ГОСТ 12.4.077-79 ССБТ «Ультразвук. Метод измерения звуко­вого давления на рабочих местах» [102] описывает один из методов замеров.

Производственный шум нарушает информационные связи, что снижает эффективность и безопасность деятельности человека, так как из-за шума можно не услышать предупреждающие сигналы об опасности.

Таблица 4

Кроме того, шум вызывает обычную усталость. При действии шума снижаются способность сосредоточения внимания, точность выполнения работ, связанных с приёмом и анализом информации, и производительность труда. При постоянном воздействии шума работающие жалуются на бессонницу, нарушение зрения, вкусовых ощущений, расстройство органов пищеварения и т. д. У них бывает повышенная склонность к неврозам. Уровни шумов от различных источников и реакция организма человека на акустические воздействия приведены в таблице 4.

Энергозатраты организма при выполнении работы в условиях шума больше, т. е. работа оказывается более тяжёлой. Шум, отрицательно воздействуя на слух человека, может привести к трёмвозможным отрицательным результатам: временно (от минуты до нескольких месяцев) снизить чувствительность к звукам определённых частот, вызвать повреждение органов слуха или мгновенную глухоту. Уровень звука в 130 дБ вызывает болевое ощущение, а в 150 дБ приводит к поражению слуха при любой частоте.

Пределы действия (ПДУ) шума на человека гарантируют, что остаточное понижение слуха после 50 лет работы у 90 % работающих будет

менее 20 дБ, т. е. ниже того предела, когда это начинает мешать человеку в повседневной жизни. Потеря слуха на 10 дБ практически не замечается. Предельные уровни шума при воздействии в течение 20 мин следующие.

Таблица 5

Инфразвуком принято называть колебания с частотой ниже 20 Гц, распространяющиеся в воздушной среде. Низкая частота инфразвуковых колебаний обусловливает ряд особенностей его распространения в окружающей среде. Вследствие большой длины волны инфразвуковые колебания меньше поглощаются в атмосфере и легче огибают препятствия, чем колебания с более высокой частотой. Этим объясняется способность инфразвука распространяться на значительные расстояния с небольшими потерями частичной энергии. Вот почему обычные мероприятия по борьбе с шумом в данном случае неэффективны. Под воздействием инфразвука возникает вибрация крупных предметов строительных конструкций, из-за резонансных эффектов и возбуждения вторичного индуцированного шума в звуковом диапазоне случаев имеет место усиление инфразвука в отдельных помещениях. Источниками инфразвука могут быть средства наземного, воздушного и водного транспорта, пульсация давления в газовоздушных смесях (форсунки большого диаметра) и др.

Самым типичным и распространенным источником низкоакустических колебаний являются компрессоры. Известно, что шум компрессорных цехов является низкочастотным с преобладанием инфразвука, причем в кабинах операторов инфразвук становится более выраженным из-за затухания более высокочастотных шумов. Источниками инфразвуковых колебаний являются также мощные вентиляционные системы и системы кондиционирования. Максимальные уровни звукового давления достигают 106 дБ на 20 Гц, 98 дБ на 4 Гц, 85 дБ на частотах 2 и 8 Гц.

В салонах автомобилей самые высокие уровни звукового давления

лежат в диапазоне 2...16 Гц, достигая 100 дБ и более. При этом, если автомобиль движется с открытыми окнами, уровень может значительно возрастать, достигая 113...120 дБ в октавных полосах ниже 20 Гц. Открытое окно играет здесь роль резонатора Гельмгольца.

Высокие инфразвуковые уровни имеют место в шуме автобусов, со-

ставляя 107...113 дБ на частотах 16...31,5 Гц при общем уровне шума 74 дБА. Инфразвуковой характер имеет шум некоторых самоходных машин, например бульдозера, в шуме которого максимум энергии находится на частотах 16...31,5 Гц, составляя 106 дБ.

Источником инфразвука являются также реактивные двигатели самолетов и ракет. При взлете турбореактивных самолетов уровни инфразвука плавно нарастают от 70...80 дБ до 87...90 дБ на частоте 20 Гц. В то же время на частотах 125...150 Гц отмечается другой максимум, поэтому такой шум всё же нельзя назвать выраженным инфразвуком.

