Шум, инфразвук и ультразвук
6. Шум, инфразвук и ультразвук
как неблагоприятные
акустические факторы производства
Под шумом как гигиеническим фактором принято подразумевать совокупность слышимых звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека, мешающих его работе и отдыху. Ультразвук и инфразвук – это также совокупность звуков, но неслышимых человеком, однако оказывающих неблагоприятное энергетическое воздействие на человека.
По физической сущности звуки представляют собой волнообразно распространяющиеся механические колебательные движения частиц упругой среды (газовой, жидкой или твердой), имеющие, как правило, беспорядочный, случайный характер. Источником звука может быть любое колеблющееся материальное тело, выведенное из устойчивого состояния покоя внешней силой.
Как и для всякого волнообразного колебательного движения, основными параметрами, характеризующими звук, являются амплитуда колебания (перемещения, давления, скорости и других переменных параметров), скорость распространения и длина волны.
6.1. Физические характеристики шума
Рекомендуемые материалы
Непосредственно примыкающие к источнику колебания частицы упругой среды вовлекаются в колебательный процесс и смещаются, приходя в состояние ритмичного сгущения и разрежения. Этот процесс в силу упругости сплошной среды распространяется последовательно на смежные частицы в виде волны. Амплитуда колебания звучащего тела пропорциональна амплитуде смещения частиц проводящей среды, т. е. звукового давления. Последнее представляет собой переменное давление, возникающее дополнительно к атмосферному, в той среде, через которую проходят звуковые волны. Оно выражается
в Па, т.е. в ньютонах на квадратный метр (Н/м2). От величины звукового давления зависит интенсивность звука (шума).
Звуковая волна характеризуется периодом колебания Т, измеряемым в секундах. Период колебания связан обратным отношением с частотой f, т.е.
Т= 1/f.
Частота колебания f – число полных колебаний, совершенных в течение одной секунды. Единица измерения частоты – герц (Гц) равна 1 колебанию в секунду.
Для характеристики звука существенное значение имеет колебательная скорость частиц, т. е. определение мгновенного значения скорости колебательного движения среды при распространении в ней звуковой волны (единица измерения – м/с). Расстояние, на которое в течение одной секунды может распространяться волновой процесс, называется скоростью звука (с). В воздухе при
температуре 20°С и нормальном атмосферном давлении она равна 334 м/с,
при повышении температуры – увеличивается примерно на 0,71 м/с на каждый градус.
Расстояние между двумя соседними сгущениями или разрежениями в звуковом поле характеризует длину волны l, которая измеряется в метрах. Длина волны связана с частотой f и скоростью с звука соотношением
l = c/f. (6.1)
Распространение звуковых волн сопровождается переносом колебательной энергии в пространстве. Ее количество, проходящее через площадь 1 м2, расположенную перпендикулярно направлению распространения звуковой волны, обусловливает интенсивность или силу звука I. Единица измерения – ватт на квадратный метр (Вт/м2).
Частотный состав шума характеризует его спектр, т. е. совокупность входящих в него частот. По спектру устанавливается степень распределения звуковой энергии данного шума. Если в составе шума преобладают звуки с частотой колебания до 400 Гц, то шум относят к низкочастотному, при преобладании звуков с частотой в диапазоне 400…1000 Гц – к среднечастотному, свыше
1000 Гц – к высокочастотному.
По величине интервалов между составляющими звуками шума различают дискретный (линейчатый) и сплошной шум. В первом случае отдельные составляющие звуки, входящие в спектр шума, разделены значительными интервалами, во втором – следуют друг за другом непрерывно с бесконечно малыми интервалами. Смешанный шум характеризуется отдельными пиковыми дискретными составляющими на фоне сплошного спектра.
По официальной классификации шумов, принятой в РФ (ГОСТ 12.1.003-83. Шум. Общие требования безопасности), шумы следует подразделять по характеру спектра на широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы, и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона.
По временным характеристикам шумы следует подразделять на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени незначительно, и непостоянные. Последние, в свою очередь, следует подразделять на колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума, причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более; импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов – каждый длительностью менее 1 с.
Распространение звуковых волн сопровождается появлением ряда акустических феноменов, имеющих важное значение для характеристики шумового фактора, его гигиенической оценки и выбора мер защиты.
При одновременном распространении в воздушной среде нескольких звуковых волн одинаковой частоты они могут приходить в точку пространства одновременно в одной фазе, повышая результирующую амплитуду колебаний, т. е. громкость звука. При совпадении противоположных фаз громкость звука снижается. Явление наложения волн называется интерференцией.
Звуковая волна, отраженная от препятствия на пути ее распространения, в случае, когда размеры препятствия меньше длины волны, огибает его, а при наличии щелей в преграде проникает через них. Процесс огибания звуковой волной препятствий конечных размеров называется дифракцией. Возникшие внутри замкнутых помещений звуковые волны, распространяясь от источника, многократно отражаются от перекрытий, создавая условия для появления гулкости помещения. Процесс называется реверберацией.
Если внешняя сила, вызвав колебания системы, прекращает на нее действовать, эта система начинает колебаться со строго определенной собственной частотой колебания, зависящей от упругих и инерционных сил. В том случае, когда частота колебаний внешней среды совпадает с собственными колебаниями системы, амплитуда резко возрастает. Это явление называется резонансом.
Звукопроводящая механическая система рецепторного отдела слухового анализатора способна реагировать и передавать звуковоспринимающей частью рецептора механические колебания среды, которые совершаются с частотой от 20 до 20 000 колебаний в секунду (рис. 6.1) с величиной звуковой энергии от 10–12 до 102 Вт/м2 или от 2×10–5 до 2×102 Н/м2 (Паскалей).
 |
Рис. 6.1. Пороги слышимости звуков различной частоты и интенсивности
Минимальная величина звуковой энергии, способная трансформироваться в нервный процесс, т. е. воспринимаемая ухом человека как звук, называется слуховым порогом (порогом слышимости) и составляет 10–12 Вт/м2. Звуковое давление, соответствующее этой величине, равно 2×10–5 Н/м2 (Па). Высший предел, при котором воспринимаемый звук вызывает уже болевое ощущение, соответствует силе звука 102 Вт/м2 (звуковое давление 20 Н/м2).
Способность слухового анализатора регистрировать огромный диапазон величин звуковых давлений объясняется тем, что различается не разность, а кратность изменения абсолютных величин (ступенчатость восприятия). Установлено, что каждая последующая ступень восприятия отличается от предыдущей на 12,4%. Поэтому для характеристики акустического феномена принята специальная измерительная система интенсивности и энергии шума, учитывающая приближенную логарифмическую зависимость между раздражением и слуховым восприятием, а именно шкала логарифмических единиц как наиболее объективная и соответствующая физиологической сущности восприятия. По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии больше предыдущей в 10 раз. Например, если интенсивность звука больше другого в 10, 100, 1000 раз, то по логарифмической шкале она соответствует увеличению на 1, 2, 3 единицы (lg10 = 1, lg100 = 2 и т. д.). Логарифмическая единица, отражающая десятикратную степень увеличения интенсивности звука над уровнем другого, называется в акустике белом (Б). Преимуществом логарифмической шкалы измерений является также и удобство пользования ею, так как использование в практике измерения шума огромного диапазона звуковой энергии в абсолютных величинах громоздко и неудобно. Логарифмические единицы позволяют оценить интенсивность звука не абсолютной величиной звукового давления, а ее уровнем, т. е. отношением фактически создаваемого давления к давлению, принятому за единицу сравнения.
