Шум и вибрация, их влияние на организм человека в условиях производства. Меры профилактики шума

Такие проблемы современных городов, как шум и вибрации, с каждым годом увеличиваются по своей интенсивности. Так почему же современная наука в последнее время так активно начала исследовать такую проблему как влияние вибрации на организм человека?  Да потому, что медики  начали бить тревогу. Оказывается ежегодно растет количество профессиональных заболеваний, звязанных с вибрацией и шумом.

В группу вредных производственных физических факторов входят шум и вибрация, возникающие в результате колебаний твердых и упругих тел. Колебания любого твердого тела, жидкости, газа характеризуются амплитудой (величина отклонения отточки своего равновесия), частотой (количество отклонений в единицу времени. 1 Гц — одно отклонение в 1 секунду) и скоростью продвижения колебательной волны в физической или биологической среде (теле).

Влияние шума на организм человека, равно как и реакция человека на шум в каждом конкретном случае различна. Некоторые люди хорошо терпят шум, у других же он вызывает раздражение и стремление уйти как можно дальше от источника шума. Оценка уровня шума в основном основана на понятии восприятия, при этом большое значение имеет именно внутренняя настройка человека к источнику шума.

По частоте все колебания делятся на три диапазона:

1. инфразвуковые — до 16 Гц;
2. звуковые (воспринимаются органом слуха как звук) —от 16 до 20000 Гц;
3. ультразвуковые — свыше 20000 Гц.

Шум и вибрации, которые превышают пределы  частоты звуковых колебаний, являются профессиональной вредностью. Шум — это такое сочетание звуков, которое оказывает на организм человека раздражающее и вредное действие. Под влиянием шума и вибрации у человека может измениться кровяное давление,  нарушиться работа желудочно-кишечного тракта,  ну а его длительное  воздействие может привести и к потере слуха.

В бытовых, уличных и производственных условиях на нас постоянно действуют и передаются на все структуры организма колебания как твердого, так и упругого тела в сочетании с обязательным включением воздушной среды. В зависимости от качественных и количественных показателей этих колебаний реакция организма, соответственно, различна. Двигаясь в автобусе, троллейбусе, вагоне метро, проходя мимо работающих механизмов по ремонту дорог, мы часто ощущаем неприятные воздействия и вибрации, и шума. Но, выйдя из транспортного средства, удалившись с места транспортных работ, мы очень быстро забываем эти неудобства. И совсем другое дело, когда эти два фактора действуют на организм в течение рабочего дня, месяца или многих лет. Тогда эти факторы выступают как профессиональные вредности, способствуя развитию шумовой и вибрационной болезней. В действии этих факторов много общего, но и много специфичности, что позволяет рассмотреть их по отдельности.

Вибрация — это периодическое отклонение твердого тела от точки своего равновесия. Если нет постоянного энергетического побудителя, то эти отклонения быстро гаснут. Но в производственных условиях этот побудитель (электроэнергия, трансмиссия и др.) постоянно присутствует и, следовательно, вибрация генерируется постоянно. При контакте человека с этими сотрясающимися объектами его организм включается в общую систему сотрясений. Костная система, нервные структуры, вся сосудистая система являются хорошими проводниками и резонаторами вибрации. Степень чувствительности организма в целом по отношению к этому очень вредному производственному фактору зависит от функционального состояния коры больших полушарий.

Работая с вибрирующими механизмами, инструментами (особенно пневматическими), рабочие подвергаются воздействию не только вибрации, но и высокочастотного шума большой интенсивности, что ускоряет и усугубляет развитие и полисимптоматичность вибрационной болезни.

По такому показателю как  непосредственное воздействие вибрации на организм человека сегодня различают общую вибрацию ( это когда человек вынужден находиться на вибрирующем полу, сиденье или площадке), и местную, которая передается в основном через руки рабочего во время работы с инструментом или во время соприкосновения человека с вибрирующими рукоятками управления.

