Исключительно широкое распространение производственного оборудования, характеризующегося различной частотой механических колебаний, придает важное значение исследованию колебаний, воспринимаемых слуховым анализатором. В виде звука воспринимаются колебания с частотой 16-18 000 Гц. Шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков различной частоты и силы.
При непрерывном с бесконечно малыми интервалами расположении звуков, составляющих шум, спектр шума носит название непрерывного, или сплошного, в отличие от дискретного, или линейного, характеризующегося значительными интервалами.
В зависимости от спектрального состава различают три класса производственного шума.
Класс 1. Низкочастотные шумы (шум тихоходных агрегатов неударного действия, шум, проникающий сквозь звукоизолирующие преграды, стены, перекрытия, кожухи). Наибольшие уровни частоты в спектре шума расположены ниже 400 Гц, за которой следует понижение (не менее чем на 5 дБ на каждую последующую октаву).
Класс 2. Среднечастотные шумы (шумы большинства машин, станков и агрегатов неударного действия). Наибольшие уровни частоты в спектре шума расположены ниже 800 Гц, за которыми также следует понижение не менее чем на 5 дБ на каждую последующую октаву.
Класс 3. Высокочастотные шумы (звенящие, шипящие, свистящие, характерные для агрегатов ударного действия, потоков воздуха и газа, агрегатов, действующих с большими, скоростями). Наибольший уровень частоты в спектре шума расположен выше 800 Гц.
При резком преобладании какого-либо тона в спектре шума последний носит характер тонального. Например, при работе машины основной тон может быть различным в зависимости от числа оборотов основных ее элементов.
Спектральный анализ шума, производимый с помощью анализаторов шума или анализаторов звуковых частот, позволяет наметить меры снижения шума.
Интенсивность или сила звука оценивается количеством энергии, переносимой в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной к направлению движения звуковой волны. Измеряется интенсивность звука в ваттах на квадратный сантиметр. Минимальная интенсивность звука, которую слуховой орган в состоянии воспринять, называется порогом слышимости. За верхнюю границу слуховых ощущений принимают порог осязания, или интенсивность звука, при которой он вызывает болевое ощущение. Интенсивность звука можно оценить по звуковому давлению, в барах или ньютонах. Бар- приблизительно одна миллионная часть атмосферного давления, ньютон равен 0,102 кг. Речь обычной громкости создает звуковое давление в 1 бар.
В физике для оценки уровня силы звука (шума) принята логарифмическая шкала уровней силы звука. В этой шкале белы представляют собой не абсолютные, а относительные единицы, выражающие превышение силы звука по отношению к исходной величине. За начало отсчета (нулевой уровень шкалы) условно принят порог слышимости стандартного тона 1000 Гц, интенсивность которого в единицах звуковой энергии равна 10 -12 вт/м 2 /сек. Наибольший по силе звук, еще воспринимаемый органом слуха, выше порога слышимости в 10-14 раз. По уровню силы звук этот выше порога слышимости на 14 единиц. Единица эта - бел; 1/10 бела - децибел (дБ). Так, при уровне силы шума в 60 дБ (или 6 бел) интенсивность шума выше порога слышимости тона 1000 Гц в 10 6 или в 1 000 000 раз. Наиболее сильный шум, который еще воспринимается органом слуха как звук, оценивается по этой шкале в 14 бел, или 140 дБ. Увеличению интенсивности звука вдвое в единицах звуковой энергии соответствует по шкале децибел увеличение на логарифм 2, т. е. на 0,3 бел, или 3 дБ.
Для физиологической оценки уровня громкости шума (звука) можно пользоваться шкалой, в которой громкость всех звуков сравнивается на слух с громкостью тона 1000 Гц, а уровень громкости его принят равным уровню силы в децибелах. Физическая оценка уровня силы шума в децибелах и физиологическая оценка его разнятся тем больше, чем слабее звук и чем ниже его частота. При уровнях силы шума 80 дБ и более физическая и физиологическая количественная характеристика почти не разнятся.
В процессе восприятия звуков (шума) слуховой анализатор в зависимости от спектрального состава и силы шума адаптируется к нему: к сильным звуковым раздражителям чувствительность органа слуха несколько понижается и восстанавливается после прекращения действия раздражителя.
Если после воздействия шума чувствительность к нему понижается (порог восприятия повышается) не более чем на 10-15 дБ, а восстановление ее наступает не более чем в течение 2-3 минут, это свидетельствует об адаптации к шуму. Изменение же порогов более значительное, и замедленное восстановление чувствительности является признаком утомления слуха. Чем выше звук, тем больше его утомляющее действие. Звуки с частотой 2000-4000 Гц оказывают утомляющее действие уже при 80 дБ, звуки до 1024 Гц при этой интенсивности вызывают менее выраженное утомление. При интенсивном шуме обычно возникает снижение слуховой чувствительности, вследствие утомления слуха и ослабления восприятия высоких частот независимо от спектра действовавшего шума.
Интенсивным шумом в производственных условиях нередко вызывается стойкое понижение чувствительности к различным тонам и шепотной речи (профессиональная тугоухость и глухота).
Клинические обследования рабочих, подвергающихся на производстве систематическому воздействию шума (ткачи, котельщики, испытатели моторов, клепальщики, кузнецы и молотобойцы, гвоздильщики и др.), выявили среди них значительный, увеличивающийся со стажем, процент лиц с ослабленным слухом, заболеваниями внутреннего и среднего уха. Чрезмерно выраженное понижение слуха наблюдалось и при обследовании непосредственно после работы, очевидно в связи со слуховым утомлением, наступавшем в течение смены. Аудиометрически установлено раннее возникновение начальных нарушений слуха, причем начальное понижение слуховой чувствительности (повышение слуховых порогов) к отдельным тонам независимо от частоты шума обнаруживается для тона 4096 Гц и лишь затем устанавливается стойкое понижение восприятия тонов более высоких и низких частот.
В развитии профессиональной глухоты, несомненно, решающую роль играет звуковоспринимающий (кохлеарный) аппарат и, вероятно, корковая область слухового анализатора. При морфологическом исследовании внутреннего уха лиц, страдавших при жизни тугоухостью, обнаружены атрофические и некробиотические изменения в кортиевом органе и основном завитке спирального ганглия. При длительной работе в условиях интенсивного шума, особенно высокочастотного, наступает постепенное ослабление слышимости сначала высоких, а затем и других тонов, которое может привести к полной глухоте.
Наряду с изменениями в слуховом аппарате установлено влияние шума на центральную нервную систему, характеризующееся симптомами перераздражения ее: замедлением нервных реакций, понижением внимания, работоспособности, производительности труда.
Под влиянием шума изменяются ритм дыхания, частота пульса, уровень кровяного давления и другие вегетативные функции. Иногда под влиянием шума наблюдалось также изменение двигательной и секреторной функций желудка, объема внутренних органов, газообмена.
Множественное нарушение функций под влиянием шума позволило Е. Е. Андреевой-Галаниной объединить весь комплекс этих нарушений в понятие «шумовая болезнь».
Таким образом, действие шума зависит от трех основных условий:
1) длительности воздействия шума; профессиональная тугоухость и профессиональная глухота развиваются обычно постепенно, в течение ряда лет;
2) интенсивности шума: чем интенсивнее шум, тем быстрее развиваются утомление и соответствующие патологические изменения;
3) частотной характеристики (спектра шума); чем больше преобладают в шуме высокие частоты, тем он опаснее в смысле развития тугоухости, тем сильнее его раздражающее действие, тем скорее возникает утомление.
Учитывая, что шум может влиять на различные функции организма (нарушает сон, мешает выполнять напряженную умственную работу), для разных помещений устанавливаются различные допустимые уровни шума.
Шум, не превышающий 30-35 дБ, не ощущается как утомительный или заметный. Такой уровень шума является допустимым для читальных залов, больничных палат, жилых комнат ночью. Для конструкторских бюро, конторских помещений допускается уровень шума 50-60 дБ.
Для производственных помещений, в которых снижение уровня шума связано с большими техническими трудностями, приходится ориентироваться не только на утомляющее действие шума, но и на предотвращение развития профессиональной патологии.
Большинство исследователей склоняется к тому, что шум в пределах 80-85 дБ, а по некоторым данным - до 90 дБ, не вызывает при длительном воздействии профессиональной тугоухости.
