ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ВИБРАЦИЯ И БОРЬБА С НЕЙ

4.2.1. Воздействие вибрации на организм человека

Под вибрацией понимается движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты.

Источниками вибрации являются различные виды ручного пневматического инструмента ротационного и ударного действия (отбойные молотки, перфораторы и др.). Генераторами вибраций служат глубинные, станковые и поверхностные вибраторы, применяемые при грубой и тонкой обработке металлических изделий, для уплотнения бетона, трамбовки формовочной земли в литейных цехах и т.п. Наконец, постоянный источник механических колебаний представляют сельскохозяйственные машины, производственный и пассажирский транспорт.

В зависимости от способа передачи колебаний человеку вибрацию подразделяют на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека. Вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека, на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, также относится к локальной.

По направлению действия вибрацию подразделяют на:

- вертикальную, распространяющуюся по оси х, перпендикулярно к опорной поверхности;

- горизонтальную, распространяющуюся по оси к от спины к груди, и распространяющуюся по оси z, от правого плеча к левому.

По временной характеристике различают:

- постоянную вибрацию, для которой контролируемый параметр изменяется за время наблюдения не более чем в 2 раза (6 дБ).

- непостоянную, изменяющуюся по контролируемым параметрам более чем в 2 раза.

Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса.

Между ответными реакциями организма и уровнем воздействующей вибрации нет линейной зависимости. Причину этого явления видят в резонансном эффекте. При частотах выше 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне 20... 30 Гц, при горизонтальных -1,5…2,0 Гц.

Особое значение резонанс приобретает по отношению к органу зрения. Расстройство зрительных восприятии проявляется в диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости, резонансными являются частоты 3...3.5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4...6 Гц.

Вибрационная патология стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний. Рассматривая нарушения состояния здоровья при вибрационном воздействии, следует отметить, что частота заболеваний, определяется величиной дозы, а особенности клинических проявлений формируются под влиянием спектра вибраций. Выделяют три вида вибрационной патологии: от воздействия общей, локальной и толчкообразной вибраций.

При действии на организм общей вибрации, страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Вибрация является специфическим раздражителем для вестибулярного анализатора, причем линейные ускорения - для отолитового аппарата, расположенного в мешочках преддверия, а угловые ускорения - для полукружных каналов внутреннего уха.

У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуло-вегетативная неустойчивость. Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадением отдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40 %, субъективно - потемнением в глазах. Под влиянием общих вибраций, отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими реактивными изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови. Возможно некоторое смещение внутренних органов, находящихся в брюшной полости и малом тазу, что может обусловливать расстройство деятельности ЖКТ и менструального цикла у женщин. Вместе с тем отмечаются изменения в нижних конечностях, характеризующиеся ослаблением кожной чувствительности, болями в икроножных мышцах и наклонностью к спазму капилляров. Общая вибрация оказывает довольно значительное влияние на органы кровообращения, обусловливая резкие сдвиги артериального давления, спазм коронарных сосудов, развитие миокардиодистрофии и выраженное падение сосудистого тонуса. Наконец, возможно возникновение патологических изменений костно-суставного аппарата, в первую очередь со стороны позвоночника, где могут развиваться дегенеративно-дистрофические нарушения в различных его отделах.

Обращаясь к характеристике местной вибрации, необходимо подчеркнуть, что она может вызывать реакцию со стороны любых тканей и органов. При этом одним из первоначальных проявлений ее воздействия служат различные сенсорные расстройства, выражающиеся в нарушении вибрационной, болевой и температурной чувствительности. Изменения со стороны органов кровообращения чаще всего характеризуются развитием сосудистого спазма вначале капилляров, а затем и более крупных сосудов. Доказана также возможность возникновения невротического состояния нервных центров и создания очагов застойного торможения в головном и спинном мозге. Со стороны костно-суставного аппарата также отмечаются определенные нарушения, обычно затрагивающие локтевой и плечевой суставы правой руки. При рентгелогическом обследовании можно обнаружить явления деформирующего остеоартроза. При этом движения пальцев затруднены, контуры суставов сглажены.