Вибрация значительное влияние оказывает на вестибулярный аппарат. Экспериментальные данные показали, что вибрация может оказывать на организм различное действие. В некоторых случаях возможно благотворное влияние — стимулирующее действие на функции различных органов и систем, но в основном это достаточно вредный фактор и вредность его определяется следующими моментами:

1. Почти все вибрирующие инструменты, машины не дают правильных колебаний, к которым может приспособиться организм, а дают колебания с постоянно меняющейся амплитудой, частотой и ускорением.
2. Биологическая реакция организма зависит от физической характеристики вибрации: чем больше частота, тем больше повреждающее действие. Различают вибрации: низкочастотную —до 16 Гц; среднечастотную —от 16 до 30 Гц; высокочастотную — свыше 35 Гц.
3. Выраженную вибрационную болезнь вызывают колебания от 35 до 250 Гц. Но это не означает, что нижележащие частоты безвредны. Они могут вызывать определенные клинические явления.
4. Степень чувствительности человека к воздействию вибрации зависит от положения тела в пространстве. Очень вредное влияние на организм оказывает вертикальная вибрация (в положении стоя).
5. Сила неблагоприятного воздействия вибрации зависит от взаимодействия человека с вибрирующим предметом. Для характеристики силы повреждающего действия большое значение имеет сила обратного удара (например, на ладонь, удерживающую инструмент). Чем больше амплитуда, чем тяжелее инструмент, тем сильнее возвратный удар, тем выраженное травматизация.
6. Неблагоприятное воздействие вибрации на организм в значительной степени зависит от внешних условий. Особенно отрицательное значение оказывает низкая температура внешней среды и высокая влажность.

Изучая действие вибрации на организм человека обязательно нужно учитывать тот факт, что колебательные процессы сами по себе свойственны люблому живому организму. Это происходит  прежде всего потому, что данные процессы в нем постоянно протекают. Все внутренние органы это колебательные системы, однако их собственные частоты находятся в диапазоне 3–6 Гц. что гораздо низже частоты производственных вибраций

Вибрация (сотрясение) работающей машины, платформы, инструмента может передаваться на тело человека через нижние конечности, все тело одновременно (сидя), верхние конечности.

Благодаря напряжению мышц происходит гашение вибрации. Чем сильнее напряжение мышц, тем сильнее они гасят вибрацию. Если к телу человека в этот момент подключить виброграф, то можно получить запись колебаний различных участков (зон) организма.

Работа с вибрирующими приборами, аппаратами, как правило, связана с довольно большим напряжением мышц — длительное статическое напряжение, что приводит к резкой анемизации всех тканей (нарушение трофики). Возникающие колебательные движения в тканях приводят к перемещению тканевых структур относительно друг друга, что является мощным раздражителем для воспринимающих рецепторов.

Анемизация, смещение тканей, травматизация, действующие на периферические нервы, вызывают сильное раздражение, передающееся в ЦНС, приводит к сильному возбуждению вегетативных центров.Постоянный поток раздражений, идущий с периферии, вызывает изменения в функциональном состоянии не только периферических нервных рецепторов, но и центров спинного и головного мозга.

По месту приложения в организме Вибрации разделяются на местную — работа с вибрирующим инструментом (например, пневматическим молотом) и общую, когда вибрация одномоментно действует на весь организм.

Преимущественно общее вибрационное действие возникает при виброуплотнении бетона, когда рабочий стоит на вибрирующей платформе. В меньшей степени при работе: на грузовых автомобилях, тракторах, бульдозерах и даже при передвижении на городском транспорте.

Принципиальной разницы между этими формами вибрации в отношении их биологического действия нет, т. к. локальная вибрация, т. е. связанная прежде всего с воздействием на руку, вызывает не только реакцию со стороны тканей руки, но и общую реакцию организма. Так и действие общей вибрации сопровождается развитием отдельных локальных изменений.

Вибрация, действующая постоянно в производственных условиях, вызывает в организме сложный комплекс изменений (главным образом в нервной и сосудистой системах) и определяет вибрационную болезнь.

Вибрационная болезнь складывается из местных и общих проявлений (симптомов).