Такой единицей принято считать минимальное давление, которое человек воспринимает как звук на частоте 1000 Гц, а именно 2×10–5 Н/м2. Весь диапазон энергии, воспринимаемой слухом как звук, укладывается при этих условиях в 13…14 Б. Для удобства пользуются не белом, а единицей, в 10 раз меньшей, –децибелом (дБ), которая соответствует примерно минимальному приросту силы звука, различаемого ухом. Таким образом, бел и децибел – это условные единицы, которые показывают, насколько данный звук I в логарифмическом масштабе больше условного порога слышимости I0. Измеряемые таким образом величины называются уровнями L интенсивности шума или уровнями звукового давления.
Десятичный логарифм отношения двух интенсивностей звука I и I0 называется уровнем интенсивности:
LI =lg I/I0 , Б или LI = 10 × lg I/I0, дБ. (6.2)
В настоящее время общепринято характеризовать интенсивность звука (шума) в уровнях звукового давления, определяемых по формуле
, (6.3)
где Р – определяемая величина звукового давления, Па; Р0 – пороговая величина звукового давления (2×10–5, Па).
Между уровнем интенсивности шума LI и уровнем звукового давления L существует соотношение
LI = L+10× lg(r0с0/rс), (6.4)
где r0с0 – плотность среды и скорость звука при нормальных атмосферных условиях; rс – измеренные плотность среды и скорость звука.
При нормальных атмосферных условиях LI = L.
Оценка шума по уровню его звукового давления в дБ над пороговым уровнем справедлива лишь для принятого стандартного тона с частотой 1000 Гц. Для тонов других частот ощущение степени громкости шума и порог слышимости не совпадают при одинаковом приросте звуковой энергии со стандартным тоном, смещаясь либо в сторону повышения (пороги низких частот), либо некоторого снижения (пороги высоких частот). Это зависит от различной чувствительности слухового аппарата к различным акустическим частотам.
Ощущение громкости не совпадает также с раздражающим действием шума. На высоких частотах ощущение неприятности звука на 20…30 ед. превышает ощущение громкости.
6.2. Гигиеническая характеристика шума
В настоящее время шум становится одним из наиболее распространенных социально-гигиенических факторов внешней, в первую очередь, производственной среды в связи с интенсификацией и механизацией технологических процессов, развитием дизелестроения, реактивной авиации, транспорта. Введение новых высокопроизводительных видов оборудования с постоянным увеличением скоростей движения машин и механизмов, широкое применение пневматического инструмента различного назначения, расширение станочного парка создают предпосылки для возникновения новых источников интенсивного шума и усиления интенсивности его при интенсификации существующих ранее технологических процессов.
Воздействие шума на организм может проявляться как в виде специфического поражения органа слуха, так и нарушений со стороны многих органов и систем.
К настоящему времени накоплены достаточно убедительные данные, позволяющие судить о характере и особенностях влияния шумового фактора на слуховую функцию. Течение функциональных изменений может иметь различные стадии. Кратковременное понижение остроты слуха под воздействием шума с быстрым восстановлением функции после прекращения действия фактора рассматривается как проявление адаптационной защитно-приспособительной реакции слухового органа. Адаптацией к шуму принято считать случаи временного понижения слуха не более чем на 10…15 дБ с восстановлением его в течение 3 мин после прекращения действия шума. Длительное воздействие интенсивного шума может приводить к перераздражению клеток звукового анализатора и его утомлению, а затем и к стойкому снижению остроты слуха.
Степень профессиональной тугоухости зависит от производственного стажа работы в условиях шума, характера шума, длительности воздействия его в течение рабочего дня, от интенсивности и спектра. Установлено, что утомляющее и повреждающее действие шума пропорционально его высоте (частоте). Наиболее выраженные и ранние изменения наблюдаются на частоте 4000 Гц и близкой к ней области, впоследствии повышение порогов слышимости распространяется и на более широкий спектр.
Показано, что импульсный шум (при эквивалентной мощности) действует более неблагоприятно, чем непрерывный. Особенности его воздействия существенно зависят от превышения уровня импульса над среднеквадратичным уровнем, определяющим шумовой фон на рабочем месте.
В развитии профессиональной тугоухости имеют значение суммарное время воздействия шума в течение рабочего дня и наличие пауз, а также общий стаж работы. Начальные стадии профессионального поражения слуха наблюдаются у рабочих со стажем 5 лет, выраженные (поражение слуха на все частоты, нарушение восприятия шепотной и разговорной речи) – свыше 10 лет.
Помимо действия шума на орган слуха, установлено его повреждающее влияние на многие органы и системы организма, в первую очередь на центральную нервную систему, функциональные изменения в которой происходят раньше, чем диагностируется нарушение слуховой чувствительности. При умственной деятельности на фоне шума происходит снижение темпа работы, ее качества и производительности.
У лиц, подвергающихся действию шума, отмечаются изменения секреторной и моторной функций желудочно-кишечного тракта, сдвиги в обменных процессах (нарушения основного, витаминного, углеводного, белкового, жирового, солевого обменов).
Для рабочих шумовых профессий характерно нарушение функционального состояния сердечно-сосудистой системы (гипертензивное, реже гипотоническое состояние, повышение тонуса периферических сосудов, изменения на ЭКГ и пр.).
Наличие симптомокомплекса, который заключается в сочетании профессиональной тугоухости (неврит слухового нерва) с функциональными расстройствами центральной нервной, вегетативной, сердечно-сосудистой и других систем у лиц, работающих в условиях шума, дает веские основания рассматривать эти нарушения в состоянии здоровья как профессиональное заболевание организма в целом и включить в список профессиональных заболеваний эту нозологическую форму — шумовую болезнь.
Профессиональный неврит слухового нерва (шумовая болезнь) может встречаться чаще у рабочих различных отраслей машиностроения (в том числе судо- и самолетостроения), текстильной промышленности, горной, металлургической отраслей промышленности и др. Случаи заболевания встречаются у лиц, работающих на ткацких станках (ткачихи), с рубильными, клепальными молотками (обрубщики, клепальщики), обслуживающих прессо-штамповочное оборудование (кузнецы), у испытателей-мотористов и других профессиональных групп, длительно подвергающихся интенсивному шуму. Вероятность повреждения слуха в зависимости от стажа работы и превышения нормативного значения для постоянных рабочих мест приведена на рис. 6.2. По данным Госкомсанэпиднадзора России, в структуре профзаболеваний кохлеарные невриты составляли: в 1994 и 1995 г.г. – по 13,9%; в 1996 г. – 14,8%, в 1997 г. – 16,4% и
в 1998 г.– 15,9%.
 |
Рис. 6.2. Вероятность повреждения слуха: 1 – стаж работы 1 год;
2 – стаж работы 5 лет; 3 – стаж работы 10 лет; 4 – стаж работы
15 лет; 5 – стаж работы 25 лет
6.3. Гигиеническое нормирование шума
Нормирование шума ведется в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83 [5], в котором определены основные характеристики производственных шумов и соответствующие им нормы шума на рабочих местах. Нормы соответствуют рекомендациям Технического комитета акустики при Международной организации по стандартизации и устанавливают допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА на рабочих местах. Нормы предусматривают дифференцированный подход в соответствии с характером производственной деятельности в условиях шума, т. е. нормируемые уровни звукового давления имеют различные предельные спектры для разных профессиональных групп и помещений, где осуществляется различная по характеру работа (умственный труд, нервно-эмоциональное напряжение, преимущественно физический труд и т. д.). В нормах учитываются характер действующего шума (тональный, импульсный, постоянный) и время воздействия шумового фактора при расчете эквивалентных его уровней для непостоянных шумов. Кроме стандарта, действуют также санитарные нормы [6]. В этих документах характеристикой постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц, определяемыми по формуле 6.3.