В Советском Союзе установлены предельно допустимые уровни шума (табл. 30), приведенные в «Гигиенических нормах допустимых уровней звукового давления и уровней звука на рабочих местах» № 1004-73. В зависимости от длительности действия и характера шума предусмотрены поправки к октавным уровням звуковых давлений (табл. 31).
| Наименование | Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц | Уровни звука, дБ А | |||||||
| 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | ||
| уровни звукового давления, дБ | |||||||||
| 1. При шуме, проникающем извне помещений, находящихся на территории предприятий: а) конструкторские бюро, комнаты расчетчиков и программистов счетно-электронных машин, помещения лабораторий для теоретических работ и обработки экспериментальных данных, помещения приема больных здравпунктов |
71 | 61 | 54 | 49 | 45 | 42 | 40 | 38 | 50 |
| б) помещения управлений (рабочие комнаты) | 79 | 70 | 63 | 58 | 55 | 52 | 50 | 49 | 60 |
| в) кабины наблюдения и дистанционного управления | 94 | 87 | 82 | 78 | 75 | 73 | 71 | 70 | 60 |
| г) то же с речевой связью по телефону | 83 | 74 | 68 | 63 | 75 | 57 | 55 | 54 | 65 |
| 2. При шуме, возникающем внутри помещений и проникающем в помещения, находящиеся на территории предприятий: а) помещения и участки точной сборки, машинописные бюро |
83 | 74 | 68 | 63 | 75 | 57 | 55 | 54 | 65 |
| б) помещения лабораторий, помещения для размещения «шумных» агрегатов счетно-вычислительных машин (табуляторов, перфораторов, магнитных барабанов и т. п.) | 94 | 87 | 82 | 78 | 75 | 73 | 71 | 70 | 80 |
| 3. Постоянные рабочие места в производственных помещениях и на территории предприятий | 99 | 92 | 86 | 83 | 80 | 78 | 76 | 74 | 85 |
Производственный шум - совокупность звуков возникающих в ходе работы производственного предприятия, носящая хаотичный и беспорядочный характер, изменяющаяся во времени, и вызывающая дискомфорт у работающих. Поскольку производственный шум - это совокупность звуков имеющих разную природу возникновения, различную продолжительность и интенсивность, то при исследовании производственных шумов говорят о «спектре производственного шума». Исследуется слышимый диапазон 16 Гц - 20 кГц. Его разбивают на так называемые «полосы частот» или «октавы» и определяют звуковое давление, интенсивность или звуковую мощность, приходящиеся на каждую полосу.
Источники производственного шума
Как уже указывалось выше, в производственной среде шумы возникают в первую очередь из-за работы механизмов. И естественно, чем больше количество оборудования, тем выше уровень шумовой загрязненности. Кроме того, в настоящее время можно проследить тенденцию, при которой уровень шумовой загрязненности снижается прямо пропорционально росту технологической оснащенности предприятия современными машинами и механизмами. Эту тему мы рассмотрим более подробно в разделе, посвященном снижению уровня шумового загрязнения. Сейчас же давайте рассмотрим источники производственного шума.
1) Механические производственные шумы - возникают и преобладают на предприятиях, где широко используются механизмы с применением зубчатых передач и цепного привода, ударные механизмы, подшипники качения и т.п. В результате силовых воздействий вращающихся масс, ударов в сочленениях деталей, стуков в зазорах механизмов, движения материалов в трубопроводах и возникает этот вид шумового загрязнения. Спектр механического шума занимает широкую область частот. Определяющими факторами механического шума являются форма, размеры и тип конструкции, число оборотов, механические свойства материала, состояние поверхностей взаимодействующих тел и их смазывание. Машины ударного действия, к которым относится, например, кузнечно-прессовое оборудование, являются источником импульсного шума, причем его уровень на рабочих местах, как правило, превышает допустимый. На машиностроительных предприятиях наибольший уровень шума создается при работе металло- и деревообрабатывающих станков.
Аэродинамические и гидродинамические производственные шумы:
- а) шумы, обусловленные периодическим выбросом газа в атмосферу, работой винтовых насосов и компрессоров, пневматических двигателей, двигателей внутреннего сгорания;
- б) шумы, возникающие из-за образования вихрей потока у твердых границ механизмов (эти шумы наиболее характерны для вентиляторов, турбовоздуходувок, насосов, турбокомпрессоров, воздуховодов);
- в) кавитационный шум, возникающий в жидкостях из-за потери жидкостью прочности на разрыв при уменьшении давления ниже определенного предела и возникновения полостей и пузырьков, заполненных парами жидкости и растворенными в ней газами.
- 3) Электромагнитные шумы - возникают в различных электротехнических изделиях (например, при работе электрических машин). Их причиной является взаимодействие ферромагнитных масс под влиянием переменных во времени и пространстве магнитных полей. Электрические машины создают шумы с различными уровнями звука от 20ё30 дБ (микромашины) до 100ё110 дБ (крупные быстроходные машины).
Безусловно, встретить производство, в котором присутствуют шумы только одной природы практически, невозможно. В общем фоне производственного шума можно выделять шумы различного происхождения, но нейтрализовать шумы какого-то одного происхождения из общей массы шума практически невозможно.
Поскольку источники производственного шума, как правило, излучают звуки различной частоты и интенсивности, то полную шумовую характеристику источника дает шумовой спектр - распределение звуковой мощности (или уровня звуковой мощности) по октавным полосам частот. Источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по направлениям. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициентом Ф(j) - фактором направленности.
Существуют различные методы измерения шума. Те из них, которые проводятся при помощи стандартизованного оборудованния и по методике, закрепленной в стандарте, принято называть стандартными. Все прочие методы измерения шума применяются при решении специальных задач, и в ходе научных исследований. Обобщенное название приборов предназначенных для измерения шумов - шумомеры.
Эти приборы состоят из датчика (микрофона), усилителя, частотных фильтров (анализатора частоты), регистрирующего прибора (самописца или магнитофона) и индикатора, показывающего уровень измеряемой величины в дБ. Шумомеры снабжены блоками частотной коррекции с переключателями А, В, С, D и временных характеристик c переключателями F (fast) - быстро, S (slow) - медленно, I (pik) - импульс. Шкалу F применяют при измерениях постоянных шумов, S - колеблющихся и прерывистых, I - импульсных.
Фактически шумомер представляет собой микрофон, к которому подключен вольтметр, отградуированный в децибелах. Поскольку электрический сигнал на выходе с микрофона пропорционален исходному звуковому сигналу, прирост уровня звукового давления, воздействующего на мембрану микрофона, вызывает соответствующий прирост напряжения электрического тока на входе в вольтметр, что и отображается посредством индикаторного устройства, отградуированного в децибелах. Для измерения уровней звукового давления в контролируемых полосах частот, например 31,5; 63; 125 Гц и т.п., а также для измерения уровней звука (дБ), корректированных по шкале А с учётом особенностей восприятия человеческим ухом звуков разных частот, сигнал после выхода с микрофона, но до входа в вольтметр пропускают через соответствующие электрические фильтры. Существуют шумомеры четырёх классов точности (0, 1, 2 и 3). Класс «0» - это образцовые средства измерения; класс 1 - применяется для лабораторных и натурных измерений; 2 класс - для технических измерений; 3 клас - для ориентировочных измерений. У каждого класса приборов есть соответствующий частотный: шумомеры классов 0 и 1 рассчитаны на частоты от 20 Гц до 18 кГц, класса 2 - от 20 Гц до 8 кГц, класса 3 - от 31,5 Гц до 8 кГц.
Для измерения производственных шумов в России до 2008 года действовал советский стандарт ГОСТ 17187-81. В 2008 этот ГОСТ гармонизирован с европейским стандартом МЭК 61672-1 (IEC 61672-1), результатом чего стал новый ГОСТ Р 53188.1-2008 . Таким образом технические требования к шумомерам и стандарты измерения шумов в России сейчас максимально приближены к европейским требованиям. Особняком стоят США, где применяются стандарты ANSI (в частности ANSI S1.4), существенно отличающиеся от европейских. Наиболее часто применяемый на производстве прибор - ВШВ-003-М2. Он относится к шумомерам I класса и предназначен для измерения шума в производственных помещениях и жилых кварталах в целях охраны здоровья; при разработке и контроле качества изделий; при исследованиях и испытаниях машин и механизмов.
На сегодняшний день используется просто огромное количество спец-технологических установок на производстве, а также различных энергетических приспособлений, которые непроизвольно издают шум и вибрации разных частот. Разная интенсивность звуков пагубно влияет на организм человека. Стоит отметить, что продолжительное воздействие шума и вибрации на работника производства уменьшает его трудоспособность, а также становится причиной возникновения профессиональных болезней.
Шум и вибрация как факторы производственной среды
Шумом можно назвать совокупность нежелательных звуков, которые оказывают пагубное действие на живые организмы, а также мешают полноценной работе и отдыху. Источником звука является любое колеблющееся тело, вследствие его прикосновения с окружающей средой образуются звуковые волны.
