергией 2. Часть энергии 4 распространяется по конструкции перекрытия или же трансформируется в ней в тепловую энергию 6. Частично энергия 5 рассеянно излучается в помещение. Часть энергии 7 через поры, трещины в перекрытии направляется прямо в помещение в виде основного шума. В результате в помещение попадает суммарная звуковая энергия 8, состоящая из энергий 5 и 7.

Рис. 2.9 Схема прохождения звуковой энергии через препятствие

Звукоизолирующая способность ограждений во многом определяется их массой, поскольку при падении звуковых волн на конструкцию они приводят ее в колебательное движение. При удвоении массы звукоизолирующая способность ограждающих конструкций возрастает в среднем на 6 дБ при частоте колебаний 100 Гц. С повышением частоты звука звукоизолирующая способность одного и того же материала возрастает примерно на 7,5 дБ на октаву.

Звукопоглощение -- это способность материала или конструкции поглощать энергию звуковых волн, которая в узких каналах и порах материала трансформируется в другие виды энергии, в основном в тепловую. Иными словами уменьшение шума в звукопоглощающих преградах обусловлено переходом колебательной энергии в тепловую вследствие внутреннего трения в звукопоглощающих материалах.

Свойством поглощать звук обладают практически все строительные материалы. Однако звукопоглощающими принято называть такие материалы, у которых на средних частотах коэффициент звукопоглощения а > 0,2.

Звукопоглощающие преграды делятся на четыре класса:

волокнисто-пористые - войлок, вата, акустическая штукатурка, ультратонкое стеклянное и базальтовое волокно и др.;

мембранные - ПВХ и другие пленки, тонкие листы фанеры или металла на обрешетке;

резонансные - специальные конструкции, основанные на акустических свойствах резонатора;

комбинированные - устройства, использующие предыдущие материалы.

Хорошие звукопоглощающие свойства имеют легкие и пористые материалы, такие, как минеральный войлок, стекловата, поролон и т. п.

В качестве звукопоглощающих материалов чаще всего используют минераловатные плиты типа «Акмигран», «Ак-минит», гипсовые плиты АГП с минераловатным заполнением, ваты из супертонкого базальтового волокна с а в пределах 0,8-0,95 на разных среднегеометрических частотах.

Выбор типа поглотителя, его толщины и конструктивного исполнения определяется в первую очередь¹ интенсивностью и частотной характеристикой шума, технологическими и противопожарными требованиями.

Для звукопоглощения в производственных помещениях используются звукопоглощающие балки, штучные звукопоглотители в виде различных геометрических форм (кубов, шаров, конусов и др.), перфорированные экраны и т. д.

Для снижения аэродинамического шума, возникающего при работе вентиляторов, дымососов, компрессоров, кондиционеров на воздуховодах, всасывающих трактах, магистралях выброса и перепуска воздуха устанавливают различные глушители, которые могут быть активными и реактивными.

Активные глушители представляют устройства, содержащие в себе материал, поглощающий энергию аэродинамического шума.

Реактивные глушители устроены таким образом, что способны отражать входящую звуковую энергию обратно к источнику ее образования.

Конструкции глушителей (рис. 2.10) следует выбирать в зависимости от размеров воздуховода, допустимой скорости газового потока и необходимой степени снижения шума. Так, например, для воздуховодов размером до 500x500 мм строительными нормами рекомендуется использовать трубчатые глушители, при больших размерах -пластинчатые или камерные.

Рис 2 10 Устройство глушителей активного (а, б, в) и реактивного (г, д, е) типов: а - пластинчатый, б - трубчатый, в и г - камерные, д - резонансный, е - чет вертьволновой, 1 - кожух глушителя, 2 - звукопоглощающий материал, 3 - каналы для воздуха, 4 - звукопоглощающая облицовка; 5 - внутренняя перегородка

Большое значение для снижения шума и вибрации имеет правильная планировка территории и производственных помещений, а также использование естественных и искусственных преград, препятствующих распространению звука. При проведении планировочных мероприятий учитывают расположение помещений и объектов относительно друг друга. Цехи с большим количеством шумящего оборудования должны быть сконцентрированы в глубине заводской территории или в одном месте, удалены от тихих помещений, ограждены зоной зеленых насаждений, частично поглощающих шум.