Для ориентировочной оценки (например, при проверке органами надзора, выявлении необходимости применения мер по шумоглушению и др.) допускается за характеристику постоянного широкополосного шума на рабочем месте принимать уровень звука в дБА, измеренный на временной характеристике «медленно» шумомера, определяемый по формуле
, (6.5)
где РА – среднеквадратичная величина звукового давления с учетом коррекции по кривой чувствительности «А» шумомера, Па.
Характеристикой непостоянного шума на рабочих местах являются эквивалентный (по энергии) уровень звука в дБА и по СН максимальные уровни звука LАмакс, дБА.
Оценка непостоянного шума на соответствие допустимым уровням должна проводиться одновременно по эквивалентному и максимальному уровням звука. Превышение одного из показателей должно рассматриваться как несоответствие санитарным нормам.
Основные нормированные параметры для широкополосного шума приведены в табл. 6.3. (извлечения из ГОСТ 12.1.003-83).
Таблица 6.3
Нормированные параметры для широкополосного шума
| Вид трудовой деятельности, рабочие места | Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц | Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА | ||||||||
| 31,5 | 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | ||
| Предприятия, учреждения и организации | ||||||||||
| Творческая деятельность, руководящая работа с повышенными требованиями, научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование, преподавание и обучение, врачебная деятельность; рабочие места: в помещениях дирекции, проектно-конструкторских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных, приема больных в здравпунктах | 86 | 71 | 61 | 54 | 49 | 45 | 42 | 40 | 38 | 50 |
В санитарных нормах предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах приведены с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности и представлены в табл. 6.4.
Количественную оценку тяжести и напряженности трудового процесса рекомендуется проводить в соответствии с руководством Р 2.2.755-99 «Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса».
Таблица 6.4
Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука
на рабочих местах для трудовой деятельности разных категорий тяжести
и напряженности в дБА
| Категория напряженности трудового процесса | Категория тяжести трудового процесса | ||||
| легкая физическая нагрузка | средняя физическая нагрузка | тяжелый труд 1 степени | тяжелый труд 2 степени | тяжелый труд 3 степени | |
| Напряженность легкой степени | 80 | 80 | 75 | 75 | 75 |
| Напряженность средней степени | 70 | 70 | 65 | 65 | 65 |
| Напряженный труд 1 степени | 60 | 60 | — | — | — |
| Напряженный труд 2 степени | 50 | 50 | — | — | — |
Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА на рабочих местах для тонального и импульсного шума, измеренного шумомером на характеристике «медленно», следует принимать на 5 дБ меньше указанных в табл. 6.4 значений.
Для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА на рабочих местах следует принимать на 5 дБ меньше значений, указанных в таблице, или фактических уровней шума в этих помещениях, если последние не превышают значений, приведенных в табл. 6.4 (поправку для тонального и импульсного шума в этом случае принимать не следует).
Гигиенические нормы шума СН 2.2.4/2.1.8-562-96 оценивают производственные и коммунальные шумы раздельно, не учитывая суммарной их нагрузки, что побуждает к созданию системы оценки и управления риском при действии шума с учетом видов жизнедеятельности.
В настоящее время возникает необходимость разработки методов и критериев оценки акустического загрязнения для социально-гигиенического мониторинга (СГМ) условий труда и состояния здоровья работающих.
Целесообразно оценивать шумовое загрязнение для основных видов жизнедеятельности человека (работа, отдых и сон), что возможно на основе концепции суточной дозы [7].
6.4. Профилактические мероприятия
Генерация шума в производственных условиях сопутствует вибрации и, как правило, обусловлена многообразными причинами. Это создает трудности в борьбе с этим фактором и обычно требует применения комплекса мероприятий.
Проводятся мероприятия как технического [8], так и медицинского характера [5, 6, 7]. Основными из них являются:
1) устранение причины шума или существенное его ослабление в самом источнике образования в процессе проектирования технологических процессов и конструирования оборудования;
2) изоляция источника шума (вибрации) от окружающей среды средствами звуко- и виброзащиты, звуко- и вибропоглощения;
3) уменьшение плотности звуковой энергии помещений, отраженной от стен и перекрытий;
4) рациональная планировка помещений и цехов;
5) применение средств индивидуальной защиты от шума;
6) рационализация режима труда в условиях шума;
7) профилактические мероприятия медицинского характера.
Наиболее рациональный путь борьбы с шумом, причиной которого является вибрация, возникающая от ударов, сил трения, механических усилий и т.п., – улучшение конструкций оборудования. Наиболее эффективная мера – изменение технологии с целью устранения удара. Рекомендуется заменять клепку пневмоинструментами на гидравлические или сварные процессы; штамповку – на прессование, ручную правку металла – на вальцовку и др.
Снижение шума и вибрации достигается заменой возвратно-поступательных движений в узлах работающих механизмов равномерно вращательными.
Эффективна (особенно для высоких тонов) роль демпфирования, при котором вибрирующая поверхность покрывается материалом с большим внутренним трением (резина, пробка, битум, войлок и др.). Основными требованиями, предъявляемыми к демпфирующим материалам, должны быть высокая эффективность, малая масса, способность прочно удерживаться на металле и предохранять его от коррозии.
Большую роль играют улучшение текущего технического состояния и содержания оборудования, генерирующего шум, а также принятие мер по ограничению параметров его шумовых характеристик в процессе создания новых образцов. ГОСТ 8.055-73 «Машины. Методика выполнения измерений для определения шумовых характеристик» предусматривает в этих целях определение шумовых характеристик оборудования при проведении типовых испытаний с внесением их в техническую документацию – паспорт машины.
При нереальности достаточно эффективного снижения шума техническими и технологическими средствами следует осуществлять локализацию его у места возникновения путем применения звукопоглощающих и звукоизолирующих конструкций и материалов. Воздушные шумы ослабляются устройством на машинах специальных кожухов или размещением шумящего оборудования в помещениях с массивными стенами без щелей и отверстий. Для исключения резонансных явлений следует кожухи облицовывать материалами с большим внутренним трением.
Для локализации структурных шумов, распространяемых в твердых средах, применяются средства звуко- и виброизоляции перекрытий. Ослабление шума достигается применением под полом упругих прокладок без жесткой их связи с несущими конструкциями зданий, установкой вибрирующего оборудования на амортизаторы или специальные изолированные фундаменты. Вибрации, распространяющиеся по коммуникациям (трубопроводам, каналам), ослабляются стыковкой последних через звукопоглощающие материалы (прокладки из резины и др.). Распространение получили специальные противошумные мастики (№ 579, 580) на битумной основе, наносимые на поверхность металла.