Итак, производственный шум – это комплекс звуков разных частот и насыщенности. Они хаотично преображаются во времени, и вызывают у работников нежелательные субъективные чувства.
Производственный шум отличается огромным спектром, составляющие которого это звуковые волны разных частот. При изучении производственного шума и вибрации привычным ощутимым диапазоном является 16гц-20 гц. Этот отрезок частот разбивают на полосы частот, а после оценивают звуковое давление. Также насыщенность и мощность, которая приходиться на все полосы частот. Если Вы хотите обследовать свое помещение на различные факторы можно обратиться в нашу лабораторию, где сможете провести ряд исследований, начиная от и заканчивая .
Что касается вибрации то ее понимание и ощущение напрямую зависит от частоты колебаний, а также их силы и диапазона амплитуды. Исследование вибрации так же, как и исследование частоты звука описывается в герцах. В ходе недавних экспериментов было исследовано, что вибрация так же, как и шум оказывает свое действие на организм человека, причем довольно активно. Стоит отметить, что вибрация будет ощущаться лишь при взаимосвязи с вибрирующим телом или же через инородные твердые тела, которые будут иметь связь с вибрирующим телом.
Вибрация на производстве считается угрожающим для здоровья фактором, ведь такие поверхности, касающиеся к телу человека, вызывают возбуждение многочисленных нервных окончаний в стенках кровеносных сосудов, и вызывают нарушения работы внутренних органов и разных систем. Все это представляется в виде немотивированных болей в руках, преимущественно по ночам, онемения, чувство "ползания мурашек", неожиданного побеления пальцев, снижения всех видов кожной чувствительности (болевой, температурной, касательной). Весь этот набор симптомов, типичный для воздействия вибрации, унаследовал название вибрационной болезни.
Шум на рабочих местах
В зависимости от рода деятельности к каждой профессии будут свои требования по соблюдению тишины. Если вы работаете в офисе нормы шума на рабочем месте будут ниже, чем у работающих в шумных цехах. Итак, норма шума при работе в офисе достигает всего 75 дБ, а вот норма шума на производстве 100 дБ.
Шум как вредный производственный фактор
К сожалению, на производстве больше подвергаться влиянию шума женщины и люди старших возрастных категорий. Повышение звукового давления может негативно сказаться на органе слуха. Поэтому, стоит отметить, что на производстве обязательно должны происходить замеры шума двушкальным шумомером. В цехах разрешен шум громкостью до 100 дБ. Что касается кузнечных цехов, то там норма шума может достигать отметки 140 дБ. Громкость, которая будет превышать этот порог у рабочих, вызовет болевой эффект. Также стоит отметить, что учеными обоснована теория о пагубном действии инфразвука и ультразвука на организм человека. Чтобы обезопасить своих рабочих стоит провести .
Эти колебания не могу вызывать болевых ощущений, но будут производить специфическое физиологическое воздействие на человеческий организм. Уровень производственного шума не должен быть выше 140 дБ, после преодоления этого порога уже будут возникать болевые ощущения, и шум несет неисправимый вред на здоровье человека. Если на производстве повышенный уровень шума, то у работника будет всегда повышенное кровеносное давление, учащённый пульс и дыхание, нарушения координации движения, а также ухудшение слуха.
Защита от производственного шума может быть в виде специальных глушителей аэродинамического шума, также возможно использовать индивидуальные средства защиты, также можно применить технические тонкости звукоизоляции и звукопоглощения.
Классификация производственного шума
Итак, шум систематизируется по четырём основным критериям. По спектральным и временным характеристикам, по частоте, а также по природе возникновения.
По спектральным характеристикам выделяют широкополосный шум с непрерывным спектром больше одной октавы, а также тональный или, как еще его называют, дискретный. В его спектре содержится выражение дискретного тона.
По временным характеристикам есть постоянный шум, он длится больше восьми часов, и непостоянный. Стоит отметить, что непостоянные шумы еще разделяют на колеблющиеся, уровень звука у которых постоянно изменяется, а также прерывистые, уровень звука у таких изменяется ступенчато. Есть еще импульсные, они представляют собой простые звуковые импульсы, которые длятся не больше одной секунды.
По частоте выделяют акустические колебания, которые распределяют на инфразвук, ультразвук и просто звук. Что касается акустических колебаний звукового диапазона, то они подразделяются на низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные. Низкочастотные звуки воспроизводят меньше 350 гц, среднечастотные же от 350 гц до 800гц, а высокочастотные выдают свыше 800 гц.
По природе возникновения шумы делятся на электромагнитные, аэродинамические, механические, гидравлические.
Производственный шум и вибрация пагубно влияют на человеческий организм. Из-за этого у людей, работающих на производстве, уменьшается работоспособность.
Шум на производстве является одним из неблагоприятных факторов для физического и психического здоровья индивида. Если вам кажется, что уровень шума превышает нормы или хотите провести другое лабораторное исследование () всегда можно обратиться в лабораторию "ЭкоТестЭкспресс", ее специалисты сделают все необходимые исследование и дадут заключение об уровне шума на рабочем месте.
Уровень шума на рабочем месте определяется в зависимости рода деятельности
Для человека, который работает на руководящей должности, имеет творческую профессию, или же просто работает в офисе, то разрешенный придел шума в этих случаях должен быть 50 дБ. А в лаборатории, или административном здании, где находятся кабинеты, уровень шума не может быть выше предела в 60 дБ.
Если рабочие места находятся в диспетчерской службе, машинописном бюро, в залах обработки информации на вычислительных машинах, уровень шума тут не может быть выше 65 дБ. В зданиях лабораторий с громким оборудованием, или же кабинетах с пультами управления шум должен быть не выше 75 дБ. В производственных зданиях на территории предприятия недопустимый уровень шума свыше 80 дБ.
На рабочем месте машиниста тепловоза или поезда уровень шума допускается до 80 дБ. В кабине же машиниста пригородного электропоезда придел шума должен быть 75 дБ. В комнатах для персонала вагонов и поездов шум может находиться в пределе 60 дБ. Что касается речного и морского транспорта, то у таких работников уровень шума колеблется от 80 дБ до 55 дБ в зависимости от места работы на корабле.
Вот уровень шума в производственных помещениях, где работают инженерно-технические работники, не должен превышать 60т дБ. В помещениях у операторов ЭВМ звуковой не допустимый диапазон свыше 65дб. А вот в помещениях, где находятся вычислительные агрегаты, уровень шума не должен быть больше 75 дБ. Человек, постоянно работающий в шумном помещении, привыкает к шуму, но продолжительное его воздействие вызывает частое утомление и ухудшение здоровья.
Нормирование производственного шума на рабочем месте осуществляется с учетом факторов человеческого организма. Стоит отметить, что в зависимости от частотной характеристики шума организм по-разному откликается на шум одинаковой интенсивности. Итак, при повышении частоты звука его влияние на нервную систему индивида будет сильнее, а степень вредоносности шума напрямую зависит от его спектрального состава.
Нормирование шума на рабочих местах осуществляют, принимая во внимание тот факт, что организм индивида, в зависимости от частотной характеристики, по-разному реагирует на шум одинаковой интенсивности. Чем выше частота звука, тем сильнее его действие на нервную систему человека, т. е. степень вредности шума, зависит от его спектрального состава. Влияние производственного шума на организм человека является пагубным. Спектр шума указывает, на какую область частот припадает самая большая доля всей звуковой энергии, что содержится в данном шуме.
Вы всегда можете обратиться в нашу лабораторию "ЭкоТестЭкспресс" для того, чтобы провести различные исследования, включая .
Производственные шумы и их влияние на организм животных
Животные обладают более острым слухом, поэтому более восприимчивы ко всем производственным шумам. Стоит отметить, что у кроликов шум реактивного самолета вызывает гибель. А кроты под воздействием производственного шума ощущают учащение пульса и дыхания. Производственные шумы угнетают условно рефлекторную деятельность организма животных.
Нормы шума на производстве, во всяком случае, никогда не должны превышаться, чтобы не наносить еще больший вред организму человека. Если же это случается, то необходимо проводить мероприятия по удалению повышенного шума.
Защита от производственного шума и вибрации заключается в установке различных шумопоглащающих приспособлений. Также стоит улучшить шумоизоляцию.
В различных отраслях экономики имеются источники шума - это механическое оборудование, людские потоки, городской транспорт.
Шум - это совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты (шелест, дребезжание, скрип, визг и т. п.). С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятно воспринимаемый звук. Длительное воздействие шума на человека может привести к такому профессиональному заболеванию, как "шумовая болезнь".