При невозможности или неэкономичности реализации противошумных мероприятий, а также для работы в аварийных условиях работающие должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты от шума: противошумными вкладышами (Беруши), наушниками и шлемофонами. Эффективность этих средств зависит от их конструкции, качества используемых материалов, силы прижатия, выполнения правил эксплуатации.

Противошумные вкладыши («Комфорт плюс», МАХ-1, Laser life и др.) вставляют непосредственно в слуховой канал наружного уха. Их изготавливают из легкого каучука, эластичных пластмасс, резины, эбонита и ультратонкого волокна. Они позволяют снизить уровень звукового давления на 10-15 дБ.

В условиях повышенного шума рекомендуется применять наушники, которые обеспечивают надежную защиту органов слуха. Например, наушники ВЦНИОТ снижают уровень звукового давления на 7-38 дБ в диапазоне частот 125-8000 Гц. В настоящее время промышленностью выпускаются современные наушники типов Ария, Наутилус, Биг, Тракстон и др.

Шлемофоны рекомендуется применять для защиты от воздействия шума с общим уровнем 120 дБА и выше. Они герметично закрывают всю околоушную область и снижают уровень звукового давления на 30-40 дБ в диапазоне частот 125-8000 Гц.

Защита от вибрации машин, механизмов и оборудования также проводится несколькими методами: устранением или снижением действующих переменных сил, вызывающих вибрацию в источнике их возникновения; вибропоглощением и виброизоляцией.

Наиболее действенным из них является устранение или снижение вибрации непосредственно в источнике образования. При проектировании оборудования предпочтение отдают таким кинематическим и технологическим схемам, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, резкими ускорениями, исключаются или предельно снижаются. Так, например, вибрация снижается при замене поступательного движения на равномерное вращение, механических приводов гидравлическими, подшипников качения подшипниками скольжения; использовании шестерен со специальными видами зацеплений - глобоидальным, шевронным, двушевронным, кон-хоидальным и т.п. Борьбу с вибрацией можно эффективно проводить с помощью вибропоглощающих и виброизолирующих материалов и специальных устройств. К вибропоглощению относят вибродемпфирование и виброгашение.

Эффект вибродемпфирования - превращение энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. Для этого в конструкциях деталей, через которые передается вибрация, применяют материалы с большим внутренним трением, например, специальные магниевые сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфиру-ющие покрытия и т.д.

Рис. 2.11 Классификация методов и средств защиты работающих от вибрации

Методы и средства защиты от вибрации классифицируются в зависимости от степени контакта работающих с источником вибрации (рис. 2.11).

Виброгашение -- это снижение уровня вибрации объекта путем введения в колебательную систему дополнительных реактивных сопротивлений. В частности, для предотвращения общей вибрации вибрирующие машины и оборудование устанавливают на самостоятельные виброгася-щие фундаменты, массу которых рассчитывают таким образом, чтобы амплитуда их колебаний не превышала 0,1-0,2 мм, а вероятность появления резонансных явлений была бы минимальной. Для снижения вибрации трубопроводов используются гасители колебаний типа буферных емкостей для превращения пульсирующих потоков в равномерные.

Для ослабления интенсивности передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью, рукоятке и т.п. широко используют методы виброизоляции.

Виброизоляция -- это снижение уровня вибрации защищаемого объекта, достигаемое уменьшением передачи ко-. лебаний от их источника. Виброизоляция представляет собой упругие элементы, так называемые амортизаторы вибрации, размещенные между вибрирующей машиной и ее основанием.

Виброизоляция используется при виброзащите от действия напольных и ручных механизмов. Компрессоры, насосы, вентиляторы, станки должны устанавливаться на амортизаторы или упругие основания в виде элементов массы и вязкоупорного слоя. Для снижения интенсивности вибрации необходимо, чтобы масса фундамента была в 3-5 раз больше массы агрегата.