Наряду со звукоизоляцией в производственных условиях широко применяются средства звукопоглощения. Для помещений малого объема (400…500 м3) рекомендуется общая облицовка стен и перекрытий, снижающая уровень шума на 7…8 дБ. Звукопоглощающими материалами покрываются изолирующие конструкции. Способность звукопоглощения характеризуется коэффициентом звукопоглощения (отношение звуковой энергии, поглощенной материалом, к энергии, падающей на него). Наиболее высокими коэффициентами в широком спектре частот обладают штукатурки и плиты, минеральная вата, древесно-волокнистые плиты, камышитовые маты, войлок и др. Эффект звукопоглощения увеличивается при многослойном размещении материалов с воздушными зазорами между слоями, а также перфорацией покрытий. В помещениях большого объема эффективны звукопоглощающие барьеры и объемные поглотители, подвешиваемые над шумными агрегатами. В последнем случае звукопоглощение примерно в 2 раза лучше, чем при покрытии звукопоглощающими материалами потолков и стен.
Одним из способов поглощения аэродинамических шумов (выхлоп и всасывание воздуха пневматических инструментов, компрессоров, вентиляторов и др.) является применение активных и реактивных глушителей. Выбор типа глушителя определяется уровнем и спектральным составом шума. Для глушения высокочастотных шумов наиболее целесообразны активные глушители, основанные на принципе поглощения звуковой энергии, для низкочастотных – ре-активные, основанные на принципе акустического фильтра.
Ослаблению производственного шума способствуют планировочные мероприятия по взаиморасположению помещений и объектов с учетом их шумности. Шумные цехи предприятий должны быть сконцентрированы в глубине заводской территории, удалены от тихих помещений, ограждены зоной зеленых насаждений, частично поглощающих шум.
Агрегаты с наиболее интенсивными шумами (более 130 дБ) следует располагать вне территории предприятий и жилой зоны с подветренной стороны и отделять от границ населенных пунктов шумозащитной зоной. Агрегаты, создающие шум более 90 дБ, должны размещаться в изолированных помещениях, с меньшим уровнем – концентрируются в одном участке цеха. Звукоизолирующие, звукопоглощающие, планировочные мероприятия по защите от шума обосновываются специальными расчетами.
Если шумные агрегаты не могут быть звукоизолированы, для защиты персонала от прямого шумоизлучения должны применяться акустические экраны, облицованные звукопоглощающими материалами, а также звукоизолированные кабины наблюдения и дистанционного управления.
Помимо мер технологического и технического характера, широко применяются средства индивидуальной защиты – антифоны, выполненные в виде наушников или вкладышей. В РФ действует система стандартов безопасности труда, в которой существует группа стандартов (шифр 4) по средствам индивидуальной защиты, в том числе от шума, определяющих условия стандартизации, испытания и применения средств индивидуальной защиты органа слуха.
В настоящее время в стране применяются десятки вариантов заглушек-вкладышей, наушников и шлемов, рассчитанных на изоляцию наружного слухового прохода от шумов различного спектрального состава. Наиболее приемлемыми, с точки зрения эксплуатации, и достаточно эффективными по защите органа слуха считаются вкладыши из смеси волокон органической бактерицидной ваты и ультратонких полимерных волокон из материала ФП («Беруши»), позволяющие снизить ощущение громкости шума на различных частотах
от 15 до 31 дБА, а также антифоны (снижение до 35 дБА).
Отрицательное действие шумов может быть уменьшено путем сокращения времени контакта с ними, построения рационального режима труда и отдыха, предусматривающего кратковременные перерывы в течение рабочего дня для восстановления функции слуха в тихих помещениях, совмещение профессий
(в условиях шума и вне его действия) и др.
Для профилактики профессиональных заболеваний работающие в условиях интенсивного производственного шума в соответствии с приказом Министерства здравоохранения РФ подвергаются обязательным предварительным при поступлении на работу и периодическим медицинским осмотрам.
6.5. Физическая и гигиеническая характеристика
ультразвука и инфразвука
Ультразвук представляет собой механические колебания упругой среды, распространяющиеся в ней в виде переменных сжатий и разрежений; сжатие и разрежение вещества составляют цикл колебания. Количество циклов в секунду характеризует частоту колебаний, которая измеряется в герцах. К ультразвуку относят колебания с частотой выше 16 000...20 000 колебаний в секунду (16...20 кГц), которые не воспринимаются человеческим ухом. Инфразвук представляет собой механические колебания, распространяющиеся в упругой среде с частотами менее 20 Гц. Инфразвуковые колебания подчиняются в основном тем же закономерностям, что и звуковые, но низкая частота колебаний придает им некоторые особенности. Инфразвук отличается от слышимых звуков значительно большей длиной волны. Распространение инфразвука в воздушной среде происходит в отличие от шума на большие расстояния от источника вследствие малого поглощения его энергии.
Физические параметры ультразвука и инфразвука такие же, как и у звуковых волн, шума.
С увеличением частоты ультразвуковых колебаний увеличивается их поглощение средой и уменьшается глубина проникновения в ткани человека. Поглощение ультразвука сопровождается нагреванием среды.
Прохождение ультразвука в жидкости сопровождается эффектом кавитации.
Ультразвук широко применяется в различных областях техники и промышленности, в особенности для анализа и контроля: дефектоскопия, структурный анализ вещества, определение физико-химических свойств материалов и др. Ультразвук нашел широкое применение в медицине для лечения заболеваний позвоночника, суставов, периферической нервной системы, а также для выполнения хирургических операций и диагностики заболеваний.
Вследствие малой длины волны высокочастотные ультразвуки не распространяются в воздухе, и воздействие их на работающих возможно только путем контактирования источника ультразвука (датчика) с поверхностью тела человека. Этим определяется локальное воздействие, возможное только при неисправности ультразвуковой аппаратуры.
Другой наиболее широкой областью использования ультразвука являются технологические процессы в промышленности: очистка и обезжиривание деталей, механическая обработка твердых и хрупких материалов, сварка, пайка, лужение, электролитические процессы, ускорение химических реакций и др.
Для технологических нужд используются ультразвуковые колебания низкой частоты (от 18 до 30 кГц) и высокой мощности (до 6…7 Вт/см2).
Наиболее распространенными источниками ультразвука являются пьезоэлектрические и магнитострикционные преобразователи. Основными элементами ультразвукового оборудования являются генератор и акустический преобразователь. Ультразвук распространяется от открытой поверхности преобразователя. Кроме того, в производственных условиях низкочастотный ультразвук нередко образуется при аэродинамических процессах и является спутником шума (слышимых звуков): работа реактивных двигателей, газовых турбин, мощных пневмодвигателей и др.
Низкочастотное ультразвуковое оборудование (сварочные машины, станки для сверления, ванны для очистки деталей и др.) в большинстве случаев генерирует акустический комплекс, состоящий из слышимого шума и низкочастотного ультразвука. Низкочастотный ультразвук вместе с высокочастотным шумом хорошо распространяется через воздух, но отличается от шума заметным затуханием по мере удаления от источника колебаний и неравномерной интенсивностью его в воздушном пространстве.