Из приведенных примеров видно, что инфразвук на рабочих местах может достигать 120 дБ и выше. При этом чаще работающие подвергаются воздействию инфразвука при уровнях 90...100 дБ. В диапазоне звука 1–30 Гц порог восприятия инфразвуковых колебаний для слухового анализатора составляет 80... 120 дБА; а болевой порог –130...140 дБА.

Исследования, проведённые в условиях производства, показали, что

в случае резко выраженного инфразвука относительно небольших уровней,

например 95 и 100 дБ при общем уровне шума 60 дБ А, отмечаются жалобы на раздражительность, головную боль, рассеянность, сонливость, головокружение. В то же время при наличии интенсивного широкополосного шума даже с достаточно высокими уровнями инфразвука указанные симптомы не появляются. Этот факт вероятнее всего связан с маскировкой инфразвука шумом звукового диапазона.

Ультразвуком принято считать колебания свыше 20 кГц, распространяющиеся как в воздухе, так и в твёрдых средах. Это обусловливает контакт его с человеком через воздух и непосредственно от вибрирующей поверхности (инструмента, аппарата и других возможных источников). Ультразвуковую технику и технологии широко применяют в разных отраслях народного хозяйства для активного воздействия на вещества (пайка, сварка, лужение, механическая обработка и обезжиривание деталей и т. д.), структурного анализа и контроля физико-механических свойств вещества и материалов (дефектоскопия), для обработки и передачи сигналов радиолокационной и вычислительной технике, в медицине – для диагностики и терапии различных заболеваний с применением звуковидения, резки и соединения биологических тканей, стерилизации инструментов, рук и т. д. Условно ультразвуковой диапазон частот делится на низкочастотный – от 1,12×10⁴ до 1,0×10⁵ Гц и высокочастотный – от 1×10⁵ до 1,0×10⁹ Гц (ГОСТ 12.1.001-89 ССБТ «Ультразвук. Общие требования безопасности» [103]).

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. Пороги слухового восприятия высокочастотных звуков и ультразвуков составляют на частоте 20 кГц – 110 дБ, на 30 кГц – до 115 дБ и на 40 кГц – до 130 дБ. Принимая во внимание эти данные и учитывая, что низкочастотные ультразвуки (до 50 кГц) значительно больше, чем высокочастотные шумы, затухают в воздухе по мере удаления от источника колебаний, можно предположить их относительную безвредность для человека, тем более, что на границе сред «кожа и воздух» происходит крайне незначительное поглощение падающей энергии порядка 0,1 %. Ряд исследований свидетельствует о возможности неблагоприятного действия ультразвука через воздух. Наиболее ранние неблагоприятные субъективные ощущения отмечались у рабочих, обслуживающих ультразвуковые установки, – головные боли, усталость, бессонница, обострение обоняния и вкуса, которые в более поздние сроки (через 2 года) сменялись угнетением перечисленных функций.

У рабочих, обслуживающих ультразвуковые промышленные установки, выявлены нарушения в вестибулярном анализаторе. Ультразвук может действовать на работающих через волокна слухового нерва, которые проводят высокочастотные колебания, и специфически влиять на высшие отделы анализатора, а также вестибулярный аппарат, который тесно связан со слуховым органом.

Разработаны нормативы для уровней звукового давления в высокочастотной области звуков и ультразвуков в 1/3-октавных полосах частот.

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

Допустимые уровни высокочастотных звуков и ультразвуков следующие (таблица 6):

Таблица 6

Низкочастотный ультразвук, напротив, оказывает на работающих общее действие через воздух и локальное за счёт соприкосновения рук с обрабатываемыми деталями, в которых возбуждены ультразвуковые колебания. Условно эффекты, вызываемые ультразвуком, можно разделить на механические – микромассаж тканей, физико-химические – ускорение процессов диффузии через биологические мембраны и изменение скорости биологических реакций, термические и эффекты, связанные с возникновением в тканях ультразвуковой кавитации под воздействием лишь мощного ультразвука (он имеет высокую биологическую активность).

Условия труда работающих при различных процессах с применением высокочастотного ультразвука весьма разнообразны. Например, труд операторов ультразвуковой дефектоскопии сопровождается психоэмоциональной нагрузкой и утомлением зрительного анализатора, связанными с необходимостью расшифровки сигналов, перенапряжением опорно-двигательного аппарата, особенно кистей рук, что обусловлено вынужденной позой и характером совершаемых кистью движений, свя­занных с перемещением искателя по контролируемой поверхности.