В качестве виброизоляторов для машин с вертикальной возмущающей силой используют резиновые, пружинные и комбинированные опоры (рис. 2.12). Поскольку резиновые амортизаторы под действием нагрузки деформируются без изменения объема, для их эффективной работы необходимо, чтобы ширина и длина амортизатора не превышали более чем в 2-3 раза его высоту. Листовая резина характеризуется небольшой деформацией, поэтому она не может служить эффективным виброизолятором. Для прокладок можно использовать перфорированную листовую резину с условием, чтобы статическая ее осадка не превышала 10-20% толщины.

Для снижения вибрации воздуховодов, особенно в местах их прохождения через стены или другие строительные конструкции, в узлах крепления или стыковок устанавливают упругие прокладки.

Для ручного инструмента наиболее эффективна многозвенная система виброизоляции, когда между руками и инструментом проложены слои с различной массой и упругостью.

В качестве средств индивидуальной защиты от вибрации используют специальную обувь на массивной резиновой подошве, рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки, которые изготавливаются из упругодемпфирующих материалов.

Важными моментами в системе мероприятий по снижению негативного воздействия шума и вибрации явля ются правильная организация труда и отдыха, постоянное медицинское наблюдение за состоянием здоровья операторов, специальные лечебно-профилактические мероприятия, такие, как гидромассаж, гидропроцедуры (ванны, различные души), витаминизация и т.д.

Рис. 2.12 Принципиальная схема устройства виброизоляционных амортизаторов: а - ребристая и дырчатая листовая резина; б - пружинный амортизатор, запрессованный в резиновую массу; в - крепление виброизолированной машины; г -- комбинированный пружинно-резиновый амортизатор

2.4.5 Защита работающих от ультра- и инфразвуков

Большинство традиционных методов защиты работающих от шума малоэффективны в отношении к ультра- и инфразвуку. Поэтому для защиты от их воздействия следует использовать все способы снижения интенсивности генерации таких колебаний непосредственно в источнике.

В связи с этим СанПиН 9-88-98 определяют требования по ограничению неблагоприятного влияния контактного ультразвука, а именно:

при разработке нового и модернизации существующего оборудования, приборов и аппаратуры должны предусматриваться меры по максимальному ограничению ультразвука, как в источнике возникновения, так и на пути его распространения;

запрещается непосредственный контакт человека с рабочей поверхностью источника ультразвука и с контактной средой во время возбуждения в ней ультразвука;

ультразвуковые искатели и датчики, удерживаемые руками оператора, должны иметь форму, обеспечивающую минимальное напряжение мышц, удобное для работы расположение и соответствовать требованиям технической эстетики;

исключается передача ультразвука другим частям тела кроме рук;

для защиты персонала, обслуживающего источник ультразвука, следует применять дистанционное управление; блокировки, обеспечивающие автоматическое отключение источников ультразвука в случае открытия звукоизолирующих устройств или проведения вспомогательных работ; приспособления для удержания источника ультразвука или предметов, которые могут служит в качестве твердой контактной среды;

для защиты рук от неблагоприятного воздействия контактного ультразвука в твердых и жидких средах, а также от контактных смазок необходимо применять нарукавники, рукавицы или перчатки (наружные резиновые и внутренние хлопчатобумажные);

к работе с источником ультразвука допускаются лица не моложе 18 лет, имеющие соответствующую квалификацию, прошедшие обучение и инструктаж по технике безопасности.

Эффективным средством защиты работающих от воздействия ультразвука являются звукоизолирующие кожухи из дюралюминия или стали толщиной 1 мм, оклеенные резиной или противошумной мастикой. Прозрачные кожухи из органического стекла должны иметь толщину не менее 5 мм. Часто используют эластичные кожухи из трех слоев резины общей толщиной 3-5 мм. Кожухи позволяют снизить уровни звукового давления на 20-30 дБ в слышимом диапазоне частот и на 60-80 дБ -в неслышимом.

Для исключения контактного облучения работающих ультразвуком загрузку, выгрузку и другие работы следует проводить при выключенном источнике или пользоваться при этом специальными инструментами с ручками, покрытыми эластичным слоем из пористой резины, поролона и т.п.

Зоны помещений с уровнями ультразвука, превышающими предельно допустимые, должны быть обозначены предупреждающим знаком «Осторожно! Прочие опасности» по ГОСТ 12.4.026.