Акустическое давление на рабочих местах имеет очень широкий спектр и в зависимости от вида ультразвуковых установок колеблется в пределах от 80 до 120 дБ с максимумом энергии на рабочей частоте установок (например, 20, 22, 24 кГц). В слышимой области наиболее высокие уровни шума наблюдаются на частотах, близких к резонансной (рабочей частоте), и на частотах 10…11 кГц. Характер спектра и закономерности распространения ультразвука по воздуху от установок разной мощности одинаковы.
В современном производстве инфразвуковые колебания в настоящее время имеют широкое распространение. Они образуются при работе компрессоров, турбин, дизельных двигателей, электровозов, промышленных вентиляторов и других крупногабаритных машин и механизмов.
Промышленными источниками интенсивных инфразвуковых волн являются механизмы и агрегаты, имеющие поверхности больших размеров, совершающие вращательное или возвратно-поступательное движение с повторением циклов менее чем 20 раз в секунду (инфразвуки механического происхождения) и турбулентные процессы при движении больших потоков газов или жидкости (инфразвуки аэродинамического происхождения).
Многие производственные процессы сопровождаются излучением в окружающую среду интенсивных звуковых волн очень низких частот. Причиной их возникновения являются первоначальные возмущающие силы машин и механизмов. Спектры шума этих объектов имеют широкополосный характер с наибольшей звуковой энергией в области низких частот.
Мощным источником инфразвуковых волн в процессе работы компрессорных машин является воздухозаборная система. Спектры шума всасывания имеют четко выраженный гармонический характер на низких частотах и широкополосный на высоких.
Уровень звуковой мощности шума воздухозаборной системы прямо пропорционален мощности компрессора. Увеличение мощности компрессора вдвое повышает уровень звуковой мощности на 3 дБ. При работе компрессоров типа ВП 20/8 на рабочем месте дежурного мастера суммарный уровень звукового давления составляет 113 дБ. Уровень максимальной интенсивности находится в низкочастотном диапазоне и составляет 111 дБ, на частотах выше 50 Гц – 8, 12,5 и 20 Гц.
Во многих случаях инфразвуковые колебания являются доминирующей частью спектров шума. В турбинах интенсивность шума на инфразвуковых частотах наиболее велика.
У виброплощадок основным излучателем звуковой мощности на низких частотах являются колебания подвижной рамы и формы с бетоном. Звуковая мощность на низких частотах и частоте вибрирования пропорциональна площади излучающей поверхности, перпендикулярной направлению распространения колебаний, в значительной мере она зависит от конструкции площадки. Наименьшие уровни инфразвука и низкочастотного шума соответствуют виброплощадкам, конструкции которых близки к излучателю типа поршневой диафрагмы при отсутствии экрана.
Инфразвуковые колебания имеют место в авиационной и космической технике. Источниками инфразвука в авиации являются турбина и компрессор реактивного двигателя. Реактивные двигатели и ракеты генерируют высокие уровни инфразвукового давления с максимальной энергией в низкочастотной области спектра (в диапазоне от 1 до 100 Гц).
6.6. Действие ультразвука и инфразвука на организм
Кроме общего воздействия на организм работающих через воздух, низкочастотный ультразвук оказывает локальное действие при соприкосновении с обрабатываемыми деталями и средами, в которых возбуждены колебания (ультразвуковые вибрации). В зоне наибольшего воздействия ультразвука в зависимости от вида оборудования находятся кисти рук. Оно может быть постоянным (удержание инструмента на обрабатываемой детали при лужении, пайке) или временным (погрузка деталей в ванны, сварка и т. п.).
Воздействие от мощных установок (6…7 Вт/см2) представляет существенную опасность, так как может приводить к поражению периферического нервного и сосудистого аппарата в местах контакта (вегетативные полиневриты, парезы пальцев, кистей и предплечья). Контактное воздействие ультразвука чаще всего имеет место в момент загрузки и выгрузки деталей из ультразвуковых ванн.
Трехминутное погружение пальцев в воду ванны с мощностью преобразователя 1,5 кВт вызывает ощущение покалывания, иногда зуда, а спустя 5 мин после прекращения действия ультразвука отмечается ощущение холода, иногда чувство онемения пальцев, вибрационная чувствительность резко снижается, болевая чувствительность у разных лиц при этом может быть либо повышенной, либо пониженной. Кратковременный систематический контакт с озвученной средой длительностью 20...30 с и более на подобных установках уже может приводить к развитию явлений вегетативного полиневрита.
У работающих на низкочастотных ультразвуковых установках, если интенсивность шума выше установленных норм, а интенсивность ультразвука более 100...110 дБ, при систематическом воздействии ультразвука могут наблюдаться функциональные изменения со стороны центральной и периферической нервной системы, сердечно-сосудистой системы, слухового и вестибулярного анализатора, эндокринные и гуморальные отклонения от нормы. Эти изменения имеют много общего с проявлениями воздействия высокочастотного шума, имеющего место в других производствах, однако имеется и ряд особенностей, обусловленных ультразвуком.
Прежде всего работающие жалуются на головные боли с преимущественной локализацией в височной области, чрезмерно повышенную утомляемость.
Боли появляются вскоре после начала работы и усиливаются к концу рабочего дня. Кроме того, отмечаются чувство давления в ушах, неуверенность походки, головокружение. Отдых после работы устраняет эти нарушения. Характерным синдромом является нарушение сна (сонливость днем). У части работающих наблюдаются раздражительность, гиперакузия, гиперосмия, боязнь яркого света, повышение порогов возбудимости болевого, слухового, вестибулярного и других анализаторов, реже пороги возбудимости анализаторов понижены.
У работающих в условиях воздействия интенсивного ультразвука, сопровождаемого шумом, можно отметить недостаточность сосудистого тонуса (понижение артериального давления, гипотония), растормаживание кожно-сосудистых рефлексов в сочетании с яркой вазомоторной реакцией. Общецеребральные нарушения почти всегда сочетаются с явлениями умеренного вегетативного полиневрита рук (реже и ног) разной степени (пастозность, акроцианоз пальцев, термоасимметрия, расстройство чувствительности по типу перчаток или носков). При систематическом воздействии ультразвука иногда отмечаются вестибулярные нарушения, повышение температуры тела и кожи, снижение уровня сахара в крови, эозинофилия. Если наряду с интенсивным ультразвуком имеется сильный шум, то наблюдается выраженное понижение слуха.
Ультразвуковые колебания воздушной среды оказывают воздействие на центральную нервную систему и функцию других систем и органов не только через слуховой аппарат, но и помимо него, что доказывается наличием нарушений указанных функций у глухонемых при воздействии ультразвуковых колебаний.
При комбинированном воздействии ультразвука и шума, часто наблюдаемом в производстве, не происходит усиления реакции центральной нервной, сердечно-сосудистой систем и слухового анализатора. Однако усиление действия шума и ультразвука сказывается на реакции вестибулярного анализатора, и нарушения вестибулярной функции являются более выраженными, чем при раздельном действии названных факторов.