Одним из ведущих симптомов вибрационной болезни является нарушение периферического кровообращения на уровне прекапиллярного и капиллярного русла. Это нарушение выражается в резком спазме или атонии капилляров, выявляемых при капилляроскопии, что зависит от частотной характеристики вибрации. При низкочастотной — атония, при высокочастотной — спазм. А так как все сотрясения механизмов дают постоянно меняющиеся диапазоны частот, то в поле зрения при капилляроскопии мы увидим и атонию и спазм капилляров. И в том, и в другом случае это неизбежно ведет к нарушению трофики соответствующих зон организма, отдельных органов.На фоне нарушения капиллярного кровообращения резко нарушается функция периферической нервной системы. Изменяются все виды чувствительности (тактильная, температурная), развиваются парестезии (покалывания, чувство носков, перчаток, ползание мурашек). Развивается полиневрит с поражением чувствительных волокон. У больных появляются выраженные боли, по-разному сочетающиеся с сосудистыми явлениями (атония — багрово-синюшная кисть, при спазме — резкое побледнение — симптом мертвых пальцев, мертвой кисти). Эти явления могут возникать при действии вибрации, а также во время сна.

При объективном исследовании чувствительности отмечается снижение осязательной чувствительности: "чувство носок", "чувство чулок", "чувство перчаток". Наличие болей, похолодание конечностей, потливость стоп и ладоней позволяет этот синдром классифицировать как сосудистый вегетативный полиневрит.

Возникают изменения со стороны мышц — в мышцах плечевого пояса, предплечья: болезненность при пальпации, уплотненные болезненные тяжи (миофас-цикулит). Эти явления, со одной стороны, связаны с трофическими нарушениями, которые зависят от сосудистых нарушений, расстройства питания мышц. С другой стороны, имеет значение величина мышечного статического напряжения. Действительно, выраженные дистрофические изменения при вибрационной болезни наблюдаются в мышцах у рабочих, работа которых связана со значительным мышечным напряжением и большой массой инструмента, когда имеет место большой обратный удар.

Костный аппарат при вибрационной болезни страдает в разной степени в зависимости от характера вибрации и суммы дополнительных неблагоприятных факторов. Если вибрация передается только по кисти, нет большого обратного удара, микротравматизации, то рентгенологические изменения выражаются в неглубоких (близких к функциональным) изменениях мелких костей кисти.

Характерным является деформация мелких суставов и деструктивные процессы в крупных суставах. Последние связаны с нарушениямиминерального обмена Са и Р. Кальций вымывается из дистальных участков кости.

При работе в шахтах, когда применяется тяжелый инструмент, имеет место большая отдача, большое мышечное напряжение, вынужденная поза, в костях могут возникать более грубые дистрофические изменения. Поражаются кости не только локтевого и плечевого суставов, но и позвоночника. Эти изменения могут сопровождаться мучительными болями в костях.

Таким образом, в тяжелых случаях поражаются все элементы опорно-двигательного аппарата: сосуды, нервы, мышцы, связочный аппарат и весь костный скелет.

Общие проявления: воздействие вибрации не ограничивается местом приложения, а рефлекторно передается на следующие уровни нерзной системы, затрагивает головной и спинной мозг. Эти изменения со стороны ЦНС большей частью проявляются по типу функциональных неврозов, астении. Наблюдается головная боль, утомляемость, головокружение, раздражительность, у женщин — плаксивость. Все эти проявления могут быть более тяжелыми при генерализации сосудистых вегетативных расстройств. У отдельных лиц могут развиваться нейроциркулярные сосудистые кризы. Сосудистые кризы могут разыгрываться в сосудах головного мозга. В этом случае возникают приступообразные головокружения. Такого же характера нарушения могут быть со стороны коронарных сосудов, в этом случае возникают явления стенокардии.

Различают 4 стадии вибрационной болезни:

• Стадия I  — человек практически здоров, отмечаются отдельные легкие проявления в виде снижения чувствительности, температуры кожи, изменения при капилляроскопии незначительные — выявляется тенденция к спазму. Несколько изменена трофика мышц плечевого пояса. В этой стадии процесс полностью обратим.
• Стадия II — целый симптомокомплекс. Стойкие парестезии, значительное снижение температуры кожи, чувствительности всех пальцев кисти. Стойкий спазм капилляров. В мышечной системе — миофасцикулиты.В деятельности ЦНС — астеноневротические реакции. Процесс вполне обратим при полном прекращении работы в условиях вибрации, при симптоматическом лечении.
• Стадия III — приступы побеления пальцев (симптом "мертвых пальцев"), сменяющиеся парезом капилляров и резкой синюшностью. Могут быть приступы судорог в кистях. Снижение чувствительности по сегментарному типу, что говорит о поражениях в спинном мозге. Нарушается деятельность желез эндокринной системы (гиперфункция щитовидной железы). Изменения стойкие и очень трудно поддаются лечению.
• Стадия IV — встречается редко. Генерализация сосудистых процессов, нарушение трофики вплоть до некрозов на конечностях. Резкие коронароспазмы, мозговые кризы, головокружение типа синдрома Мельера. Резкие нарушения со стороны вестибулярного аппарата. Обратимость процесса различна: чем больше выражена стадия, тем менее обратим процесс.