При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются среднеквадратичные значения виброскорости (и их логарифмические уровни) или виброускорения для локальных вибраций в октавных полосах частот, а для общей вибрации - в октавных или третьоктавных полосах. Допускается интегральная оценка вибрации во всем частотном диапазоне нормируемого параметра, а также по дозе вибрации с учетом времени воздействия.

Для общей и локальной вибрации зависимость допустимого значения виброскорости Vt (м/с) от времени фактического воздействия вибрации, не превышающего 480 минут, определяется по формуле

V_t = V₄₈₀√ 480/Т ,

где V₄₈₀ - допустимое значение виброскорости для длительности воздействия 480 минут.

Максимальное значение V_t для локальной вибрации не должно превышать значений, определяемых для Т=30 мин, а для общей вибрации при Т=10 мин.

Меры профилактики для борьбы с шумом и вибрацией во многом аналогичны, что связано с общностью источников их возникновения.

Наиболее действенной мерой является устранение вибрации в источнике возникновения.

Если этого добиться не удается, используют следующие методы:

1) отстройка от режима резонанса;

2) виброизоляция;

3) виброгашение;

4) вибродемпфирование.

Наконец, рекомендуется установление специального режима труда и отдыха с 10-минутными перерывами через каждый час работы.

Из индивидуальных средств защиты при воздействии локальной вибрации должны применяться рукавицы с двойной ладонной прокладкой, предохраняющие к тому же руки от охлаждения. После окончания рабочего дня следует принимать теплые ванночки для рук в сочетании с самомассажем, а также веерный душ на область позвоночника.

Из общеоздоровительных мероприятий необходимо указать на проведение ультрафиолетового облучения и дополнительный прием витаминов B₁, С и никотиновой кислоты.

Большое значение имеют предварительные и периодические медосмотры. При этом противопоказанием для приема на работы, связанные с вибрационным воздействием, служат вегетативные неврозы, травмы периферических нервов, дефекты костей и суставов, гипертоническая болезнь, вестибулопатии.

4.3. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

И МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Источниками электрических и магнитных полей промышленной частоты являются линии электропередач напряжением до 1150 кВ, открытые распределительные устройства, измерительные приборы.

Длительное действие таких полей приводит к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в сердце. Для хронического воздействия ЭМП промышленной частоты характерны нарушения ритма, замедление ЧСС. У работающих с ЭМП промышленной частоты могут наблюдаться функциональные нарушения в ЦНС и сердечно-сосудистой системе, в составе крови.

Воздействие электростатического поля (ЭСП) - статического электричества - связано с протеканием через тело человека слабого тока. Электротравм при этом не наблюдается, но вследствие рефлекторной реакции на ток возможна механическая травма.

К электростатическому полю наиболее чувствительны ЦНС, сердечно-сосудистая система, анализаторы. Работающие в зоне воздействия ЭСП жалуются на раздражительность, головную боль, нарушения сна. Характерны своеобразные «фобии», обусловленные страхом ожидаемого разряда, склонность к психосоматическим расстройствам с повышенной эмоциональной возбудимостью и быстрой истощаемостью, неустойчивость показателей пульса и давления.

Степень воздействия магнитного поля (МП) на работающих зависит от максимальной напряженности в его рабочем пространстве магнитного устройства или в зоне влияния искусственного магнита. Доза, полученная человеком, зависит от расположения рабочего места по отношению к МП и режима труда. Каких-либо субъективных ощущений постоянные магнитные поля не вызывают. При действии переменных магнитных полей наблюдаются характерные зрительные ощущения, так называемые фосфены, которые исчезают в момент прекращения воздействия.

При постоянной работе в условиях хронического воздействия МП, превышающих предельно-допустимые уровни, развиваются нарушения функции нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. При преимущественно локальном воздействии могут развиваться вегетативные и трофические нарушения, как правило, в областях тела, находящегося в непосредственном воздействии МП (чаще всего рук). Они проявляются ощущением зуда, бледностью или синюшностью кожных покровов, отечностью и уплотнением кожи, в некоторых случаях развивается гиперкератоз (ороговелость).