В условиях производства ультразвук, распространяющийся контакт­ным путем, может сочетаться с комплексом неблагоприятных факторов внешней среды: неудовлетворительными микроклиматическими условиями, запылённостью и загазованностью воздуха, высокими уровнями шума и др. В результате значительного поглощения в тканях неблагопри­ятные эффекты, развивающиеся под действием ультразвука при контакт­ной передаче, обычно выражены в зоне контакта. Чаще – это пальцы рук, кисти, хотя возможны и дистальные проявления за счёт рефлекторных и нейрогуморальных связей.

Длительная работа с интенсивным ультразвуком при его контактной передаче на руки может вызывать поражение периферического нервного и сосудистого аппарата (вегетативные полиневриты, парезы пальцев). При этом степень выраженности изменений зависит от времени контакта с ультразвуком и может усиливаться под влиянием неблагоприятных со­путствующих факторов производственной среды. Нормируемыми пара­метрами ультразвука, распространяющегося контактным путём, являются пиковое значение виброскорости (м/с) в полосе частот 8...31,5×10³ кГц, или его логарифмический уровень в децибелах (дБ).

Для борьбы с шумом в помещениях проводятся мероприятия как технического, так и медицинского характера. Основными из них являются:

– устранение причины шума или его ослабление в самом источнике при проектировании технологических процессов и оборудования;

– изоляция источника шума от окружающей среды средствами звуко- и

виброзащиты, звуко- и вибропоглощения;

– уменьшение плотности звуковой энергии помещений, отражённой

от стен и перекрытий;

– рациональная планировка помещений;

– применение средств индивидуальной защиты от шума;

– рационализация режима труда в условиях шума;

– профилактические мероприятия медицинского характера.

Наиболее эффективный путь борьбы с шумом, причиной которого является вибрация, возникающая от ударов, сил трения, механических усилий и т. д., – улучшение конструкции оборудования (изменение тех­нологии с целью устранения удара). Снижение шума и вибрации достига­ется заменой возвратно-поступательного движения в узлах работающих механизмов равномерным вращательным.

При невозможности достаточно эффективного снижения шума за счёт создания совершенной конструкции той или иной машины следует осущест­влять его локализацию у места возникновения путём применения звукопоглощающих и звукоизолирующих конструкций и материалов. Воздушные шумы ослабляются установкой на машинах специальных кожухов или раз­мещением генерирующего шум оборудования в помещениях с массивными стенами без щелей и отверстий. Для исключения резонансных явлений ко­жухи следует облицовывать материалами с большим внутренним трением.

Для снижения структурных шумов, распространяемых в твёрдых средах, применяются звуко- и виброизоляционные перекрытия. Ослабле­ние шума достигается применением под полом упругих прокладок без жёсткой 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 пластмассы). Наряду со звукоизоляцией в производственных условиях широко применяются средства звукопоглощения. Для помещений малого объёма (400–500 м³) рекомендуется общая облицовка стен и перекрытий, снижающая уровень шума на 7–8 дБ.

Уменьшение шума можно обеспечить за счёт рациональной планировки зданий, в соответствии с которой наиболее шумные помеще­ния должны быть сконцентрированы в глубине территории в одном месте. Они должны быть удалены от помещений для умственного труда и ограж­дены зоной зелёных насаждений, частично поглощающих шум.

Кроме мер технологического и технического характера, широко применяются средства индивидуальной защиты – антифоны, выполнен­ные в виде наушников или вкладышей. Существует несколько десятков вариантов заглушек-вкладышей, наушников и шлемов, рассчитанных на изоляцию слухового прохода от шумов различного спектрального со­става. Отрицательное действие шумов можно снизить за счёт сокращения времени их воздействия, построения рационального режима труда и отдыха, предусматривающего кратковременные перерывы в течение рабочего дня для восстановления функции слуха в тихих помещениях. Средства индивидуальной защиты от шума описаны в ГОСТ Р 12.4.209-99 ССБТ «Средства индивидуальной защиты ор­гана слуха. Вкладыши. Общие технические требования. Методы испы­таний» [91] и в ГОСТ Р 12.4.213-99 (ИСО 4869-3-89) ССБТ «Средства индивиду­альной защиты органа слуха. Противошумы. Упрощённый ме­тод измерения акустической эффективности противошумных наушников для оценки качества» [92].