При клиническом обследовании работающих в условиях контакта с ультразвуком было показано, что степень выраженности патологии связана с уровнем ультразвукового давления. Процент лиц с выраженной стадией ультразвуковой патологии значительно выше среди подвергающихся наиболее интенсивному воздействию низкочастотного ультразвука, достигающего 120...130 дБ; он значительно меньше при интенсивности воздействия ультразвука до 110 дБ и совсем не наблюдается у обследованных, подвергающихся воздействию ультразвука с интенсивностью 90...105 дБ. У работающих, которые, кроме воздействия ультразвука через воздух, подвергаются и выраженному контактному воздействию, симптоматика нарушений здоровья выражена больше, особенно за счет явлений вегетативного полиневрита. Степень выраженности патологических изменений зависит от интенсивности и длительности действия ультразвука; контакт с озвучиваемой средой и наличие шума в спектре также ухудшают состояние здоровья.
По сравнению с высокочастотным шумом ультразвук заметно слабее влияет на слуховую функцию, но вызывает более выраженные отклонения от нормы со стороны вестибулярной функции, болевой чувствительности и терморегуляции.
Интенсивный высокочастотный ультразвук при контакте с поверхностью тела вызывает в основном те же нарушения, что и низкочастотный.
Инфразвук влияет на весь организм человека, отражается на его здоровье и работоспособности. Данные многих исследователей свидетельствуют о высокой чувствительности организма человека к уровням колебаний с максимумом энергии в области инфразвуковых частот.
В результате длительного воздействия низкочастотных колебаний у человека развивается значительная астения, появляются слабость, утомляемость, снижается работоспособность, появляется раздражительность, нарушается сон.
У некоторых лиц отмечаются нервно-вегетативные нарушения и даже появляются психические нарушения. Известно, например, что рабочие компрессорных станций предъявляют жалобы на усталость, головную боль, общее недомогание, плохой сон.
У лиц, находящихся на расстоянии 200…300 м от реактивных самолетов, появляется чувство беспричинного страха, повышается артериальное давление, наблюдаются случаи обморочного состояния. При работе реактивных двигателей возникает сотрясение грудной клетки и брюшной полости, появляется состояние, напоминающее морскую болезнь, возникают головокружение, тошнота.
Особенностью действия инфразвука является высокая специфическая чувствительность органа слуха к низкочастотным колебаниям. Описаны случаи неблагоприятного действия инфразвука (патология среднего уха) на рабочих, обслуживающих дизельные двигатели. Четко выявляется снижение слуховой чувствительности (на 10…15 дБ) на всех частотах, причем наибольшее – преимущественно на низких и средних.
Низкочастотные колебания воспринимаются, как физическая нагрузка,
у человека увеличивается общий расход энергии, возникают утомление, головная боль, головокружение, вестибулярное нарушение, снижается острота зрения и слуха, изменяются ритм дыхания и сердечных сокращений, кровяное давление; могут быть нарушения периферического кровообращения, центральной нервной системы, пищеварения. Характер и выраженность изменений в организме зависят от диапазона частот, уровня звукового давления и длительности.
В производственных условиях развивающиеся изменения в организме нередко не могут быть отнесены полностью только за счет инфразвука, так как на работающего воздействуют звуковые колебания широкого спектра. Однако в экспериментальных условиях доказано, что инфразвуковые колебания вызывают выраженные изменения в организме. После воздействия инфразвука появляются головная боль, давление на барабанные перепонки, ощущение колебания внутренних органов, брюшной стенки, отдельных групп мышц (икроножных, спинных и др.), жалобы на сухость во рту, затрудненное глотание,
влажность рук и резко выраженное чувство усталости. Установлены снижение слуховой чувствительности, преимущественно на низких и средних частотах, изменения в периферическом кровообращении. Обнаруженные сдвиги не были стойкими, через 25–30 мин они возвращались к исходным цифрам, однако чувство усталости сохранялось длительное время.
Инфразвуковые колебания с уровнем звукового давления до 150 дБ находятся в пределах выносливости человека при кратковременном воздействии, низкочастотные колебания с уровнем свыше 150 дБ испытуемые совершенно не переносят. Вначале появляются жалобы на головную боль, головокружение, изменение ритма сердечной деятельности, учащение дыхания, звон в ушах, снижение остроты зрения, колебания в области грудной клетки, кашель. Затем возникают чувство страха, тошнота, общая слабость, утомление.
Частоты колебаний 2...15 Гц являются особенно нежелательными из-за резонансных явлений в организме. Инфразвук с частотой 7 Гц наиболее опасен для человека, так как возможно его совпадение с альфа-ритмом биотоков мозга. При частотах от 1 до 3 Гц возможны кислородная недостаточность, нарушение ритма дыхания. При частотах от 5…9 Гц появляются болезненные ощущения в грудной клетке и в нижней части живота. В диапазоне частот от 8 до 12 Гц появляются боли в пояснице, а при более высоких частотах отмечаются болезненные симптомы в полости рта, гортани, мочевом пузыре, прямой кишке, а также в некоторых мышцах.
Таким образом, инфразвук как профессиональный фактор может воздействовать на весь организм человека и оказывает специфическое действие на орган слуха. Причиной биологического действия инфразвука служат, по-видимому, колебания, воспринимаемые как органом слуха, так и поверхностью тела.
С позиций методологии риска в медицине труда разработана классификация зон риска для здоровья человека от смертельных до очень слабых, неясных), обусловленных действием инфразвука разных параметров.
6.7. Гигиеническое нормирование ультразвука и инфразвука
Допустимые уровни звукового давления ультразвуковых установок следует принимать согласно ГОСТ 12.1.001-89 «Ультразвук. Общие требования безопасности», который устанавливает: допустимые уровни звуковых и ультразвуковых колебаний, создаваемых на рабочих местах в диапазоне частот 11,2…100 кГц, условия измерения звукового и ультразвукового давления и требования к измерительной аппаратуре, требования по ограничению действия на организм работающих ультразвуковых и звуковых колебаний при технологическом применении низкочастотного ультразвука.
Допустимые уровни ультразвукового давления на рабочих местах не должны превышать значений, приведенных в табл. 6.5.
Таблица 6.5
Допустимые уровни ультразвукового давления на рабочих местах
| Среднегеометрические частоты третьоктавных полос, кГц | Уровень звукового давления, дБ |
| 12,5 | 80 |
| 16 | 80 (90) |
| 20 | 100 |
| 25 | 105 |
| 31,5…100,0 | 110 |
Примечание. Допускается по согласованию с заказчиком устанавливать значение показателя, указанное в скобках.
Характеристикой контактного ультразвука являются пиковые значения виброскорости Lv или ее логарифмические уровни в децибелах в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16 000; 31 500 кГц, определяемые по формуле
, (6.6)
где v – пиковое значение виброскорости, м/с; v0 – опорное значение виброскорости, равное 5×10–8 м/с.
Допустимые уровни виброскорости и ее пиковые значения на рабочих местах не должны превышать значений, приведенных в табл. 6.6.
Таблица 6.6
Допустимые уровни виброскорости и ее пиковые значения
| Среднегеометирческие частоты октавных полос, кГц | Пиковые значения виброскорости, м/с | Уровни виброскорости, дБ |
| 8…63 | 5×10–3 | 100 |
| 125…500 | 8,9×10–3 | 105 |
| 1×103…31,5×103 | 1,6×10–2 | 110 |
Допустимые уровни контактного ультразвука следует принимать на 5 дБ ниже значений, указанных в табл. 6.6, в тех случаях, когда работающие подвергаются совместному воздействию воздушного и контактного ультразвуков.
Документом, устанавливающим нормативные параметры инфразвука, являются санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки».