Большую часть спектра неионизирующих электромагнитных излучений (ЭМИ) составляют радиоволны (3 Гц…3000 ГГц). Выделяют пять диапазонов частот: от единиц до нескольких тысяч Гц; от нескольких тысяч до 30 МГц; 30 МГц…10 ГГц; 10 ГГц…200 ГГц; 200 ГГц…3000 ГГц.

Действующим началом колебаний первого диапазона являются токи, протекающие через тело как хороший проводник; для второго диапазона характерно быстрое убывание с уменьшением частоты поглощения энергии; особенностью третьего диапазона является «резонансное» поглощение. У человека такой характер поглощения возникает при воздействии ЭМИ с частотой, близкой к 70 МГц; для четвертого и пятого диапазонов характерно

максимальное поглощение энергии поверхностными тканями, преимущественно кожей.

С увеличением длины волны глубина проникновения электромагнитных волн возрастает, различие диэлектрических свойств тканей приводит к неравномерности их нагрева, возникновению макро- и микродефектов со значительным перепадом температур. Коэффициент поглощения в тканях с высоким содержанием воды примерно в 60 раз выше, чем в тканях с низким содержанием.

Различают 4 вида облучения: профессиональное, непрофессиональное, облучение в быту, облучение в лечебных целях. По характеру облучения оно может быть общим и местным.

Степень и характер воздействия ЭМИ на организм определяются плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывный, прерывистый, импульсный), размером облучаемой поверхности, индивидуальными особенностями организма, наличием сопутствующих факторов (повышенная температура, рентгеновское облучение).

Биологические эффекты от воздействия ЭМИ могут проявляться в различной форме: от незначительных функциональных сдвигов до явной патологии. Следствием поглощения энергии ЭМИ является тепловой эффект. Избыточная теплота, выделяющаяся в организме человека, отводится за счет увеличения нагрузки на механизм терморегуляции; начиная с определенного предела организм не справляется с отводом теплоты от отдельных органов и температура их может повышаться. Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей со слаборазвитой сосудистой системой или недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузырь). Облучение глаз может привести к помутнению хрусталика (катаракте), причем развитие катаракты является одним из немногих специфических поражений, вызываемых ЭМИ радиочастот в диапазоне 300 МГц... 300 ГГц при плотности потока энергии свыше 10 мВт/см². Помимо катаракты возможны ожоги роговицы.

Для длительного действия ЭМИ различных диапазонов при умеренной интенсивности характерным считают развитие функциональных расстройств в ЦНС с нерезко выраженными сдвигами эндокринно-обменных процессов и состава крови. В связи с этим могут появиться головные боли, изменения давления, урежение пульса, изменение проводимости в сердечной мышце, нервно-психические расстройства, быстрое развитие утомления. Возможны трофические нарушения: выпадение волос, ломкость ногтей, снижение веса. Наблюдается изменения обонятельного, зрительного, вестибулярного аппаратов. На ранней стадии изменения носят обратимый характер, затем происходит стойкое снижение работоспособности. Наибольшей биологической активностью обладают сверхвысокочастотные поля.

4.3.1. Нормирование ЭМП промышленной частоты,

электростатических и магнитных полей

При оценке ЭМП промышленной частоты нормируемыми параметрами являются предельно-допустимые уровни напряженности электрического и магнитного полей частотой 50 Гц в зависимости от времени пребывания в нем.

Регламентация производится «Санитарными нормами и правилами на выполнение работ в условиях воздействия электрических полей промышленной частоты» № 5802-91 и ГОСТ 12.1.002-84.

Пребывание в электрическом поле напряженностью до 5 кВ включительно допускается в течение всего рабочего дня. Если напряженность поля находится в пределах 5...20 кВ/м, время пребывания определяется по формуле

где Е - напряженность ЭП в контролируемой зоне. При напряженности ЭП 20-25 кВ/м время пребывания не должно превышать 10 мин. Предельно-допустимый уровень напряженности ЭП - 25 кВ/м.