По физической сущности шум - это волнообразное движение частиц упругой среды (газовой, жидкой или твердой) и поэтому характеризуется амплитудой колебания (м), частотой (Гц), скоростью распространения (м/с) и длиной волны (м). Характер негативного воздействия на органы слуха и подкожный рецепторный аппарат человека зависит еще и от таких показателей шума, как уровень звукового давления (дБ) и громкость. Первый показатель называется силой звука (интенсивностью) и определяется звуковой энергией в эргах, передаваемой за секунду через отверстие в 1 см2. Громкость шума определяется субъективным восприятием слухового аппарата человека. Порог слухового восприятия зависит еще и от диапазона частот. Так, ухо менее чувствительно к звукам низких частот.
Воздействие шума на организм человека вызывает негативные изменения прежде всего в органах слуха, нервной и сердечно-сосудистой системах. Степень выраженности этих изменений зависит от параметров шума, стажа работы в условиях воздействия шума, длительности действия шума в течение рабочего дня, индивидуальной чувствительности организма. Действие шума на организм человека отягощается вынужденным положением тела, повышенным вниманием, нервно-эмоциональным напряжением, неблагоприятным микроклиматом.
Действие шума на организм человека. К настоящему времени накоплены многочисленные 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 временное понижение 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 к стойкому снижению остроты слуха.
Установлено, что утомляющее и повреждающее слух действие шума пропорционально его высоте (частоте). Наиболее выраженные и ранние изменения наблюдаются на частоте 4000 Гц и близкой к ней области частот. При этом импульсный шум (при одинаковой эквивалентной мощности) действует более неблагоприятно, чем непрерывный. Особенности его воздействия существенно зависят от превышения уровня импульса над уровнем, определяющим шумовой фон на рабочем месте.
Развитие профессиональной тугоухости зависит от суммарного времени воздействия шума в течение рабочего дня и наличия пауз, а также общего стажа работы. Начальные стадии профессионального поражения 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 органы слуха установлено его вредное 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. Поражение нервной системы под действием шума сопровождается раздражительностью, ослаблением памяти, апатией, подавленным настроением, изменением кожной чувствительности и другими нарушениями, в частности замедляется скорость психических реакций, наступает расстройство сна и т. д. У работников умственного труда происходит снижение темпа работы, ее качества и производительности.
Действие шума может привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта, сдвигам в обменных процессах (нарушение основного, витаминного, углеводного, белкового, жирового, солевого обменов), нарушению функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Звуковые колебания могут восприниматься не только органами слуха, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость). Уровень шума, передаваемого этим путем, на 20-30 дБ меньше уровня, воспринимаемого ухом. Если при невысоких уровнях шума передача за счет костной проводимости мала, то при высоких уровнях она значительно возрастает и усугубляет вредное действие на организм человека. При действии шума очень высоких уровней (более 145 дБ) возможен разрыв барабанной перепонки.
Таким образом, воздействие шума может привести к сочетанию профессиональной тугоухости (неврит слухового нерва) с функциональными расстройствами центральной нервной, вегетативной, сердечно-сосудистой и других систем, которые могут рассматриваться как профессиональное заболевание - шумовая болезнь. Профессиональный неврит слухового нерва (шумовая болезнь) чаще всего встречается у рабочих различных отраслей машиностроения, текстильной промышленности и проч. Случаи заболевания встречаются у лиц, работающих на ткацких станках, с рубильными, клепальными молотками, обслуживающих прессоштамповочное оборудование, у испытателей-мотористов и других профессиональных групп, длительно подвергающихся интенсивному шуму.
Нормирование уровня шума. При нормировании шума используют два метода нормирования: по предельному спектру шума и уровню звука в дБ. Первый метод является основным для постоянных шумов и позволяет нормировать уровни звукового давления в восьми октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Шум на рабочих местах не должен превышать допустимых уровней, соответствующих рекомендациям Технического комитета акустики при Международной организации по стандартизации.
Совокупность восьми допустимых уровней звукового давления называется предельным спектром. Исследования показывают, что допустимые уровни уменьшаются с ростом частоты (более неприятный шум).
Второй метод нормирования общего уровня шума, измеренного по шкале А, которая имитирует кривую чувствительности уха человека, и называемого уровнем звука в дБА, используется для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, так как в этом случае мы не знаем спектра шума. Уровень звука (дБА) связан с предельным спектром зависимостью 1а = ПС + 5.
Основные нормированные параметры для широкополосного шума приведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4
Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни для широкополосного шума
|
Уровни звука в дБ в октавных |
Уровни |
||||||||
|
полосах со среднегеометрическими |
звука и эк- |
||||||||
|
Рабочие места |
частотами, Гц |
вивалент- |
|||||||
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
ные уровни, ДВА |
||
|
1. Помещения конст- |
|||||||||
|
рукторских бюро, рас- |
|||||||||
|
четчиков, программи- |
|||||||||
|
стов вычислительных машин, лабораторий для теоретических ра-бот и обработки экс- |
|||||||||
|
периментальных дан-ных, приема больных |
|||||||||
|
в здравпунктах |
|||||||||
|
2. Помещения управле-ний, рабочие комнаты |
|||||||||
|
3. Кабины наблюде- |
|||||||||
|
ний и дистанционного |
|||||||||
|
управления: |
|||||||||
|
а) без речевой связи |
|||||||||
|
по телефону |
|||||||||
|
б) с речевой связью |
|||||||||
|
по телефону |
|||||||||
|
4. Помещения и уча- |
|||||||||
|
стки точной сборки; |
|||||||||
|
машинописные бюро |
|||||||||
|
5 Помещения лабора- |
|||||||||
|
торий для проведения |
|||||||||
|
экспериментальных |
|||||||||
|
работ, помещения для |
|||||||||
|
размещения шумных |
|||||||||
|
агрегатов вычисли- |
|||||||||
|
тельных машин |
|||||||||
Для тонального и импульсного шума допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ меньше значений, приведенных в табл. 1.4. Нормированным параметром непостоянного шума является эквивалентный по энергии уровень звука широкополосного, постоянного и неимпульсного шума, оказывающего на человека такое же воздействие, как и непостоянный шум, ЬАэкв (дБА). Этот уровень измеряется специальными интегрирующими шумомерами или определяется расчетным путем.
Методы борьбы с шумом. Для борьбы с шумом в помещениях проводятся мероприятия как технического, так и медицинского характера. Основными из них являются:
устранение причины шума, т. е. замена шумящего оборудования, механизмов на более современное нешумящее оборудование;
изоляция источника шума от окружающей среды (применение глушителей, экранов, звукопоглощающих строительных материалов);
ограждение шумящих производств зонами зеленых насаждений;
применение рациональной планировки помещений;
использование дистанционного управления при эксплуатации шумящего оборудования и машин;
использование средств автоматики для управления и контроля технологическими производственными процессами;
использование индивидуальных средств защиты (беру-ши, наушники, ватные тампоны);
проведение периодических медицинских осмотров с прохождением аудиометрии;
соблюдение режима труда и отдыха;
проведение профилактических мероприятий, направленных на восстановление здоровья.
Интенсивность звука определяется по логарифмической шкале громкости. В шкале - 140 дБ. За нулевую точку шкалы принят "порог слышимости" (слабое звуковое ощущение, едва воспринимаемое ухом, равное примерно 20 дБ), а за крайнюю точку шкалы - 140 дБ - максимальный предел громкости.
Громкость ниже 80 дБ обычно не влияет на органы слуха, громкость от 0 до 20 дБ - очень тихая; от 20 до 40 - тихая; от 40 до 60 - средняя; от 60 до 80 - шумная; выше 80 дБ - очень шумная.
Для измерения силы и интенсивности шума применяют различные приборы: шумомеры, анализаторы частот, корреляционные анализаторы и коррелометры, спектрометры и др.
Принцип работы шумомера состоит в том, что микрофон преобразует колебания звука в электрическое напряжение, которое поступает на специальный усилитель и после усиления выпрямляется и измеряется индикатором по градуированной шкале в децибелах.
Анализатор шума предназначен для измерения спектров шумов оборудования. Он состоит из электронного полосного фильтра с шириной полосы пропускания, равной 1/3 октавы.
Основными мероприятиями по борьбе с шумом являются рационализация технологических процессов с использованием современного оборудования, звукоизоляция источников шума, звукопоглощение, улучшенные архитектурно-планировочные решения, средства индивидуальной защиты.
На особо шумных производственных предприятиях используют индивидуальные шумозащитные приспособления: антифоны, противошумные наушники (рис. 1.6) и ушные вкладыши типа "беруши". Эти средства должны быть гигиеничными и удобными в эксплуатации.
