Производственная пыль 4 страница

По способу передачи– на общую и локальную. Общая вибрация (вибрация рабочих мест) передается через опорные поверхности на все тело сидящего или стоящего человека. Локальная вибрация (местная) передается на руки или отдельные участки тела человека, контактирующие с вибрирующим инструментом или вибрирующими поверхностями технологического оборудования.

По направлению действия–на вертикальную вибрацию (Z), действующую вдоль ортогональной оси системы координат (стопа-голова); горизонтальную вибрацию (X) (спина-грудь) и горизонтальную вибрацию (Y) (правое плечо - левое плечо).

По временным характеристикам – на постоянные вибрации (величина виброскорости изменяется не более чем на 6 дБ); непостоянные вибрации (величина виброскорости изменяется не менее чем на 6 дБ).

По частотному спектру – на низкочастотную (f_сг = 8, 16 Гц для локальной вибрации и 1, 4 Гц для общей вибрации); среднечастотную (f_сг = 31,5, 63 Гц для локальной и 8, 16 Гц для общей); высокочастотную (f_сг = 125, 250, 500, 1000 Гц для локальной и 31,5, 63 Гц – для общей).

По источнику возникновенияобщая вибрация подразделяется на 3 категории: транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах транспортных средств при их движении по местности (категория 1); транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин с ограниченной зоной перемещения при их перемещении по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок (категория 2); технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин и технологического оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации (категория 3).

Действие вибрации на организм. В связи с тем, что вибрация воспринимается несколькими анализаторами (кожный, вестибулярный и др.), обладающими различными свойствами, ощущение вибрации меняется с изменением ее интенсивности, частотной характеристики, продолжительности, места и направления передачи и т.д.

Согласно современным представлениям, эффекты вибрационного воздействия на человека определяются деформацией или смещением тканей и органов, что нарушает их нормальное функционирование и приводит к раздражению многочисленных механорецепторов, воспринимающих вибрацию. Следствием этого является изменение психологических и физиологических реакций человека.

Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Характер, глубина и направление физиологических и патологических изменений со стороны различных систем организма определяется не только характером вибрационного воздействия (частота и уровень действующей вибрации, продолжительность и место ее действия, направление оси действия вибрации), но и различными свойствами анатомических структур органов и тканей тела человека, а также особенностями индивидуальной чувствительности.

При воздействии вибрации на человека, наиболее существенно то, что тело человека в данном случае является сложной динамической системой, которой присущи ритмичные колебания, в том числе и внутренних органов. В этих условиях, при совпадении собственных частот внутренних органов человека и отдельных частей его тела с частотой вынужденной вибрации возникает явление резонанса, при котором резко возрастает амплитуда колебаний органов и частей тела. Поскольку тело человека является сложной колебательной системой с собственным резонансом, многие биологические эффекты имеют строго частотную зависимость.

Колебания внутренних органов в грудной и брюшной полостях при положении стоя обнаруживают резонанс под влиянием вибрации при частоте 3,0-3,5 Гц, но максимальная амплитуда колебаний брюшной стенки отмечается на частотах от 7-8 Гц, передней грудной стенки – от 7 до 11 Гц. Частотный диапазон от 4 до 8 Гц может оказаться лимитирующим для устойчивости человека и вибрации из-за смещения внутренних органов, особенно брюшной полости.

На рукоятке ручной машины при работе с ней имеются один максимум вибрации в области ниже 5 Гц и второй – в области 30-40 Гц.

Механическая система прямой руки человека имеет резонанс в области частот 30-60 Гц. При передаче вибрации от ладони к тыльной стороне кисти амплитуда колебаний при неизменной частоте 40-50 Гц уменьшается на 35-65%. Затухание колебаний увеличивается от кисти к локтю с максимальным эффектом в плечевом суставе и голове.

При длительном воздействии общей и локальной вибрации в организме человека возникают сложные морфо-функциональные изменения в различных органах и тканях. Преимущественно страдают центральная и периферическая нервная системы, регуляция сосудистого тонуса, приводящие в конечном итоге к развитию вибрационной болезни. К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибрации на организм человека, относятся повышенные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия (прежде всего пониженная температура и повышенная влажность), шум высокой интенсивности, который, как правило, сопровождает вибрацию, психо-эмоциональная напряженность. Охлаждение и смачивание рук значительно повышает риск развития вибрационной болезни за счет усиления сосудистых реакций.