В условиях населенных пунктов влияние электрических полей переменного тока промышленной частоты ограничивается «Санитарными нормами и правилами защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты» № 2971-84.

Нормирование уровней напряженности ЭСП осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.045-84 в зависимости от времени пребывания персонала на рабочих местах. Предельно допустимый уровень напряженности ЭСП равен 60 кВ/м в течение одного часа. При напряженности менее 20 кВ/м время пребывания в ЭСП не регламентируется. В диапазоне напряженности 2О.. 60 кВ/м допустимое время пребывания персонала в ЭСП без средств защиты.

Допустимые уровни напряженности ЭСП и плотности ионного потока для персонала подстанций и воздушных линий постоянного тока ультравысокого напряжения установлены СП № 6032-91.

В соответствии с СП № 1742-77 напряженность ЭМП на рабочем месте не должна превышать 8 кА/м. Напряженность ЭМП линий электропередачи напряжением до 750 кВ обычно не превышает 20... 25 кА/м, что не представляет опасности для человека.

4.3.2. Нормирование ЭМИ радиочастотного диапазона

Регламентация уровней ПДУ ЭМИ радиочастотного диапазона проводится по ГОСТ 12.1.006-84 и СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96. В основу гигиенического нормирования положен принцип действующей дозы, учитывающей энергетическую нагрузку.

В диапазоне 60 кГц - 300 МГц интенсивность электромагнитного поля выражается предельно допустимой напряженностью электрического (Е_nd) и магнитного (Н_nd) полей. Кроме того, нормируемым параметром является предельно допустимая энергетическая нагрузка электрического (ЭН_E) и магнитного (ЭН_N) полей. При этом ЭН_Е = Е ² Т, ЭН_Н = Н ² Т

ППЭ_ПД = k × ЭН_ППЭпд / Т,

где k - коэффициент ослабления биологической активности, равный: 1 -для всех случаев воздействия, исключая облучение от вращихся и сканирующих антенн; 10 - для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн; Энпээ_пд - предельно допустимая энергетическая нагрузка; Т - время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, час.

Во всех случаях максимальное значение ППЭпд не должно превышать 10 Вт/м², а при локальном облучении кистей рук 50 Вт/м².

ПДУ ЭМИ, создаваемых телевизионными установками в диапазоне частот 48,4...300 МГц, регламентируется СанПиН 4.2.1/2.8.4262-87.

4.3.3. Защита от электромагнитных излучений

Наиболее эффективным и часто применяемым методом защиты от электромагнитных излучений является установка экранов. Экранируют либо источник излучения, либо рабочее место. Экраны бывают отражающие или поглощающие. Отражающие экраны делают из хорошо проводящих металлов - меди, латуни, алюминия, стали. Защитные действия обусловлены тем, что экранируемое поле создает в экране токи Фуко, наводящие в нем вторичное поле, по амплитуде почти равное, а по фазе противоположное экранируемому полю. Результирующее поле, возникающее в результате сложения этих двух полей, очень быстро убывает в экране, проникая в него на незначительную величину.

Для защиты работающих от электромагнитных излучений применяют заземленные экраны в виде камер или шкафов, в которые помещают передающую аппаратуру; кожухи, ширму, защитные козырьки, устанавливаемые на пути излучения.

Средства защиты из радиопоглощающих материалов выполняют в виде тонких резиновых ковриков, гибких или жестких листов поролона или волокнистой древесины, пропитанной соответствующим составом, ферромагнитных пластин.

Для защиты от электромагнитных полей промышленной частоты необходимо увеличивать высоту подвеса фазных проводов линий электропередач, уменьшать расстояние между ними и т. д.

Для открытых распределительных устройств рекомендуются экранирующие устройства, которые в зависимости от назначения подразделяют на стационарные и временные. Выполняют их в виде козырьков, навесов и перегородок из металлической сетки на раме из уголковой стали. Экранирующие устройства необходимо заземлять.