Рис. 1.6. Противошумные наушники:
1 - пластмассовый корпус; 2 - стекловата; 3 - уплотняющие прокладки; 4 - съемные чехлы из пленки и фланели
В России разработана система оздоровительно-профилактических мероприятий по борьбе с шумом на производствах, среди которых важное место занимают санитарные нормы и правила. Выполнение установленных норм и правил контролируют органы санитарной службы и общественного контроля.
По материалам книги - "Безопасность жизнедеятельности" Под редакцией проф. Э. А. Арустамова.
Шумом называют любой нежелательный звук или совокупность таких звуков. Звук представляет собой волнообразно распространяющийся в упругой среде колебательный процесс в виде чередующихся волн сгущения и разряжения частиц этой среды - звуковые волны.
Источником звука может являться любое колеблющееся тело. При соприкосновении этого тела с окружающей средой образуются звуковые волны. Волны сгущения вызывают повышение давления в упругой среде, а волны разряжения - понижение. Отсюда возникает понятие звукового давления - это переменное давление, возникающее при прохождении звуковых волн дополнительно к атмосферному давлению.
Звуковое давление измеряется в Паскалях (1 Па = 1 Н/м 2). Ухо человека ощущает звуковое давление от 2-10 -5 до 2-10 2 Н/м 2 .
Звуковые волны являются носителями энергии. Звуковая энергия, которая приходится на 1 м 2 площади поверхности, расположенной перпендикулярно к распространяющимся звуковым волнам, называется силой звука и выражается в Вт/м 2 . Так как звуковая волна представляет собой колебательный процесс, то он характеризуется такими понятиями, как период колебания (Т) - время, в течение которого совершается одно полное колебание, и частота колебаний (Гц) - число полных колебаний за 1 с. Совокупность частот дает спектр шума.
Шумы содержат звуки разных частот и различаются между собой распределением уровней по отдельным частотам и характером изменения общего уровня во времени. Для гигиенической оценки шума используют звуковой диапазон частот от 45 до 11 000 Гц, включающий 9 октавных полос со среднегеометрическими частотами в 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц.
Орган слуха различает не разность, а кратность изменения звуковых давлений, поэтому интенсивность звука принято оценивать не абсолютной величиной звукового давления, а его уровнем, т.е. отношением создаваемого давления к давлению, принятому за единицу
сравнения. В диапазоне от порога слышимости до болевого порога отношение звуковых давлений изменяется в миллион раз, поэтому для уменьшения шкалы измерения звуковое давление выражают через его уровень в логарифмических единицах - децибелах (дБ).
Ноль децибел соответствует звуковому давлению 2-10 -5 Па, что приблизительно соответствует порогу слышимости тона с частотой 1000 Гц.
Шум классифицируют по следующим признакам:
В зависимости от характера спектра выделяют следующие шумы:
широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы;
тональные, в спектре которых имеются выраженные тоны. Тональный характер шума устанавливают путем измерения в третьоктавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе по сравнению с соседними не менее чем на 10 дБ.
По временным характеристикам различают шумы:
постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА;
непостоянные, уровень шума которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не менее чем на 5 дБА. Непостоянные шумы можно подразделить на следующие виды:
- колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени;
- прерывистые, уровень звука которых ступенчато изменяется (на 5 дБ-А и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;
- импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый из которых имеет длительность менее 1 с; при этом уровни звука, измеренные соответственно на временных характе- ристиках «импульс» и «медленно» шумомера, различаются не менее чем на 7 дБ.
11.1. источники ШУМА
Шум является одним из наиболее распространенных неблагоприятных факторов производственной среды, воздействие которого на работающих сопровождается развитием у них преждевременного утомления, снижением производительности труда, ростом общей и профессиональной заболеваемости, а также травматизма.
В настоящее время трудно назвать производство, на котором не встречаются повышенные уровни шума на рабочих местах. К наиболее шумным относятся горнорудная и угольная, машино- строительная, металлургическая, нефтехимическая, лесная и цел- люлозно-бумажная, радиотехническая, легкая и пищевая, мясомолочная промышленности и др.
Так, в цехах холодной высадки шум достигает 101-105 дБА, в гвоздильных цехах - 104-110 дБА, в оплеточных - 97-100 дБА, в отделениях полировки швов - 115-117 дБА. На рабочих местах токарей, фрезеровщиков, мотористов, кузнецов-штамповщиков уровень шума колеблется в пределах от 80 до 115 дБА.
На заводах железобетонных конструкций шум достигает 105- 120 дБА. Шум является одной из ведущих профессиональных вредностей в деревообрабатывающей и лесозаготовительной промышленностях. Так, на рабочем месте рамщика и обрезчика уровень шума колеблется от 93 до 100 дБА с максимумом звуковой энергии в области средних и высоких частот. В этих же пределах колеблется шум в столярных цехах, а лесозаготовительные работы (валка, трелевка леса) сопровождаются уровнем шума от 85 до 108 дБА за счет работы трелевочных лебедок, тракторов и других механизмов.
Подавляющее большинство производственных процессов в прядильных и ткацких цехах также сопровождается образованием шума, источником которого является бойковый механизм ткацкого станка, удары погонялки челнока. Наиболее высокий уровень шума наблюдается в ткацких цехах - 94-110 дБА.
Изучение условий труда на современных швейных фабриках показало, что уровень шума на рабочих местах швей-мотористок составляет 90-95 дБА с максимумом звуковой энергии на высоких частотах.
Наиболее шумными операциями в машиностроении, в том числе, авиастроении, автомобилестроении, вагоностроении и др. следует считать обрубные и клепальные работы с использованием пневматических инструментов, режимные испытания двигателей и их агрегатов различных систем, стендовые испытания на вибропрочность изделий, барабанную готовку, шлифовку и полировку деталей, штампопрессовую заготовку.
Для нефтехимической отрасли характерными являются высокочастотные шумы различных уровней за счет сброса сжатого воздуха из замкнутого технологического цикла химических производств или
от оборудования, работающего на сжатом воздухе, например, сборочных станков и вулканизационных линий шинных заводов.
Вместе с тем в машиностроении, как ни в одной другой отрасли, наибольший объем работ приходится на станочную металлообработ- ку, где занято около 50% всех рабочих отрасли.
Металлургическую промышленность в целом можно отнести к отрасли с выраженным шумовым фактором. Так, интенсивный шум характерен для плавильных, прокатных и трубопрокатных производств. Из производств, относящихся к этой отрасли, шумными условиями характеризуются метизные заводы, оснащенные холодновысадочными автоматами.
К наиболее шумным процессам следует отнести шум от открытой воздушной струи (обдув), вырывающейся из отверстий малого диаметра, шум от газовых горелок и шум, образующийся при напылении металлов на различные поверхности. Спектры от всех этих источников очень схожие, типично высокочастотные, без заметного спада энергии до 8-10 кГц.
В лесной и целлюлозно-бумажной отраслях наиболее шумными являются деревообрабатывающие цеха.
Промышленность строительных материалов включает ряд шумных производств: машины и механизмы по дроблению и размолу сырья и производству сборного железобетона.
В горнорудной и угольной промышленностях наиболее шумными являются операции механизированной добычи полезных ископа- емых как с использованием ручных машин (пневмоперфораторы, отбойные молотки), так и с помощью современных стационарных и самоходных машин (комбайны, буровые станки и пр.).
Радиотехническая промышленность в целом сравнительно менее шумная. Лишь подготовительные и заготовительные цеха ее имеют оборудование, характерное для машиностроительной промышленности, но в значительно меньшем количестве.
В легкой промышленности как по шумности, так и по числу занятых рабочих наиболее неблагоприятными являются прядильные и ткацкие производства.
Пищевая промышленность - наименее шумная из всех. Характерные для нее шумы генерируют поточные агрегаты кондитерских и табачных фабрик. Однако отдельные машины этих производств создают значительный шум, например, мельницы зерен какао, некоторые сортировочные машины.
В каждой отрасли промышленности имеются цеха или отдельные компрессорные станции, снабжающие производство сжатым воздухом или перекачивающие жидкости или газообразные продукты. Последние имеют большое распространение в газовой промышленности как большие самостоятельные хозяйства. Компрессорные установки создают интенсивный шум.
Примеры шумов, характерных для различных отраслей промышленности, в абсолютном большинстве случаев имеют общую форму спектров: все они широкополосные, с некоторым спадом звуковой энергии в области низких (до 250 Гц) и высоких (выше 4000 Гц) частот с уровнями 85-120 дБА. Исключением являются шумы аэродинамического происхождения, где уровни звукового давления растут от низких к высоким частотам, а также низкочастотные шумы, которых в промышленности по сравнению с описанными выше значительно меньше.