Поскольку воздействие вибрации на человека довольно негативно, на производствах применяются специальные средства защиты рабочих. К таким средствам защиты можно отнести всякого рода оградительные устройства,  виброгасящие, виброизолирующие и вибропоглощающие устройства, приборы автоматического контроля,  дистанционного управления и сигнализации.

Поэтому проблема диагностики вибрационной болезни, своевременного ее выявления в обратимой стадии в связи с широким распространением в промышленности инструментов, генерирующих вибрацию, приобретает исключительную актуальность.

Но еще большую актуальность представляет современный комплекс профилактических мероприятий по предупреждению развития вибрационной болезни как таковой.

I. В процессе работы должны использоваться инструменты и механизмы, оборудованные приспособлениями, гасящими вибрацию или изменяющими ее частотную характеристику.

II. Из диапазона частот в первую очередь необходимо исключить Аастоты от 35 до 250 Гц, как наиболее опасные.

III. Правильная организация режима работы:

• через каждый час работы — 10-минутный перерыв. Перерыв должен проводится в помещении с температурой не ниже 18°С. Во время перерыва — элементы самомассажа конечностей.
• если в диапазоне частот преобладает высокочастотная вибрация, время работы с генераторами вибрации должно составлять 35% от общей продолжительности рабочего дня.
• остальное время — на смежных операциях, не связанных с воздействием вибрации. При низких частотах — 45% от продолжительности рабочего дня.

IV. Индивидуальные средства защиты: специальная обувь и рукавицы с виброгасящей прокладкой.

V. В зависимости от диапазона частотной характеристики, вида вибрации установлены предельно допустимые уровни виброскорости.

VI. В конце каждой рабочей смены общие тепловые процедуры (теплый душ), если нет возможности — местные тепловые ванны с самомассажем.

VII. Введение в рацион питания дополнительных количеств (50% от суточной нормы) витамина В1, регулирующего деятельность периферической нервной системы, и витамина С, поддерживающего резистентность сосудистой стенки и, в частности, капилляров.

VIII. Обязательное облучение рабочих в осенне-зимний и зимне-весенний периоды УФ-излучением (зона А и В в пределах 0,3 до 0,7 биодозы), два цикла облучений по 15 сеансов.

IX. Обязательный врачебно-профилактический отбор при приеме на работу (учитывается перечень противопоказаний, определенный приказом Министерства здравоохранения).

X. Обязательные профессиональные ежегодные осмотры с участием невропатолога и ЛОР-специалиста и обязательным проведением капилляроскопии.

При обнаружении между двумя профилактическими осмотрами специфических симптомов у рабочего должен быть решен вопрос о его лечении и дальнейшем трудоустройстве.

Шум — это совокупность звуков различной интенсивности и частоты, беспорядочно сочетающихся и изменяющихся во времени. Звук —механическое колебание упругой среды (воздушной) с частотой от 16 до 20000 Гц. Звуковая волна несет с собой звуковое давление, измеряемое в Ньютонах на м (Н/м ) и звуковую энергию, измеряемую в ваттах на м (Вт/м ).

Негативное действие шума звука и вибрации на организм человека было доказано еще достаточно давно, и именно по этой причине медики давно разделили шумы по степени их опасности. Так как же можно определить уровень шума и по каким характеристикам он отличается? Давайте обратим свое внимание на полезную информацию, представленную несколько ниже.

Любой шум характеризуется определенным частотным составом или, как говорят, спектром. В зависимости от спектра все шумы делят на три класса:

• низкочастотный — до 350 Гц;
• среднечастотный — от 350 до 800 Гц;
• высокочастотный — свыше 800 Гц.