Гигиеническое нормирование вибрации. Основными нормативными документами, регламентирующими предельно допустимые величины вибрации являются следующие санитарные нормы, правила и стандарты: «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям работы с источниками вибрации» № 310 (2005 г.); «Санитарные нормы и правила при работе с машинами и оборудованием, создающими локальную вибрацию, передающуюся на руки работающих» № 3041-84; ГОСТ 12.1.012-7 «ССБТ. Вибрация. Общие требования безопасности».

Гигиеническое нормирование устанавливается отдельно для общей и локальной вибрации. Общая вибрация нормируется в диапазонах октавных полос со среднегеометрическими значениями частот 2, 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц (для транспортной вибрации дополнительно нормируется вибрация в октавной полосе с f_сг = 1 Гц). Локальная вибрация нормируется в диапазонах частот с f_сг = 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Нормы установлены для продолжительности рабочей смены в 8 часов.

Допустимые значения уровня виброскорости для общей транспортной, транспортно-технологической и технологической вибрации, а также допустимые значения транспортной вибрации и локальной вибрации в октавных полосах частот представлены в таблицах № 26-28.

Таблица № 26.Допустимые значения транспортной вибрации в октавных полосах частот.

Таблица № 27.Гигиенические нормы вибрации.

Таблица № 28. Предельно допустимые значения параметров локальной вибрации по осям Z, X, Y.

Профилактические мероприятия. Меры предупреждения неблагоприятного воздействия на организм общей и локальной вибрации включают в себя технические, административные и медико-профилактические мероприятия. При использовании виброопасных ручных инструментов, работы следует проводить с применением режимов труда, которые должны обеспечивать: ограничение времени воздействия вибрации и рациональное распределение работ с виброопасными ручными инструментами в течение рабочей смены, ограничение длительности непрерывного одноразового воздействия вибрации и использование регламентированных перерывов для отдыха и лечебно-профилактических мероприятий.

В режимах труда необходимо указывать допустимое суммарное время контакта с вибрирующими ручными инструментами, продолжительность и время организации перерывов, как регламентированных, так и в соответствии с режимами труда, а также перечень работ, которыми операторы с ручными инструментами могут быть заняты во время перерывов.

В технических документах (паспорт, техническое описание, инструкция) на то или иное оборудование, инструмент и аппарат, являющихся источниками локальной вибрации, необходимо указывать следующее:

§ наличие конструктивных решений, исключающих или ограничивающих неблагоприятное влияние вибрации;

§ вибрационные характеристики (значения виброскорости и виброускорения) для всех номинальных режимов работы оборудования, инструмента и аппарата, измеренные в трех направлениях ортогональной системы осей координат в точках соприкосновения с руками оператора, шумовые характеристики;

§ масса ручного инструмента, вес ручного инструмента, приходящийся на руки работающего при выполнении различных технологических операций, минимальную силу нажатия, прикладываемую руками работающего в установленном паспортом режиме;

§ сопутствующие вредные производственные факторы, источниками которых являются данный инструмент и оборудование.

Комплекс мер медико-профилактического характера включает в себя проведение ежегодных профосмотров работающего контингента, получение лечебно-профилактического питания и витаминопрофилактику, санаторно-курортное лечение и ряд других мероприятий.

Техническая защита от вибраций включает следующие меры активной виброзащиты:

§ виброизоляция – уменьшение передачи колебаний от источника возбуждения к защищаемому объекту при помощи устройств, помещенных между ними (резиновые, пружинные виброизоляторы);

§ вибродемпфирование – увеличение механического активного импеданса колеблющегося элементов путем увеличения диссипативных сил при колебаниях с частотами, близкими к резонансным;

§

§ изменение конструктивных элементов и строительных конструкций.