Все описанные шумы характеризуют наиболее шумные производства и участки, где в основном преобладает физический труд. Вместе с тем широко распространены и шумы менее интенсивные (60-80 дБА), которые, однако, гигиенически значимы при работах, связанных с нервной нагрузкой, например, на пультах управления, при машинной обработке информации и других работах, получающих все большее распространение.
Шум является также наиболее характерным неблагоприятным фактором производственной среды на рабочих местах пассажирских, транспортных самолетов и вертолетов; подвижного состава железнодорожного транспорта; морских, речных, рыбопромысловых и других судов; автобусов, грузовых, легковых и специальных автомобилей; сельскохозяйственных машин и оборудования; строительнодорожных, мелиоративных и других машин.
Уровни шума в кабинах современных самолетов колеблются в широком диапазоне - 69-85 дБА (магистральные самолеты для авиалиний со средней и большой дальностью полета). В кабинах автомобилей средней грузоподъемности при различных режимах и условиях эксплуатации уровни звука составляют 80-102 дБА, в кабинах большегрузных автомобилей - до 101 дБА, в легковых автомобилях - 75-85 дБА.
Таким образом, для гигиенической оценки шума важно знать не только его физические параметры, но и характер трудовой деятель- ности человека-оператора, и, прежде всего, степень его физической или нервной нагрузки.
11.2. биологическое действие шума
Большой вклад в изучение проблемы шума внесла профессор Е.Ц. Андреева-Галанина. Она показала, что шум является обще- биологическим раздражителем и оказывает влияние не только на слуховой анализатор, но, в первую очередь, действует на структуры головного мозга, вызывая сдвиги в различных системах организма. Проявления шумового воздействия на организм человека могут быть условно подразделены на специфические изменения, наступающие в органе слуха, и неспецифические, возникающие в других органах и системах.
Ауральные эффекты. Изменения звукового анализатора под влиянием шума составляют специфическую реакцию организма на акустическое воздействие.
Общепризнано, что ведущим признаком неблагоприятного влияния шума на организм человека является медленно прогрессирующее понижение слуха по типу кохлеарного неврита (при этом, как правило, страдают оба уха в одинаковой степени).
Профессиональное снижение слуха относится к сенсоневральной (перцепционной) тугоухости. Под этим термином подразумевают нарушение слуха звуковоспринимающего характера.
Снижение слуха под влиянием достаточно интенсивных и длительно действующих шумов связано с дегенеративными измене- ниями как в волосковых клетках кортиева органа, так и в первом нейроне слухового пути - спиральном ганглии, а также в волокнах кохлеарного нерва. Однако единого мнения о патогенезе стойких и необратимых изменений в рецепторном отделе анализатора не существует.
Профессиональная тугоухость развивается обычно после более или менее длительного периода работы в шуме. Сроки ее возникновения зависят от интенсивности и частотно-временных параметров шума, длительности его воздействия и индивидуальной чувствительности органа слуха к шуму.
Жалобы на головную боль, повышенную утомляемость, шум в ушах, которые могут возникать в первые годы работы в условиях шума, не являются специфическими для поражения слухового анализатора, а скорее характеризуют реакцию ЦНС на действие шумового фактора. Ощущение понижения слуха возникает обычно значительно позже появления первых аудиологических признаков поражения слухового анализатора.
С целью обнаружения наиболее ранних признаков действия шума на организм и, в частности, на звуковой анализатор, наиболее широко используется метод определения временного смещения порогов слуха (ВСП) при различной длительности экспозиции и характере шума.
Кроме того, этот показатель применяется для прогнозирования потерь слуха на основании соотношения между постоянными сме- щениями порогов (потерями) слуха (ПСП) от шума, действующего в течение всего времени работы в шуме, и временными смещениями порогов (ВСП) за время дневной экспозиции тем же шумом, измеренными спустя две минуты после экспозиции шумом. Например, у ткачей временные смещения порогов слуха на частоте 4000 Гц за дневную экспозицию шумом численно равны постоянным потерям слуха на этой частоте за 10 лет работы в этом же шуме. Исходя из этого, можно прогнозировать возникающие потери слуха, определив лишь сдвиг порога за дневную экспозицию шумом.
Шум, сопровождающийся вибрацией, более вреден для органа слуха, чем изолированный.
Экстраауральное влияние шума. Представление о шумовой болезни сложилось в 1960-70 гг. на основании работ по влиянию шума на сердечно-сосудистую, нервную и др. системы. В настоящее время ее заменила концепция экстраауральных эффектов как неспецифических проявлений действия шума.
Рабочие, подвергающиеся воздействию шума, предъявляют жалобы на головные боли различной интенсивности, нередко с локализацией в области лба (чаще они возникают к концу работы и после нее), головокружение, связанное с переменой положения тела, зависящее от влияния шума на вестибулярный аппарат, снижение памяти, сонливость, повышенную утомляемость, эмоциональную неустойчивость, нарушение сна (прерывистый сон, бессонница, реже сонливость), боли в области сердца, снижение аппетита, повышенную потливость и др. Частота жалоб и степень их выраженности зависят от стажа работы, интенсивности шума и его характера.
Шум может нарушать функцию сердечно-сосудистой системы. Отмечены изменения в электрокардиограмме в виде укорочения интервала Q-T, удлинения интервала P-Q, увеличения длительности и деформации зубцов Р и S, смещения интервала T-S, изменение вольтажа зубца Т.
Наиболее неблагоприятным с точки зрения развития гипертензивных состояний является широкополосный шум с преобладанием высокочастотных составляющих и уровнем свыше 90 дБА, особенно импульсный шум. Широкополосный шум вызывает максимальные сдвиги в периферическом кровообращении. Следует иметь в виду, что если к субъективному восприятию шума имеется привыкание (адаптация), то в отношении развивающихся вегетативных реакций адаптации не наблюдается.
По данным эпидемиологического изучения распространенности основных сердечно-сосудистых заболеваний и некоторых факторов риска (избыточная масса, отягощенный анамнез и др.) у женщин, работающих в условиях воздействия постоянного производственного шума в диапазоне от 90 до 110 дБА, показано, что шум, как отдельно взятый фактор (без учета общих факторов риска), может увеличивать частоту артериальной гипертонии (АГ) у женщин в возрасте до 39 лет (при стаже меньше 19 лет) лишь на 1,1%, а у женщин старше 40 лет - на 1,9%. Однако при сочетании шума хотя бы с одним из «общих» факторов риска можно ожидать учащения АГ уже на 15%.
При воздействии интенсивного шума 95 дБА и выше может иметь место нарушение витаминного, углеводного, белкового, холестерино- вого и водно-солевого обменов.
Несмотря на то что шум оказывает влияние на организм в целом, основные изменения отмечаются со стороны органа слуха, цент- ральной нервной и сердечно-сосудистой систем, причем изменения нервной системы могут предшествовать нарушениям в органе слуха.
Шум является одним из наиболее сильных стрессорных производственных факторов. В результате воздействия шума высокой интенсивности одновременно возникают изменения как в нейроэндокринной, так и в иммунной системах. При этом происходит стимуляция передней доли гипофиза и увеличение секреции надпочечниками стероидных гормонов, а как следствие этого - развитие приобретенного (вторичного) иммунодефицита с инволюцией лимфоидных органов и значительными изменениями содержания и функционального состояния Т- и В-лимфоцитов в крови и костном мозге. Возникающие дефекты иммунной системы касаются, в основном, трех основных биологических эффектов:
Снижение антиинфекционного иммунитета;
Создание благоприятных условий для развития аутоиммунных и аллергических процессов;
Снижение противоопухолевого иммунитета.
Доказана зависимость между заболеваемостью и величиной потерь слуха на речевых частотах 500-2000 Гц, свидетельствующая о том, что одновременно со снижением слуха наступают изменения, способствующие снижению резистентности организма. При увеличении производственного шума на 10 дБА показатели общей заболеваемости работающих (как в случаях, так и в днях) возрастают в 1,2-1,3 раза.
Анализ динамики специфических и неспецифических нарушений с возрастанием стажа работы при шумовом воздействии на примере ткачей показал, что с увеличением стажа у ткачей формируется полиморфный симптомокомплекс, включающий патологические изменения органа слуха в сочетании с вегетососудистой дисфункцией. При этом темп прироста потерь слуха в 3,5 раза выше, чем прирост функциональных нарушений нервной системы. При стаже до 5 лет преобладают преходящие вегетососудистые нарушения, при стаже свыше 10 лет - потери слуха. Выявлена также взаимосвязь частоты вегетососудистой дисфункции и величины потери слуха, проявляющаяся в их росте при снижении слуха до 10дБ и в стабилизации при прогрессировании тугоухости.