В условиях производства наиболее часто встречаются шумы в диапазоне от 45 до 11000 Гц. Весь этот спектр разделен на 8 октавных полос ( 1 октава, когда левая частотная характеристика в два раза меньше правой 45-90, 90-180, 180-360 и т. д.).

Интенсивность (сила) зависит от количества энергии (вт/м ), протекающей за единицу времени. Разница в мощности энергии звуков, ощущаемых ухом человека, огромная и выражается величиной в 10 раз большей, чем порог (10 вт/м ). Сила (интенсивность) прирастает логарифму увеличения величины энергии. Увеличение энергии на порядок (10 раз) дает увеличение интенсивности на единицу (последовательно 1,2,3,4 и т. д.) Ухо человека ощущает от порога слышимости до 14 единиц (бел). 1 /10 бела — децибел.

В зависимости от источника шума последний делится на битовой, уличный и производственный. Независимо от происхождения шум, как правило, — это вредный фактор, Бездействующий на весь организм. Естественно, что бытовой и уличный шумы действуют на человека, но это действие эпизодическое, временное, т. е. ненаправленное. В этих случаях очень трудно выявить какие-то закономерности, установить причастность к развитию специфических процессов. В городских условиях основным источником шума является транспорт и его интенсивность зависит от качества магистралей.

Подобного рода транспортный шум довольно серьезно влияет на функциональное состояние человеческого слуха. Так, в ходе эксперемента, проведенного в звукоизолирующей камере при воспроизведении звука силой в 65 дБА было выяснено, что это приводит к довольно серьезной потере слуха. Так представьте себе, каково воздействие шума на организм человека, если замеры шума на транспортных магистралях показали следующие результаты.

Категория улиц и дорог	Шумовая характеристика транспортного потока Аэкв, дБА
Скоростные дороги	87
Магистральные улицы общегородского значения с непрерывным движением	85
Магистральные улицы общегородского значения с регулируемым движением	82
Магистральные улицы районного значения	81
Магистральные дороги с грузовым движением	84
Дороги промышленных и коммунально-складских районов	81

 

В производственных условиях действие шума на организм человека определяется многими моментами:

• а) близость от источника шума;
• б) длительность воздействия (рабочий день);
• в) замкнутость рабочего пространства (рабочее помещение);
• г) интенсивная физическая нагрузка;
• д) комплекс других вредных производственных факторов (загрязнение воздушной среды и др.).

Наибольшей интенсивности шум может достигать на отдельных промышленных предприятиях: ткацкое производство, работа котельщиков, прессовое производство, штамповочное производство, клепка, молотобойное производство и другие отрасли.

Рассмотрим на представленной ниже таблице на каких именно предприятиях промышленности обычно фиксируется максимальная вибрация и шум. Эта информация будет полезна для того, чтобы определить степень вредности каждого типа предприятий. Зная приблизительные уровни шума в данных местах можно максимально снизить вредное влияние вибрации и шума на здоровье людей.

Тип предприятий	Уровни звука, дБА
Мотороиспытательные станции, клепально-штамповочные цехи	110
Предприятия промышленности:
- металлургический и металлообрабатывающей	100
- домостроительной и деревообрабатывающей	90
- пищевой и химической	85
- полиграфической, швейной, ткацкой и трикотажной	80
Компрессорные станции	85

 

Работая отбойным молотком при обрубке литья, рабочий испытывает на себе шум интенсивностью в120-125 децибел, при этом, как правило, частота колебаний свыше 2000 Гц.

Шумовая болезнь, как и вибрационная, — это сложный симптомокомплекс функциональных и органических изменений в организме и было бы неправильно отдавать первенство изменению функции органа слуха.

Как в действии всякого вредного производственного фактора следует видеть общее и специфическое воздействие, так и в действии шума это проявляется довольно отчетливо.

Общее действие проявляется прежде всего при воздействии на ЦНС, проявляющуюся в резком замедлении всех нервных реакций, сокращении времени активного внимания, снижении работоспособности и качества работы. Даже производственный травматизм на шумных предприятиях выше, чем на бесшумных.