Снижение неблагоприятного воздействия вибрации на работающих осуществляется за счет уменьшения вибрации в источнике образования, за счет конструктивных и технологических решений при разработке новых и модернизации существующих машин, оборудования, инструментов; уменьшение вибрации на пути распространения средствами виброизоляции и вибропоглощения; применения дистанционного и автоматического управления. Соблюдение требований безопасности, касающиеся исключения контакта работающих с вибрирующими поверхностями за пределами рабочей зоны (предупреждающие надписи, сигнализация, ограждение и др.), запрещение пребывания рабочих на вибрирующей поверхности производственного оборудования во время его работы, планового и предупредительного ремонта машин и оборудования, способствуют снижению повреждающего влияния вибрации на организм ведущих профессиональных групп рабочих.

Шум

В период индустриализации, для современного научно-технического прогресса характерны возрастание производственных мощностей, появление нового оборудования с огромными мощностями, интенсификация существующих технологических процессов, которые сопровождаются возрастанием шумовой нагрузки на работающих, расширением диапазона акустических колебаний в сторону ультра- и инфразвуковых диапазонов.

Существенное значение для большинства городского населения в современных условиях приобретает шум в жилой зоне, который определяется воздействием целого ряда источников внешнего шума. К источникам подобного рода относятся, прежде всего, средства автомобильного, железнодорожного и воздушного транспорта, ряд промышленных предприятий и установок, а также другие шумовые воздействия, связанные с различными видами жизнедеятельности населения. Речь идет о внутридомовых шумовых воздействиях при работе санитарно-технического (водопровод, канализация), транспортного (лифты, мусоропроводы) оборудования, при работе в квартирах самых разнообразных электробытовых приборов (радио-, теле-, видеоаппаратуры и др.).

Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности.

Характеристика шума. Шум характеризуется скоростью колебания частицвоздуха υ (м/с), скоростью распространения звука с (м/с) – скорость распространения звуковой волны. При нормальных атмосферных условиях (температура 20°С, давление 10⁵ Па) скорость распространения звука в воздухе равна 344 м/с.

Звуковое давление р (Па) – разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, которое наблюдается в невозмущенной среде.

где ρ – плотность среды (кг/м3), ρс – называют удельным акустическим сопротивлением (Па · с/м), равное 410 Па · с/м для воздуха, 1,5 · 10⁶ Па · с/м – для воды, 4,8 · 10⁷ Па · с/м – для стали.

При распространении звука со скоростью звуковой волны происходит перенос энергии, которая характеризуется интенсивностью звука.

Интенсивность звука I (Вт/м²) – это энергия, переносимая звуковой волной в единицу времени, отнесенная к площади поверхности, через которую она распространяется.

I = р² / (ρс).

Как и для вибрации и по тем же самым причинам, звуковое давление и интенсивность звука принято характеризовать их логарифмическими значениями – уровнями звукового давления и интенсивности звука.

Уровень звукового давления

где р – звуковое давление, Па; р₀ – пороговое звуковое давление, равное 2 · 10^-5 Па.

Уровень интенсивности звука

где I – интенсивность звука, Па, I₀ – пороговая интенсивность звука, равная 10^-12 Вт/м².

Важной характеристикой, определяющей распространение шума и его воздействие на человека, является его частота. Так же как и для вибрации, диапазон звуковых частот разбит на октавные полосы (f₁/f₂=2), характеризуемые их среднегеометрическими частотами f_сг. Граничные и среднегеометрические частоты октавных полос приведены ниже (Таблица № 29).

Таблица № 29. Частоты и диапазоны октавных полос.

Человеческое ухо воспринимает механические колебания (шум) с частотами от 20 до 20 000 Гц. С возрастом этот диапазон суживается, особенно за счет понижения слышимости высоких тонов, до частот 12 000 Гц. Ультразвуковой диапазон – свыше 20 000 Гц (20 кГц), инфразвук – меньше 20 Гц. Чувствительность слухового аппарата человека наибольшее в диапазоне 2000-5000 Гц. Эталонный звук – звук частотой 1000 Гц.

В качестве пороговых значений приняты минимальные значения звукового давления и интенсивности звука, которые слышит человек при частоте звука в 1000 Гц, поэтому они получили названия порогов слышимости. В таблице № 30, представлены сравнительные величины интенсивности звуков от разных источников – от самого минимального до максимально интенсивного, сопровождающегося болевым порогом.