Кроме того, рекомендуется соблюдать следующий режим труда и отдыха:

при систематической работе с контактным ультразвуком в течение более 50% рабочего времени необходимо устраивать перерывы через каждые 1,5 ч на 15 мин. Перерывы могут быть заполнены другими видами работ, которые не сопровождаются воздействием на организм повышенных уровней шума и вибрации;

с целью предупреждения и ранней диагностики профессиональных заболеваний у работающих с контактным ультразвуком необходимо проводить предварительный (при приеме на работу) и периодические медицинские осмотры в соответствии с действующим приказом Минздрава.

Аналогичные методы защиты разработаны и для ультразвука, передающегося воздушным путем (СанПиН 9-87-98).

Что же касается инфразвука, то для этого физического фактора воздействия на человека в производственной среде, пока, не разработаны специфические методы защиты, а также четкие санитарно-гигиенические рекомендации.

Защита от инфразвука осуществляется на производстве аналогично защите от общей вибрации и состоит в минимизации воздействия на оператора низкочастотных звуковых колебаний. Для этого нужно устранять источники низкочастотной вибрации, повышать быстроходность машин, увеличивать жесткость конструкций больших размеров, устанавливать глушители реактивного типа и т. д.



2.5 Химические факторы и методы защиты от их воздействия

2.5.1 Токсичность веществ и ее показатели

В окружении человека находятся тысячи различных химических соединений, способных негативно отразиться на его здоровье и работоспособности. На любом производстве имеют дело с большим количеством разнообразных химических веществ, являющихся в той или иной мере вредными веществами.

По ГОСТ 12.1.007 под вредным веществом понимают вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

В токсикологии (наука, изучающая физиологическую активность вредных веществ) используется термин «яд», под которым понимают условно такое химическое соединение, которое, будучи введено в организм в малых количествах и действуя на него химически или физико-химически при определенных условиях, способно привести к болезни или смерти.

При поступлении в организм человека вредных веществ в количествах, превышающих установленные нормы, могут возникнуть острые и хронические отравления, а также профессиональные заболевания.

Острые отравления, как правило, происходят в результате аварий, поломок оборудования и грубых нарушений техники безопасности. Они характеризуются кратковременностью действия и относительно высокими концентрациями вредных веществ. Симптомы отравления проявляются либо сразу, либо через сравнительно небольшой (обычно несколько часов) скрытый (латентный) период.

Хронические отравления возникают постепенно, при длительном систематическом воздействии вредных веществ, проникающих в организм человека в относительно небольших количествах. Они могут развиваться вследствие накопления вредного вещества в организме (материальная кумуляция) или вызываемых им изменений (функциональная кумуляция).

Профессиональное заболевание - это хроническое или острое заболевание работающего, являющееся результатом воздействия вредного фактора.

При любой форме отравления характер действия вредного вещества определяется степенью его физиологической активности - токсичностью.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на 4 класса:

1-й класс - вещества чрезвычайно опасные (ванадий и его соединения, оксид кадмия, карбонил никеля, озон, ртуть, свинец и его соединения, терефталевая кислота, тетраэтилсвинец, фосфор желтый и др.);

2-й класс - вещества высокоопасные (оксиды азота, дихлорэтан, карбофос, марганец, медь, мышьяковистый водород, пиридин, серная и соляная кислоты, сероводород, сероуглерод, тиурам, формальдегид, фтористый водород, хлор, растворы едких щелочей и др.);

3-й класс - вещества умеренно опасные (камфара, кап-ролактам, ксилол, нитрофоска, полиэтилен низкого давления, сернистый ангидрид, спирт метиловый, толуол, фенол, фурфурол и др.);

4-й класс - вещества малоопасные (аммиак, ацетон, бензин, керосин, нафталин, скипидар, спирт этиловый, оксид углерода, уайт-спирит, доломит, известняк, магнезит и др.).

Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей (табл. 2.11).

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю, значение которого является максимальным.

Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны - это концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности, но не более 40 ч в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений, мг/м³.