Установлено, что в производствах с уровнями шума до 90-95 дБА вегетативно-сосудистые расстройства появляются раньше и пре- валируют над частотой кохлеарных невритов. Максимальное их развитие наблюдается при 10-летнем стаже работы в условиях шума. Только при уровнях шума, превышающих 95 дБА, к 15 годам работы в «шумной» профессии экстраауральные эффекты стабилизируются, и начинают преобладать явления тугоухости.
Сравнение частоты потерь слуха и нервно-сосудистых нарушений в зависимости от уровня шума показало, что темп роста потерь слуха почти в 3 раза выше темпа роста нервно-сосудистых нарушений (соответственно около 1,5 и 0,5% на 1 дБА), то есть с увеличением уровня шума на 1 дБА потери слуха будут возрастать на 1,5%, а нервно-сосудистые нарушения - на 0,5%. При уровнях 85 дБА и выше на каждый децибел шума нервно-сосудистые нарушения наступают на полгода раньше, чем при более низких уровнях.
На фоне происходящей интеллектуализации труда, роста удельного веса операторских профессий отмечается повышение значения шумов средних уровней (ниже 80 дБА). Указанные уровни не вызывают потерь слуха, но, как правило, оказывают мешающее, раздражающее и утомляющее действия, которые суммируются с
таковым от напряженного труда и при возрастании стажа работы в профессии могут привести к развитию экстраауральных эффектов, проявляющихся в общесоматических нарушениях и заболеваниях. В связи с этим был обоснован биологический эквивалент действия на организм шума и нервно-напряженного труда, равный 10 дБА шума на одну категорию напряженности трудового процесса (Суворов Г.А. и др., 1981). Этот принцип положен в основу действующих санитарных норм по шуму, дифференцированных с учетом напряженности и тяжести трудового процесса.
В настоящее время большое внимание уделяется оценке профессиональных рисков нарушения здоровья работающих, в том числе обусловленных неблагоприятным воздействием производственного шума.
В соответствии со стандартом ИСО 1999.2 «Акустика. Определение профессионального воздействия шума и оценка нарушений слуха, вызванного шумом» можно оценивать риск нарушений слуха в зависимости от экспозиции и прогнозировать вероятность возникновения профзаболеваний. На основе математической модели стандарта ИСО определены риски развития профессиональной тугоухости в процентах с учетом отечественных критериев профессиональной тугоухости (табл. 11.1 ). В России степень профессиональной тугоухости оценивается по средней величине потерь слуха на трех речевых частотах (0,5-1-2 кГц); величины более 10, 20, 30 дБ соответствуют 1-й, II-й, III-й степени снижения слуха.
Учитывая, что снижение слуха I-й степени с довольно большой вероятностью может развиться и без шумового воздействия в результате возрастных изменений, представляется нецелесообразным использовать I-ую степень снижения слуха для оценки безопасного стажа работы. В связи с этим в таблице представлены вычисленные значения рабочего стажа, в течение которого могут развиться потери слуха II-й и III-й степени в зависимости от уровня шума на рабочих местах. Данные даются для разных вероятностей (в %).
В табл. 11.1 приведены данные для мужчин. У женщин из-за более медленного, чем у мужчин, нарастания возрастных изменений слуха данные слегка отличаются: для стажа более 20 лет у женщин безо- пасный стаж на 1 год больше, чем у мужчин, а для стажа более 40 лет - на 2 года.
Таблица 11.1. Стаж работы до развития потерь слуха, превышающих
критериальные значения, в зависимости от уровня шума на рабочем месте (при 8-часовом воздействии)
Примечание. прочерк означает, что стаж работы составляет более 45 лет.
Вместе с тем следует отметить, что стандарт не учитывает характер трудовой деятельности, как это предусмотрено в санитарных нормах по шуму, где предельно допустимые уровни шума дифференцированы по категориям тяжести и напряженности труда и тем самым охватывают неспецифическое действие шума, что важно для сохранения здоровья и работоспособности лиц операторских профессий.
11.3. нормирование шума на рабочих местах
Профилактика неблагоприятного влияния шума на организм работающих основана на его гигиеническом нормировании, целью которого является обоснование допустимых уровней и комплекса гигиенических требований, обеспечивающих предупреждение функциональных расстройств или заболеваний. В гигиенической практике в качестве критерия нормирования используют предельно допустимые уровни (ПДУ) для рабочих мест, допускающие ухудшение и изменение внешних показателей деятельности (эффективности
и производительности) при обязательном возврате к прежней системе гомеостатического регулирования исходного функционального состояния с учетом адаптационных изменений.
Нормирование шума проводится по комплексу показателей с учетом их гигиенической значимости. Действие шума на организм оценивают по обратимым и необратимым, специфическим и неспецифическим реакциям, снижению работоспособности или дискомфорта. Для сохранения здоровья, работоспособности и самочувствия человека оптимальное гигиеническое нормирование должно учитывать вид трудовой деятельности, в частности, физический и нервноэмоциональный компоненты труда.
Воздействие шумового фактора на человека состоит из двух составляющих: нагрузки на орган слуха как систему, воспринимаю- щую звуковую энергию, - ауральный эффект, и воздействие на центральные звенья звукового анализатора как систему приема информации - экстраауральный эффект. Для оценки первой составляющей есть специфический критерий - «утомление органа слуха», выражающийся в смещении порогов восприятия тонов, которое пропорционально величине звукового давления и времени экспозиции. Вторая составляющая получила название неспецифического влияния, кото- рое можно объективно оценить по интегральным физиологическим показателям.
Шум может рассматриваться как фактор, участвующий в эфферентном синтезе. На этой стадии в нервной системе происходит сопоставление всех возможных эфферентных влияний (обстановочных, обратных и поисковых) с тем, чтобы выработать наиболее адекватную ответную реакцию. Действие сильного производственного шума является таким фактором внешней среды, который по своей природе тоже влияет на эфферентную систему, т.е. воздействует на процесс формирования рефлекторной реакции в стадии эфферентного синтеза, но как обстановочный фактор. При этом результат воз- действия обстановочного и пускового влияний зависит от их силы.
В случаях установки на деятельность обстановочная информация должна являться элементом стереотипа и, следовательно, не вызывать неблагоприятных изменений в организме. Вместе с тем привыкание к шуму в физиологическом смысле не наблюдается, выраженность утомления и частота неспецифических нарушений нарастают с увеличением стажа работы в условиях шума. Следовательно, механизм действия шума нельзя ограничивать фактором участия его в
обстановочной афферентации. В обоих случаях (шум и напряжение) речь идет о нагрузке на функциональные системы высшей нервной деятельности, и, следовательно, генез утомления при таком воздействии будет носить сходный характер.
Критерием нормирования по оптимальному уровню для многих факторов, в том числе для шума, можно рассматривать такое состоя- ние физиологических функций, при котором данный уровень шума не вносит своей доли в их напряжение, и последнее целиком определяется выполняемой работой.
Напряженность труда складывается из элементов, входящих в биологическую систему рефлекторной деятельности. Анализ информации, объем оперативной памяти, эмоциональное напряжение, функциональное напряжение анализаторов - все эти элементы оказываются загруженными в процессе трудовой деятельности, и естественно, что их активная нагрузка вызывает развитие утомления.
Как и в любом случае, ответ на воздействие состоит из компонентов специфического и неспецифического характеров. Какова доля каждого из этих элементов в процессе утомления - вопрос нерешенный. Однако нет никаких сомнений в том, что воздействие шума и напряженности труда нельзя рассматривать одно без учета другого. В связи с этим эффекты, опосредованные через нервную систему (утомление, снижение работоспособности), как для шума, так и для напряженности труда имеют качественное сходство. Производственные и экспериментальные исследования с использованием социально-гигиенических, физиологических и клинических методов и показателей подтвердили указанные теоретические положения. На примере изучения разных профессий была установлена величина физиолого-гигиенического эквивалента шума и напряжен- ности нервно-эмоционального труда, которая находилась в пределах 7-13 дБА, т.е. в среднем 10 дБА на одну категорию напряженности. Следовательно, оценка напряженности трудового процесса оператора является необходимой для полноценной гигиенической оценки шумового фактора на рабочих местах.
Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности представлены в табл. 11.2.
Количественную оценку тяжести и напряженности трудового процесса следует проводить в соответствии с критериями Руководства 2.2.2006-05.
Таблица 11.2. Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах для трудовой деятельности разных категорий тяжести и напряженности, дБА
Примечание.
Для тонального и импульсного шумов ПДУ на 5 дБА меньше значений, указанных в таблице;
Для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, ПДУ на 5 дБА меньше фактических уровней шума в помещениях (измеренных или рассчитанных), если последние не превышают значений табл. 11.1 (поправка для тонального и импульсного шумов при этом не учитывается), в противном случае - на 5 дБА меньше значений, указанных в таблице;
Дополнительно для колеблющегося во времени и прерывистого шумов максимальный уровень звука не должен превышать 110 дБА, а для импульсного шума - 125 дБА.