Нормируемыми характеристиками постоянного инфразвука являются уровни звукового давления Lp (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц,
Нормируемыми характеристиками непостоянного инфразвука являются эквивалентные по энергии уровни звукового давления Lэкв, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц и эквивалентный общий уровень звукового давления, в дБ Лин, определяемые по формуле
, (6.7)
где Т – период наблюдения, ч; ti – продолжительность действия шума с уровнем Li, ч; n – общее число временных промежутков действия инфразвука;
Li – логарифмический уровень звукового давления инфразвука в i-й промежуток времени, дБ.
Эквивалентный уровень звукового давления может быть установлен при непосредственном инструментальном измерении или путем расчета по измеренному уровню и продолжительности воздействия.
В качестве дополнительной характеристики для оценки инфразвука (например, в случае тонального инфразвука) могут быть использованы уровни звукового давления в 1/3 октавных полосах со среднегеометрическими частотами 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16 и 20 Гц.
Предельно допустимые уровни инфразвука на рабочих местах, дифференцированные для различных видов работ, приведены в табл. 6.7.
Для колеблющегося во времени и прерывистого инфразвука уровни звукового давления, измеренные по шкале шумомера «Лин», не должны превышать 120 дБ.
Для шумов, спектр которых охватывает инфразвуковой и слышимый диапазоны, измерение и оценка корректированного уровня звукового давления инфразвука являются дополнительными к измерению и оценке шума в соответствии с нормативными документами [5, 6] .
Таблица 6.7
Предельно допустимые уровни инфразвука на рабочих местах
(извлечение из СН 2.2.4/2.1.8.562-96)
| Назначение помещений | Уровни звукового давления, дБ, частотами, Гц | Общий уровень звукового давления, дБ | |||
| 2 | 4 | 8 | 16 | ||
| Работы с различной степенью тяжести и напряженности · работы различной степени тяжести; · работы различной степени эмоционально-интеллектуальной напряженности | 100 95 | 95 90 | 90 85 | 85 80 | 100 95 |
6.8. Меры предупреждения вредного действия ультразвука и инфразвука
В основе предупреждения вредного действия ультразвука, а также шума ультразвукового технологического оборудования лежат в первую очередь меры технологического характера: создание автоматического ультразвукового оборудования (для мойки тары, очистки деталей), а также установок с дистанционным управлением. Это позволяет почти полностью устранять контактное воздействие колебаний на работающих до безопасного минимума, сократить время пребывания работающих в условиях воздействия ультразвука и шума. Большую роль играет переход на использование маломощного оборудования. В этом случае интенсивность ультразвука и шума уменьшается на 20…40 дБ (например, при ультразвуковой очистке деталей, пайке, сверлении
и др.). Переход на маломощное оборудование во многих случаях не противоречит технологическим требованиям.
Учитывая, что пороговые интенсивности шума по ряду показателей заметно ниже пороговых интенсивностей ультразвука, при проектировании ультразвуковых установок целесообразно выбирать рабочие частоты, по возможности больше удаленные от слышимого диапазона частот (не ниже 22 кГц), чтобы избежать действия выраженного высокочастотного шума.
Все ультразвуковые установки, при работе которых уровни шума и ультразвука превышают допустимые, должны быть оборудованы звукоизолирующими устройствами (кожухи, экраны) из листовой стали или дюраля, покрытого звукопоглощающими материалами. В качестве звукопоглощающих материалов рекомендуются: рубероид, техническая резина, пластмассы типа «Агат», анти-вибрит, гетинакс, покрытие противошумной мастикой ВМ. Звукоизолирующие укрытия ультразвуковых установок не должны иметь щелей и отверстий и должны быть изолированы от пола резиновыми прокладками.
Электрические провода, соединяющие генератор с ультразвуковым образо-вателем, нужно экранировать для защиты от электромагнитных волн.
В тех случаях, когда шум и ультразвук не могут быть снижены до допустимых величин с помощью экранов и кожухов, установки, генерирующие колебания с общим уровнем 135 дБ, нужно размещать в кабинах со звукоизоляцией.
Чтобы исключить воздействие ультразвука при контакте с жидкими и твердыми средами, необходимо выключать ультразвуковые преобразователи при операциях, во время которых возможен контакт; необходимо применять специальный рабочий инструмент с виброизолирующей рукояткой и защиту рук резиновыми перчатками с хлопчатобумажной подкладкой. Уровни виброскорости в диапазоне частот от 8 до 2000 Гц на поверхностях ультразвуковых инструментов (паяльники, сварочные пистолеты и др.) и приспособлений для фиксации деталей не должны превышать величин, предусмотренных санитарными нормами при работе с инструментами, механизмами и оборудованием, создающими вибрации, передаваемые на руки работающих. При превышении этих уровней необходимо прибегать к демпфирующим покрытиям, снижающим вибрацию до норм.
Ультразвуковые установки, генерирующие шум и ультразвук не выше допустимых уровней, могут устанавливаться в общих помещениях без ограждений. Если шум и ультразвук от установок выше допустимых величин, то установки размещаются в изолированных помещениях. Однако если по условиям технологии ультразвуковые установки требуется размещать в общих помещениях (в поточных линиях и др.), то они должны быть отделены перегородками на всю высоту помещения.
При большой высоте помещения установки ограждают в виде кабин, боксов, выгородок с целью снижения шума и ультразвука на рабочих местах до допустимых величин.
Существенно снижает уровни шума и ультразвука размещение ультразвукового оборудования в звукоизолированных помещениях или кабинах с дистанционным управлением.
При необходимости кратковременного обслуживания действующего оборудования, генерирующего повышенные уровни шума и ультразвука, нужно использовать средства индивидуальной защиты – антифоны в соответствии
с ГОСТ.
При работах на ультразвуковых установках с применением химических веществ принимаются меры по профилактике их вредного действия: не допускается при очистке и обезжиривании деталей применение в качестве растворителей ароматических углеводов бензольного ряда (бензол, толуол, ксилол), а при применении хлорированных углеводородов (дихлорэтан, трихлорэтилен и др.) руководствуются действующими санитарными правилами.
При применении высокочастотного ультразвука мероприятия должны быть направлены на защиту рук работающих. При работе в жидкой среде в условиях лаборатории или при проведении подводного массажа в физиотерапевтических кабинетах контакт с жидкостью должен быть полностью исключен. При дефектоскопии работающие должны избегать прикосновения рук с пьезоэлементом дефектоскопического оборудования.
При испытании преобразователей дефектоскопов, при наладочных работах с высокочастотным оборудованием руки должны быть защищены резиновыми перчатками.
Требования к ультразвуковой характеристике оборудования определяются ГОСТ 12.1.001-89. Предприятие-изготовитель должно указывать в эксплуатационной документации производственного оборудования ультразвуковую характеристику – уровни звукового давления в третьоктавных полосах принятого диапазона частот, измеряемые в контрольных точках вокруг оборудования. В этой же документации должен быть указан режим работы, при котором должно проводиться определение характеристик ультразвука.
При определении ультразвуковой характеристики оборудования измерения необходимо проводить в контрольных точках на высоте 1,5 м от пола, на расстоянии 0,5 м от контура оборудования и не менее 2 м от отражающих поверхностей. При этом измерения следует производить не менее чем в четырех контрольных точках по контуру оборудования; при этом расстояние между точками измерения не должно превышать 1 м. В паспорт оборудования вносится максимальная из измеренных величин.