Таблица 2.11

Показатели токсичности вредных веществ

Показатель	Норма для классов опасности
	1	2	3	4
Предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг, ус*	Менее 0,1	0,1-1,0	1.1 10,0	Более 10,0
Средняя смертельная доза при введении в желудок, мг/кг	Менее 15	15-150	151-5000	Более 5000
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг/кг	Менее 100	100-500	501-2500	Более 2500
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м3	Менее 500	500-5000	5001-50000	Более 50 000
Коэффициент возможности ингаляционного отравления	Более 300	300-30	29-3	Менее 3
Зона острого действия	Менее 6,0	6,0-18,0	18,1-54,0	Более 54,0
Зона хронического действия	Более 10,0	10,0-5,0	4,9-2,5	Менее 2,5

Средняя смертельная доза при введении в желудок -доза вещества, вызывающая гибель 50% животных (летальная доза ЛД₅₀) при однократном введении в желудок, мг/кг.

Средняя смертельная доза при нанесении на кожу -- доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при однократном нанесении на кожу, мг/кг.

Средняя смертельная концентрация в воздухе - концентрация вещества, вызывающая гибель 50% животных при двух-четырехчасовом ингаляционном воздействии, мг/м³.

Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО) - отношение максимально достижимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20 °С к средней смертельной концентрации вещества для мышей при двухчасовом воздействии. КВИО объединяет два важнейших показателя опасности острого отравления: летучесть вещества и дозу, вызывающую наибольший биологический эффект, т.е. гибель организма.

Зона острого действия - отношение средней смертельной концентрации вещества к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций.

Зона хронического действия - отношение минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций, к минимальной концентрации, вызывающей вредное действие в хроническом эксперименте по четыре часа, пять раз в неделю на протяжении не менее четырех месяцев.

2.5.2 Пути проникновения и характер воздействия вредных веществ на организм человека

Основными путями поступления вредных веществ в организм человека являются: ингаляционный (через органы дыхания), пероральный (через желудочно-кишечный тракт) и непосредственно через неповрежденную кожу и слизистые оболочки.

Статистика профессиональных заболеваний показывает, что до 90% всех производственных отравлений связано с ингаляцией вредных веществ.

Отравления, вызванные попаданием вредных веществ в пищеварительный тракт, редко бывают производственными. Это возможно при нарушении правил личной гигиены, приеме пищи, курении в производственных помещениях.

Поступление ядов через кожу возможно лишь в том случае, если они являются неэлектролитами и способны растворяться в жирах и липидах, а следовательно, и в коленом сале (углеводороды, ароматические амины, бензол и его соединения, толуол, анилин и др.).

Выделение ядов из организма происходит главным образом через почки и кишечник, наиболее летучие вещества выделяются также и через легкие с выдыхаемым воздухом.

Действие ядовитого вещества на организм может быть местным и общим. Типичным местным действием обладают газы и пары, вызывающие раздражение слизистых' оболочек носа, горла, бронхов (пощипывание, сухой кашель и др.) и глаз (резь, боль, слезотечение).

Общее действие яда возникает при проникновении его в кровь и распространении по всему организму. Поступившие в организм тем или иным путем яды могут относительно равномерно распределяться по всем органам и тканям, оказывая на них токсическое действие. Некоторые же из них накапливаются преимущественно в определенных тканях и органах: в печени, костях, легких, почках, селезенке и др. Такие места преимущественного скопления токсических веществ называют депо яда в организме. Для многих веществ характерны определенные виды тканей и органов, где яды могут депонироваться и поражать их. Задержка ядов в депо может быть как кратковременной, так и более длительной - до нескольких дней и недель. Постепенно выходя из депо в общий кровоток, они также могут оказывать определенное, как правило, слабо выраженное токсическое действие.

Некоторые раздражающие и токсические вещества после относительно непродолжительного действия на организм человека вызывают в нем повышенную чувствительность к этому веществу, называемую сенсибилизацией. Последующие воздействия на сенсибилизированный организм даже незначительных количеств этого вещества приводят к бурной и весьма быстро развивающейся реакции, выражающейся чаще в кожных изменениях (дерматиты, экземы), астматических явлениях и т.д. Прекращение повторных контактов с данным веществом, как правило, приводит к исчезновению этих реакций.