Поскольку целью дифференцированного нормирования шума является оптимизация условий труда, встречающиеся сочетания напряженного и очень напряженного с тяжелым и очень тяжелым физическим трудом не нормируются исходя из необходимости их ликвидации как недопустимых. Однако для практического использования новых дифференцированных норм как при проектировании предприятий, так и при текущем контроле за уровнями шума на действующих предприятиях серьезной проблемой является приведение в соответствие категорий тяжести и напряженности труда с видами трудовой деятельности и рабочих помещений.
Импульсный шум и его оценка. Понятие импульсного шума не является строго определенным. Так, в действующих санитарных нормах к импульсному шуму относят шумы, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБА, измеренные по характеристикам «импульс» и «медленно», различаются не менее чем на 7 дБ.
Одним из важных факторов, определяющих различие реакций на постоянный и импульсный шумы, является пиковый уровень. В соответствии с концепцией «критического уровня» шумы с уровнями выше определенного, даже очень кратковременные, могут вызывать прямую травматизацию органа слуха, что подтверждается морфологическими данными. Многие авторы указывают разные значения критического уровня: от 100-105 дБА до 145 дБА. Такие уровни шума встречаются на производстве, например, в кузнечных цехах шум от молотов достигает 146 и даже 160 дБА.
По-видимому, опасность импульсного шума определяется не только высокими эквивалентными уровнями, но и дополнительным вкладом временных характеристик, вероятно, за счет травмирующего эффекта высоких пиковых уровней. Исследования распределения уровней импульсного шума показали, что, несмотря на малое суммарное время действия пиков с уровнями выше 110 дБА, их вклад в общую дозу может достигать 50%, и это значение 110 дБА было рекомендовано как дополнительный критерий при оценке непостоянных шумов к ПДУ по действующим санитарным нормам.
Приведенные нормы устанавливают ПДУ для импульсного шума на 5 дБ ниже, чем для постоянных шумов (т.е. вносят поправку минус 5 дБА по эквивалентному уровню), и дополнительно ограничивают максимальный уровень звука 125 дБА «импульс», но не регламентируют пиковые значения. Тем самым действующие нормы
ориентируются на громкостные эффекты шума, поскольку характеристика «импульс» с t = 40 мс адекватна верхним отделам звукового анализатора, а не возможному травматическому действию его пиков, являющемуся общепризнанным в настоящее время.
Шумовое воздействие на работающих, как правило, является непостоянным по уровню шума и (или) времени его действия. В связи с этим для оценки непостоянных шумов введено понятие эквивалентного уровня звука. С эквивалентным уровнем связана доза шума, которая отражает количество переданной энергии и поэтому может служить мерой шумовой нагрузки.
Наличие в действующих санитарных нормах шума на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилых застроек в качестве нормируемого параметра эквивалентного уровня и отсутствие такового в качестве дозы шума объясняются рядом факторов. Во-первых, отсутствием в стране отечественных дозиметров; во-вторых, при нормировании шума для жилых помещений и для некоторых профессий (работников, у которых орган слуха является рабочим органом) энергетическая концепция требует поправок, вносимых в измерительные приборы, для выражения шума не в уровнях звукового давления, а в величинах субъективной громкости.
Учитывая появление в последние годы нового направления в гигиенической науке по установлению степени профессионального риска от различных факторов производственной среды, в том числе и от шума, следует учитывать в перспективе величину дозы шума с различными категориями риска не столько по специфическому влиянию (слуховому), сколько по неспецифическим проявлениям (нарушениям) со стороны других органов и систем организма.
До настоящего времени влияние шума на человека изучалось изолированно: в частности, промышленного шума - на рабочих различных производств, служащих административно-управленческого аппарата; городского и жилищно-бытового шума - на население различных категорий в условиях проживания. Эти исследования позволяли обосновать нормативы для постоянного и непостоянного, производственного и бытового шумов в различных местах и условиях пребывания человека.
Однако для гигиенической оценки влияния шумов на человека в производственных и внепроизводственных условиях целесообразно учитывать суммарное шумовое воздействие на организм, что
возможно на основе концепции суточной дозы шума с учетом видов жизнедеятельности человека (работа, отдых, сон), исходя из возможности кумуляции их эффектов.
11.4. профилактика неблагоприятного действия шума
Мероприятия по борьбе с шумом могут быть техническими, архитектурно-планировочными, организационными и медико-профи- лактическими.
Технические средства борьбы с шумом:
Устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике;
Ослабление шума на путях передачи;
Непосредственная защита работающего или группы рабочих от воздействия шума.
Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бесшумные. Большое значение имеет снижение шума в источнике. Этого можно добиться усовершенствованием конструкции или схемы установки, производящей шум, изменением режима ее работы, оборудованием источника шума дополнительными звукоизолирующими устройствами или ограждениями, расположенными по возможности ближе к источнику (в пределах его ближнего поля). Одним из наиболее простых технических средств борьбы с шумом на путях передачи является звукоизолирующий кожух, который может закрывать отдельный шумный узел машины (например, коробку передач) или весь агрегат в целом. Кожухи из листового металла с внутренней облицовкой звукопоглощающим материалом могут снижать шум на 20-30 дБ. Увеличение звукоизоляции кожуха достигается за счет нанесения на его поверхность вибродемпфирующей мастики, обеспечивающей снижение уровней вибрации кожуха на резонансных частотах и быстрое затухание звуковых волн.
Для ослабления аэродинамического шума, создаваемого компрессорами, вентиляционными установками, системами пневмотранспорта и др., применяются глушители активного и реактивного типов. Наиболее шумное оборудование размещают в звукоизолирующих камерах. При больших габаритах машин или значительной зоне обслуживания оборудуют специальные кабины для операторов.
Акустическая отделка помещений с шумным оборудованием может обеспечить снижение шума в зоне отраженного звукового поля на 10-12 дБ и в зоне прямого звука до 4-5 дБ в октавных полосах частот. Применение звукопоглощающих облицовок для потолка и стен приводит к изменению спектра шума в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно улучшает условия труда.
В многоэтажных промышленных зданиях особенно важна защита помещений от структурного шума (распространяющегося по конструкциям здания). Его источником может быть производственное оборудование, которое имеет жесткую связь с ограждающими конструкциями. Ослабление передачи структурного шума достигается виброизоляцией и вибропоглощением.
Хорошей защитой от ударного шума в зданиях является устройство «плавающих» полов. Архитектурно-планировочные решения во многих случаях предопределяют акустический режим производственных помещений, облегчая или затрудняя решение задач по их акустическому благоустройству.
Шумовой режим производственных помещений обусловлен размерами, формой, плотностью и видами расстановки машин и обору- дования, наличием звукопоглощающего фона и т.д. Планировочные мероприятия должны быть направлены на локализацию звука и уменьшение его распространения. Помещения с источниками высокого уровня шума по возможности следует группировать в одной зоне здания, примыкающей к складским и вспомогательным помещениям, и отделять коридорами пли подсобными помещениями.
Учитывая, что с помощью технических средств не всегда удается снижать уровни шума на рабочих местах до нормативных значений, необходимо применять средства индивидуальной защиты органа слуха от шума (антифоны, заглушки). Эффективность средств индивидуальной защиты может быть обеспечена правильным подбором в зависимости от уровней и спектра шума, а также контролем за условиями их эксплуатации.
В комплексе мероприятий по защите человека от неблагоприятного действия шума определенное место занимают медицинские средства профилактики. Важнейшее значение имеет проведение предварительных и периодических медицинских осмотров.
Противопоказаниями к приему на работу, сопровождаемую шумовым воздействием, служат:
Стойкое понижение слуха (хотя бы на одно ухо) любой этиологии;
Отосклероз и другие хронические заболевания уха с неблагоприятным прогнозом;
Нарушение функции вестибулярного аппарата любой этиологии, в том числе, болезнь Меньера.
Принимая во внимание значение индивидуальной чувствительности организма к шуму, исключительно важным является дис- пансерное наблюдение за рабочими первого года работы в условиях шума.
Одним из направлений индивидуальной профилактики шумовой патологии является повышение сопротивляемости организма рабочих к неблагоприятному действию шума. С этой целью рабочим шумных профессий рекомендуется ежедневный прием витаминов группы В в количестве 2 мг и витамина С в количестве 50 мг (продолжительность курса 2 недели с перерывом в неделю). Следует также рекомендовать введение регламентированных дополнительных перерывов с учетом уровня шума, его спектра и наличия средств индивидуальной защиты.