Если в процессе создания оборудования применены все возможные средства снижения уровней звукового давления, но ультразвуковые характеристики превышают нормативы, разработчики оборудования должны создать документацию на средства локализации и планировочные мероприятия, которые позволяют снизить уровни ультразвукового давления на рабочих местах до нормативных величин.
Работающие с ультразвуковым оборудованием проходят инструктаж о характере действия ультразвука и мерах защиты и безопасного обслуживания ультразвуковых установок.
Противопоказаниями к приему на работу являются:
1) хронические заболевания центральной и периферической нервной системы, невриты, полиневриты;
2) неврозы общие и сосудистые;
3) перенесенные травмы черепа (сотрясение мозга);
4) обменные и эндокринные нарушения;
5) лабиринтопатия и хронические заболевания органа слуха;
6) стойкое снижение слуха любой этиологии;
7) гипотоническая и гипертоническая болезнь.
Периодические медосмотры следует проводить 1 раз в год с участием невропатолога, терапевта, оториноларинголога; заключение о состоянии слуха при этом должно основываться на данных аудиометрии и исследовании шепотной речи; важно исследование вестибулярного аппарата. Лица с понижением слуха между двумя периодическими медосмотрами на 20 дБ и более или с нарушением вестибулярного аппарата переводятся на работу вне действия ультразвука и шума.
Появление характерных жалоб на расстройство здоровья, астенического состояния или симптомов периферической сосудистой дистонии служит показанием к временному переводу на работы, не связанные с воздействием ультразвука с последующим наблюдением и общеукрепляющим лечением. По исчезновении симптомов заболевания работающие возвращаются на прежнюю работу при условии осуществления мер, направленных на снижение уровней ультразвука на рабочих местах.
Снижение интенсивности инфразвука на производстве – одна из первоочередных задач гигиены труда.
Борьба с неблагоприятным воздействием производственного инфразвука предусматривает целый комплекс мероприятий, относящихся к технической и медицинской компетенции, и должна проводиться в следующих направлениях:
1) ослабление инфразвука в его источнике, устранение причин возникновения;
2) изоляция инфразвука;
3) поглощение инфразвука, установка глушителей;
4) индивидуальные средства защиты;
5) медицинская профилактика.
Уменьшение интенсивности инфразвука, генерируемого агрегатами или механизмами, представляет собой сложную техническую задачу, поэтому вопросы уменьшения интенсивности низкочастотных колебаний рационально решать на стадии проектирования. Борьба с инфразвуком должна начинаться с разработки проектного задания на строительство предприятия.
Важное место в борьбе с инфразвуком принадлежит методам и средствам строительной акустики. Большое значение имеют рациональная планировка помещений и размещение инфразвукового оборудования. Необходимо агрегаты изолировать в отдельное помещение.
Предупредительный и текущий санитарный надзор является частью большой работы по предупреждению инфразвуковой патологии. Ослабление инфразвука в самом источнике образования является наиболее радикальным средством борьбы с низкочастотными колебаниями машин и механизмов.
Для уменьшения амплитуды инфразвуковых колебаний могут быть использованы следующие способы: интерференционный, отражение звуковых волн к источнику их генерирования, поглощение звуковой энергии и некоторые другие.
Интенсивность инфразвуковых составляющих в шуме всасывания компрессоров может быть уменьшена при помощи глушителей динамического и кольцевого типов. Наибольшую эффективность в широком диапазоне частот обеспечивает динамический глушитель.
Инфразвук оказывает влияние на орган слуха и равновесия и на всю поверхность человеческого тела, поэтому необходима надежная защита как органа слуха применением противошумов, так и поверхности тела от воздействия инфразвука.
Одной из важнейших мер медицинской профилактики вредного влияния инфразвука является проведение предварительных и периодических медицинских осмотров. Особое внимание надо уделить профессиональному отбору лиц, поступающих на постоянную работу с оборудованием, генерирующим инфразвук.
Лица, подвергающиеся воздействию инфразвука, проходят предварительные и периодические медицинские осмотры
Контрольные вопросы к главам 5, 6
1. В каких отраслях промышленности и при каких технологических операциях встречаются вибрация, шум, ультразвук и инфразвук как факторы производственной среды?
2. Какое оборудование является источником вибрации, шума, ультразвука и инфразвука и каковы виброакустические характеристики этого оборудования?
3. По каким причинам при работе, в процессе эксплуатации различного оборудования возможно повышение уровня вибрации (колебательной скорости)?
4. Дайте характеристику основных параметров вибрации, шума, ультразвука и инфразвука.
5. В чем разница между абсолютными значениями параметров вибрации, шума, ультразвука и инфразвука и их уровнем.
6. От чего зависит величина колебательной энергии, поглощенной телом человека?
7. Как связана интенсивность вибрации, а следовательно, колебательная энергия с колебательной скоростью?
8. Что характеризует механический импеданс?
9. Что означают порог восприятия и порог болевого ощущения?
10. Что называется спектром виброакустического параметра или его уровня?
11. Что понимается под стандартной среднегеометрической частотой в виброакустике?
12. Как подразделяют вибрацию в зависимости от характера контакта тела рабочего с источником вибрации?
13. В направлении каких координатных осей указывают значения нормируемых параметров для общей и локальной вибрации?
14. Что относят к факторам, усугубляющим воздействие вибрации ручных машин на организм человека?
15. Как подразделяют общую вибрацию по источнику возникновения вибрации?
16. К чему приводит воздействие вибрации, шума, ультразвука и инфразвука на организм человека?
17. Какие параметры являются нормируемыми для вибрации, шума, ультразвука и инфразвука?
18. Какие методы гигиенического нормирования вибрации, шума, ультразвука и инфразвука вы знаете?
19. Какие мероприятия применяются для профилактики неблагоприятного действия вибрации, шума, ультразвука и инфразвука на организм человека?
20. Как влияет частотный состав вибрации, шума, ультразвука и инфразвука на эффективность инженерно-технических мероприятий по снижению их уровня?
21. Какая единица измерения используется для оценки уровня громкости шума, в чем ее отличие децибела?
22. Какие применяются средства индивидуальной защиты от вибрации, шума, ультразвука и инфразвука и насколько они эффективны?
23. Как можно оценить границы совершенствования средств виброакустической защиты?
Библиографический список к главам 5, 6
1. СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. – М.: Минздрав России, 1997.
2. ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.
Вам также может быть полезна лекция "2 Виды диаграмм UML".
3. Вибрация в технике: Справочник. – Т. 4. Вибрационные процессы и машины/ Под ред. Р. Левендела. – М.: Машиностроение, 1981. – 509 с.
4. Вибрация в технике: Справочник. – Т.6. Защита от вибрации/ Под ред. К.В. Фролова. – М.: Машиностроение, 1981. – 456 с.
5. ГОСТ 12.1.003-83. Шум. Общие требования безопасности.
6. СН 2.2.4/2.1.8.562–96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. – М.: Минздрав России, 1997.
7. Суворов Г., Денисов Э. Акустическая нагрузка – это риск // Охрана труда и социальное страхование. – 2002. – № 5.
8. Борьба с шумом на производстве: Справочник/ Под ред. Е.Я. Юдина – М.: Машиностроение, 1985. – 400 с.