На производстве чаще всего работники подвергаются не изолированному воздействию одного вещества, а сразу нескольких, т.е. в данном случае имеет место комбинированное действие. Различают несколько видов комбинированного действия вредных веществ.

Однонаправленное действие - компоненты смеси действуют на одни и те же системы в организме, например наркотическое действие смеси углеводородов. Как правило, сюда относятся соединения, близкие по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека. В этом случае суммарный эффект смеси равен сумме эффектов действующих компонентов.

В соответствии с санитарными нормами должно соблюдаться следующие уравнение:

т.е. сумма отношений фактических концентраций вредных веществ С₁, С₂,..., С_п в воздухе рабочей зоны к их ПДК не должна превышать единицы. Однонаправленным действием обладают следующие сочетания веществ: сернистый и серный ангидриды; формальдегид и соляная кислота; различные спирты; различные кислоты; различные щелочи; различные ароматические углеводороды (толуол и ксилол, бензол и толуол); сероводород и сероуглерод; другие вещества.

Независимое действие -- компоненты смеси действуют на различные системы организма, и их токсические эффекты не зависят друг от друга. В этом случае их допустимые концентрации остаются такими же, как и при изолированном действии каждого из них, например смесь паров бензола и раздражающие газы.

Кроме того, некоторые вещества могут обладать свойствами усиления или ослабления действия друг друга.

Положительный синергизм и антагонизм -- комбинированное действие смеси веществ, которое по своему эффекту в первом случае больше, а во втором - меньше, чем сумма действия отдельных веществ этой смеси.

Положительный синергизм возникает, например, при совместном действии диоксида серы и хлора, оксида углерода и оксидов азота и др. В частности, алкоголь повышает опасность отравлений анилином, ртутью, цианимидом кальция и другими вредными веществами.

Токсическое действие вредных веществ на организм человека зависит от множества факторов: дозы, токсичности, длительности поступления, химизма взаимодействия веществ, индивидуальных особенностей (пола, возраста, состояния здоровья человека, чувствительности и т.д.), метеорологических условий производственной среды, химической структуры и физических свойств вредного вещества.

Многие вредные вещества по-разному воздействуют на организм человека в зависимости от пола. Так, например, отмечается большая чувствительность женского организма к действию бензола. Некоторые соединения бора обладают избирательно выраженной токсичностью к гонадам мужского организма.

В связи с этим законодательно установлен Список тяжелых работ и работ с вредными условиями труда, где запрещается применение труда женщин, утвержденный Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 26.05.2000 г. № 765. Например, женщины не должны допускаться к работам аккумуляторщика, вагранщика, варщика битума, клейщика, красильщика и т.п.

Влияние возраста на проявление токсического действия неодинаково: одни вещества более токсичны для молодых, другие - для людей пожилого возраста. Организм подростков в 2-3 раза, а иногда и более, чувствителен к воздействию вредных веществ, чем организм взрослых работников. Именно поэтому законодательство запрещает прием на работу в химических производствах лиц моложе 18 лет. (Перечень работ, на которых запрещается применение труда лиц моложе 18 лет, утвержден Постановлением Министерства труда Республики Беларусь от 2.02.1995 г. № 13.)

Чувствительность людей к вредным веществам зависит от индивидуальных особенностей протекания биохимических процессов, а также функциональной активности различных физиологических систем человека, в частности, ферментов детоксикации.

Степень поражения организма вредными веществами зависит от состояния здоровья человека. Например, лица с заболеваниями крови более чувствительны к действию кровяных ядов; с нарушениями нервной системы - к действию нейротропных ядов; с заболеваниями легких - к действию раздражающих веществ и пылей. Снижению сопротивляемости организма способствуют хронические инфекции, а также беременность и климакс.

Индивидуальная чувствительность человека возрастает в случаях воздействия вредных веществ с явно аллергическим эффектом (соединения хрома, некоторые красители и т.д.). В связи с этим лица, страдающие определенными заболеваниями, не допускаются к работе с веществами, которые могут обострить течение их болезни или привести к более быстрой и тяжелой интоксикации.