Особо стоит отметить расстройство функции вегетативной нервной системы. После длительного воздействия шума у рабочих изменяется ритм дыхания и сердечных сокращений. Особенно четко проявляется усиление тонуса (гипеотонус) сосудистой системы, что приводит к повышению систолического и диастолического уровня кровяного давления. Изменяется двигательная и секреторная деятельность желудочно-кишечного тракта, гиперсекреция отдельных желез внутренней секреции.К вегетативным расстройствам следует отнести повышение потливости вообще и особенно стоп, кистей.

Выявлены некоторые нарушения обмена веществ, особенно липидного. В зависимости от стажа работы (около 5 лет) в крови повышается содержание липидов, резко возрастает уровень холестерина (эндогенная гиперхолистериномия), что ускоряет развитие атеросклероза и развитие гипертонической болезни. У рабочих шумных предприятий гипертония на 50­60% выше, чем на бесшумных предприятиях. У женщин под воздействием шума гипертоническая реакция проявляется в два раза чаще, чем у мужчин.

Шум как внешний фактор угнетает иммунные реакции организма, снижает защитные функции последнего. Это видно на примере значительно высокой заболеваемости простудными и инфекционными заболеваниями (на 20-50% выше, чем обычно).

Отмечается подавление всех психических функций, особенно памяти.

Головная боль, головокружение, расстройство сна — постоянные жалобы лиц, подвергшихся длительному воздействию шума.

Специфическое воздействие шума проявляется в существенном расстройстве функции органа слуха. Ухо, как и все органы чувств, способно адаптироваться к шуму и сохранять свою функцию. Адаптация состоит в том, что по мере воздействия шума повышается порог слышимости на 10-15 дБ. После воздействия шума порог слышимости восстанавливается в течение 3-5 мин. Если это время увеличивается, то следует думать об утомлении органа слуха. С повышением интенсивности (80 дБ и более) и частотной характеристики утомляющее действие шума резко возрастает. 90 дБ и выше при любой частоте является резко утомляющим фактором органа слуха.

Следующей формой расстройства функции органа слуха является профессиональная тугоухость — стойкое снижение чувствительности к различным тонам и шепотной речи. На этом этапе легко возникают воспаления среднего и внутреннего уха, что способствует развитию дегенеративных изменений в улитке, в ее нижнем завитке. Постоянный спазм капилляров ведетк атрофии кортиева органа и, следовательно, к профессиональной глухоте.

Профилактика шумовой болезни должна также проводиться комплексно:

1. Изменение технологии производства, сочетающееся с возможной автоматизацией производства и выведением человека из производственной среды.
2. Применение устройств на механизмах, снижающих интенсивность шума, а также его частотную характеристику.
3. Изоляция одного рабочего места от другого.
4. Правильное устройство фундаментов для шумогенерирующих машин.
5. Все поверхности шумного помещения (стены, потолок и др.) должны быть облицованы звукопоглощающим материалом.
6. Режим работы — через каждый час работы 10-минутный перерыв, который должен проводиться в специально оборудованном помещении, положительно влияющим на эмоциональный статус человека. Температура помещения — не ниже 18°С.
7. Индивидуальные средства защиты: от самых простых (беруши) до устройства шумоизолирующих кабин.
8. На каждом рабочем месте в зависимости от точности выполняемой работы устанавливается предельно допустимый уровень интенсивности шума, а в зависимости от частотной характеристики — октавная полоса.
9. Врачебно-профессиональный отбор рабочих с учетом противопоказаний, указанных в регламентирующих документах.
10. Периодические профессиональные осмотры с участием ЛОР-специалиста, невропатолога и обязательной аудиометрией. Причем следует отметить, что периодические осмотры проводятся в течение первых трех лет через каждые три месяца. После этого срока проводятся один раз в год и даже реже. Лица, у которых порог слышимости повышается на 20 дБ и более, должны быть трудоустроены на работу, не связанную с воздействием шума.
11. Санаторно-курортное лечение в условиях теплого, сухого климата.

Все подобные меры необходимо применять не только на производствах, но и в быту, поскольку влияние шума на организм ребенка куда более сильное, чем на организм взрослого человека. Ведь не даром шестилетний ребенок, впервые придя в школу, сразу же встречается с требованием учителя -  «На уроке нельзя шуметь».  Поэтому необходимо применять все возможные меры для ограждения детей от шума.