Таблица № 30.Характеристика восприятия звука органом слуха человека.

Классификация производственного шума. Шум классифицируется по частоте, спектральным и временным характеристиками, природе его возникновения (см. Рисунок № 23).

По частоте – акустические колебания различаются на инфразвук (f < 20 Гц), звук (20 ≤ f ≤ 20 000 Гц), ультразвук (f > 20 000 Гц). Акустические колебания звукового диапазона (воспринимаемого органом слуха человека) подразделяются на низкочастотные (менее 350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800 Гц), высокочастотные (свыше 800 Гц).

По спектральным характеристикам– на широкополосный с непрерывным спектром более одной октавы и тональный (дискретный), в спектре которого имеются выраженные дискретные тона (частоты, уровень звука на которых значительно выше уровня звука на других частотах).

По временным характеристикам– на постоянный (постояннымсчитается шум, уровень которого в течение 8-часового рабочего дня изменяется не более чем на 5 дБ) и непостоянный (непостоянным – если это изменение превышает 5 дБ). Непостоянные шумы, в свою очередь, разделяются на колеблющиеся, уровень звука которых изменяется непрерывно во времени; прерывистые, уровень звука которых изменяется ступенчато (на 5 дБ и более), причем длительность интервалов, в которых уровень звука остается постоянным не менее 1 с; импульсные, представляющие собой звуковые импульсы, длительностью менее 1 с.

Шум, являясь разновидностью акустических колебаний, подчинен физическим законам механических колебаний в упругих средах. Энергия от источника колебания передается частицам среды и, по мере распространения акустической волны, частицы среды вовлекаются в колебательные движения с частотой, равной частоте источника колебаний и с запаздыванием по фазе, зависящим от расстояния до источника и от скорости распространения волны. При этом скорость распространения акустической волны зависит не только от плотности среды, в которой она распространяется, но и расстояния от источника волны, длины самой волны и ряда других факторов. Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле, в котором находят отражение такие физические явления, как преломление, дифракция и отражение.

Важное значение для характеристики шумового фактора, его гигиенической оценки и выбора мер защиты имеет знание ряда акустических феноменов, возникающих при распространении звуковых волн.

Интерференция – явление наложения звуковых волн одинаковой частоты в определенной точке пространства одновременно в одной фазе или противофазе, определяющее усиление или ослабление звука.

Дифракция – процесс огибания звуковой волной препятствий конечных размеров.

Резонанс – возрастание амплитуды колебаний упругих и инерционных сил системы, возникшей в результате наслоения колебаний внешней среды с собственными колебаниями системы.

Действие шума на организм. Шум относится к тем неблагоприятным факторам производственной среды, к которым нельзя привыкнуть. В биологическом отношении, шум – это сильный стрессовый фактор, вызывающий значительные изменения в центральной и периферической нервной системе, сердечно-сосудистой системе, нейро-эндокринной регуляции, функционировании органов желудочно-кишечного тракта. Шум производственный и бытовой (внутримикрорайоный, внутридомовой) может нарушать не только профессиональную деятельность, но и отдых, сон, мешать речевому общению, повреждать слух и вызывать другие патологические реакции в организме человека.

Шумовой фактор приводит к развитию специфических и неспецифических изменений в организме человека, глубина которых зависит от интенсивности и длительности воздействия акустических колебаний. Для «шумовой болезни», которая является общим заболеванием организма, с преимущественным поражением его ведущих систем, характерно постепенное развитие патологических процессов, начинающееся с неспецифических проявлений и заканчивающаяся развитием специфических изменений в органе слуха.

Специфическое повреждающее действие шума связано с развитием профессиональной потери слуха. Основные симптомы профессиональной тугоухости – это постепенная потеря слуха на оба уха, первоначальное ограничение слуха в зоне 4000 Гц с последующим распространением на более низкие частоты, определяющие способность восприятия речи. Морфофункциональные особенности профессиональной тугоухости заключаются в дегеративных изменениях органов Корти и спирального ганглия. Дополнительными признаками тугоухости может быть ряд симптомов – звон и шум в голове, гиперемия барабанной перепонки, ее втянутость и др.