Таблица 2.12

Классификация вредных веществ

Вещества	Признаки отравления
Нервные - углеводороды, спирты жирного ряда, анилин, сероводород, тетраэтплсви-нец, трикрезилфосфат, аммиак, фосфор-органические соединения и др.	Вызывают расстройство функций нервной системы, судороги, паралич
Раздражающие - хлор, аммиак, диоксид серы, туманы кислот, оксиды азота, фосген, дифосген, ароматические углеводороды и др.	Поражают верхние дыхательные пути
II рижигающие и раздражающие кожу и слизистые оболочки - неорганические кислоты, щелочи, некоторые органические кислоты, ангидриды и др.	Поражают кожные покровы, вызывают образование нарывов, язв
Ферментные - синильная кислота и ее соли, мышьяк и его соединения, соли ртути (сулема), фосфорорганические соединения	Нарушают структуру ферментов, инакти-вируют их
Печеночные - хлорированные углеводороды, бромбензол, фосфор, селен	Вызывают структурные изменения ткани печени
Кровяные - оксид углерода, гомологи бензола, ароматические смолы, свинец и его неорганические соединения и др.	Ингибируют ферменты, участвующие в активации кислорода, взаимодействуют с гемоглобином крови
Мутагены - этиленимин, оксиды этилена, некоторые хлорированные углеводороды, соединения свинца, ртути и др.	Воздействуют на генетический аппарат клетки
Аллергены - некоторые соединения никеля, многие производные пиридина, алкалоиды и др.	Вызывают изменения в реактивной способности организма
Канцерогены - каменноугольная смола, 3,4-бензопирен, ароматические амины, азо-и диазосоединения, сажа и многие другие	Вызывают образование злокачественных опухолей

Исследования показывают, что токсичность веществ связана с их строением. Например, установлено, что с увеличением числа атомов в органических соединениях их токсичность снижается, при переходе молекул углеводородов в ненасыщенное состояние - возрастает. Ингаляционная токсичность таких соединений изменяется в ряду этан - этилен - ацетилен, что объясняется их способностью вступать в реакцию присоединения.

Такая же закономерность наблюдается и у ароматических соединений - токсичность бензола выше, чем цикло-гексана. Токсичность непредельных моно- и дикарбоно-вых кислот выше, чем предельных.

Использование огромного ассортимента химических соединений в хозяйственной деятельности и сложность изучения их воздействия на организм человека вызывают необходимость их классификации и систематизации. Наиболее удобно для этой цели использовать классификацию вредных веществ по их функциональному воздействию на органы и системы человека (табл. 2.12).

Эта классификация имеет свои достоинства и недостатки, так как подчеркивает только определенные свойства вредных веществ и не учитывает побочные эффекты. Однако она помогает быстро ориентироваться в характере действия и токсических свойствах веществ, а также определять способы инактивации их в организме человека.

2.5.3 Производственная пыль и воздействие ее на организм человека

Промышленные пыли (аэрозоли) -- это тонкодисперсные частицы, образующиеся при различных производственных процессах и способные длительное время находиться в воздухе во взвешенном состоянии.

Промышленную пыль классифицируют по различным признакам: происхождению, действию на организм человека, степени дисперсности, фракционному и химическому составам, электрическим и магнитным свойствам, по-жаро- и взрывоопасное™ и т.д.

По происхождению аэрозоли подразделяются на пыли дезинтеграции и пыли конденсации.

Пыли дезинтеграции образуются при дроблении, измельчении, помоле, резании и других механических процессах. Они, как правило, характеризуются полидисперсностью, а частицы пыли имеют неправильную форму.

Пыли конденсации образуются в результате охлаждения и конденсации паров расплавленных масс (металлов, стекломассы, расплавов солей, насыщенных растворов и т.п.)- В этом случае частицы пыли имеют округлую, овальную, более правильную форму. Как правило, они характеризуются высокой дисперсностью.

По составу пыль подразделяют на органическую, минеральную и смешанную.

По размеру мелкодисперсные частицы разделяют на три основные группы:

частицы размером более 10 мкм, оседающие в неподвижном воздухе с возрастающей скоростью и не диффундирующие;

...