К СИЗ от электромагнитного излучения относят комбинезоны и халаты из металлизированной ткани. Для защиты глаз применяют очки, вмонтированные в капюшон или применяемые отдельно. Стекла покрывают диоксидом олова или золота.

В целях предупреждения профессиональных заболеваний положено проводить предварительные и периодические (один раз в 6 месяцев) медицинские осмотры. К числу противопоказаний для приема на соответствующие работы относятся органические заболевания ЦНС, выраженные эндокринно-вегетативные нарушения, сердечно-сосудистые расстройства, активный туберкулез легких.

4.4. ДЕЙСТВИЕ ИНФРАКРАСНОГО И ВИДИМОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Инфракрасное излучение - часть электромагнитного спектра с длиной волны 780 нм-1000 мкм, энергия которого при поглощении в веществе вызывает тепловой эффект.

Инфракрасное излучение почти всегда преобладает над видимым и ультрафиолетовым. При этом источники температурой ниже 600 °С фактически испускают только инфракрасные лучи. Наиболее мощным источником инфракрасной радиации являются мартеновские печи, температура в которых достигает 1700-1800 градусов. Значительно меньше может быть интенсивность радиации в прокатных цехах вследствие меньших размеров печей и более низких температур металлов. Длина волны с максимальной энергией излучения рассчитывается по формуле

где Ти – абсолютная температура источника, К.

Наиболее активно коротковолновое излучение ИКА (780-1400 нм). Такое излучение способно глубоко проникать в ткани организма и интенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях. Это способствует общему перегреванию тела, при длительном воздействии возможен тепловой удар. ИК лучи с длиной волны более 1,5 мкм в основном задерживаются кожей. При остром поражении кожи возможны ожоги, резкое расширение артериол, усиление пигментации кожи. При длительном облучении наблюдается эритемоподобный цвет лица у рабочих.

Одним из наиболее поражаемых ИК излучением органов человека является глаз. К острым нарушениям органа зрения относятся ожог конъюнктивы, помутнение и ожог роговицы, ожог ткани передней камеры глаза. При остром облучении при интенсивности 100 Вт/см² и длине волны равной 780-1000 нм, а также при хроническом облучении (интенсивность 0,08 -0,4 Вт/см²) возможно образование катаракты.

ИК излучение воздействует на обменные процессы в миокарде, водно-электролитный баланс в организме, на состояние верхних дыхательных путей, не исключается мутагенный эффект.

Нормирование ИК излучения осуществляется по интенсивности допустимых интегральных потоков излучений (Вт/м²). Регламентация осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 и СанПиН 2.2.2.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».

Способы защиты от лучистого потока теплоты: теплоизоляция нагретых поверхностей, экранирование тепловых излучений, применение воздушного душирования, защитной одежды, организация рационального отдыха в период работы. Для защиты глаз должны использоваться специальные щитки и шлемы с зелеными или синими стеклами.

Видимое (световое) излучение - диапазон электромагнитных колебаний 780-1400 нм. Излучение видимого диапазона при достаточных уровнях энергии также может представлять опасность для кожных покровов и органов зрения. Пульсации яркого света вызывают сужение полей зрения, оказывают влияние на состояние зрительных функций, нервную систему, общую работоспособность.

Широкополосное световое излучение больших энергий характеризуется световым импульсом, действие которого на организм приводит к ожогам открытых участков тела, временному ослеплению или ожогам сетчатки глаз (например, световое излучение ядерного взрыва). Сетчатка может быть повреждена при длительном воздействии света умеренной интенсивности, недостаточной для развития термического ожога, например, при воздействии голубой части спектра (400-550 нм), оказывающей на сетчатку специфическое фотохимическое воздействие.

Оптическое излучение видимого и ИК диапазона при избыточной плотности может приводить к истощению механизмов регуляции обменных процессов, особенно к изменениям в сердечной мышце с развитием дистрофии миокарда и атеросклероза.