Опасные и вредные производственные факторы

Человеческое ухо воспринимает как слышимые колебания, лежащие в пределах от 20 до 20 000 гц. Звуковой диапазон принято подразделять на низкочастотный (20—400 гц), среднечастотный (400—1000 гц) и высокочастотный (свыше 1000 гц). Звуковые волны с частотой менее 20 гц называются инфразвуковыми, а с частотами более 20 000 гц — ультразвуковыми. Инфразвуковые и ультразвуковые колебания органами слуха человека не воспринимаются.

Ультразвуковой диапазон частот делится на два поддиапазона — низкочастотный (20—100 кГц) и высокочастотный (100 кГц— 1000 МГц). Ультразвуки весьма сильно поглощаются газами и во много раз слабее — жидкостями. Так, например, коэффициент поглощения ультразвука в воздухе приблизительно в 1000 раз больше, чем в воде. Ультразвуки применяются в промышленности для контрольно-измерительных целей (дефектоскопия, измерение толщины стенок трубопроводов и др.), а также для осуществления и интенсификации различных технологических процессов (очистка деталей, сварка, пайка, дробление и т.д.). Ультразвуки ускоряют протекание процессов диффузии, растворения и химических реакций.

Инфразвук — это область  акустических колебаний в диапазоне ниже 20 Гц. В производственных условиях инфразвук, как правило, сочетается с низкочастотным шумом, а в ряде случаев и с низкочастотной вибрацией. Источниками инфразвука в промышленности являются компрессоры, дизельные двигатели, вентиляторы, реактивные двигатели, транспортные средства и др.

Характеристиками ультразвуковых и инфразвуковых колебаний, как и в случае звуковых волн, являются уровень интенсивности (Вт/м²), уровень звукового давления (Па) и частота (Гц).

Рассмотрим, как действуют  шум, ультра- и инфразвук, а также  вибрация на организм человека.

Звуки очень большой  силы, уровень которых превышает 120-НЗО дБ, вызывают болевое ощущение и повреждения в слуховом аппарате (акустическая травма). В табл. 17.2 представлены уровни различных звуков.

Разрыв барабанных перепонок  в органах слуха человека происходит под воздействием шума, уровень звукового давления которого составляет » 186 дБ. Воздействие на организм человека шума, уровень которого около 196 дБ, приведет к повреждению легочной ткани (порог легочного повреждения).

Однако не только сильные  шумы, приводящие к мгновенной глухоте  или повреждению органов слуха  человека, вредно отражаются на здоровье и работоспособности людей. Шумы небольшой интенсивности, порядка 50—60дБА11[11], негативно воздействуют на нервную систему человека, вызывают бессонницу, неспособность сосредоточиться, что ведет к снижению производительности труда и повышает вероятность возникновения несчастных случаев на производстве. Если шум постоянно действует на человека в процессе труда, то могут возникнуть различные психические нарушения, сердечно-сосудистые, желудочно-кишечные и кожные заболевания, тугоухость.

Последствия воздействия  шума небольшой интенсивности на организм человека зависят от ряда факторов, в том числе возраста и состояния здоровья работающего, вида трудовой деятельности, психологического и физического состояния человека в момент действия шума и ряда других факторов. Шум, производимый самим человеком, обычно не беспокоит его. В отличие от этого посторонние шумы часто вызывают сильный раздражающий эффект. Если сравнивать шумы с одинаковым уровнем звукового давления, то высокочастотные шумы (f > 1000 Гц) более неприятны для человека, чем низкочастотные (/X 400 Гц). В ночное время шум с уровнем 30—40 дБА является серьезным беспокоящим фактором.

При постоянном воздействии  шума на организм человека могут возникнуть патологические изменения, называемые шумовой болезнью, которая является профессиональным заболеванием.

Инфразвук также оказывает  негативное влияние на органы слуха, вызывая утомление, чувство страха, головные боли и головокружения, а также снижает остроту зрения. Особенно неблагоприятно воздействие на организм человека инфразвуковых колебаний с частотой 4—12 Гц.

Вредное воздействие  ультразвука на организм человека выражается в нарушении деятельности нервной системы, снижении болевой чувствительности, изменении сосудистого давления, а также состава и свойств крови. Ультразвук передается либо через воздушную среду, либо контактным путем через жидкую и твердую среду (действие на руки работающих). Контактный путь передачи ультразвука наиболее опасен для организма человека.

Рассмотрим воздействие  вибрации на организм человека.

Вибрация — это совокупность механических колебаний, простейшим видом которых являются гармонические. В ГОСТе 24346-80 «Вибрация. Термины и определения» вибрация определяется как движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений по крайней мере одной координаты. Вибрацию вызывают неуравновешенные силовые воздействия, возникающие при работе различных машин и механизмов. Примером таких устройств могут служить ручные перфораторы, кривошипно-шатунные механизмы и другие, детали которых совершают возвратно-поступательные движения. Вибрацию также создают неуравновешенные вращающиеся механизмы (электродрели, ручные шлифовальные машины, металлообрабатывающие станки, вентиляторы и т.д.), а также устройства, в которых движущиеся детали совершают ударные воздействия (зубчатые передачи, подшипники и т.д.). В промышленности также используются специальные вибрационные установки, в частности, при уплотнении бетонных смесей, при дроблении, измельчении и сортировке сыпучих материалов, при разгрузке транспортных средств и в ряде других случаев.

Если вибрирующая система  совершает гармонические колебания (17.2), то для ее описания используют следующие характеристики:

• амплитуду виброперемещения, т. е. наибольшее отклонение колеблющейся точки от положения равновесия, Х_т, м;

• колебательную скорость, или виброскорость, V_т, м/с;

• ускорение колебаний, или виброускорение, а_т, м/с²;

• период колебаний, Т, с;

• частоту колебаний, t, гц.

Если вибрации имеют  несинусоидальный характер, то их можно  представить в виде суммы синусоидальных (гармонических) составляющих с помощью разложения в ряд Фурье.

Значения виброскорости  и виброускорения для различных  источников изменяются в очень широких пределах, поэтому, как и для шума, удобнее пользоваться их логарифмическими характеристиками. Так, логарифмический уровень виброскорости (или просто уровень виброскорости) определяется по формуле:

Необходимо различать  общую и местную вибрации. Общая вибрация действует на весь организм в целом, а местная — только на отдельные части его (верхние конечности, плечевой пояс, сосуды сердца).

При воздействии общей  вибрации наблюдаются нарушение  сердечной деятельности, расстройство нервной системы, спазмы

сосудов, изменения в  суставах, приводящие к ограничению  подвижности. Если частоты колебания рабочих мест совпадают с собственными частотами колебаний внутренних органов человека12[12] (явление резонанса), то возможно механическое повреждение данных органов вплоть до разрыва.

При действии на руки работающих местной вибрации (вибрирующий инструмент) происходит нарушение чувствительности кожи, окостенение сухожилий, потеря упругости кровеносных сосудов и чувствительности нервных волокон, отложение солей в суставах кистей рук и пальцев и другие негативные явления. Длительное воздействие вибрации приводит к профессиональному заболеванию — вибрационной болезни, эффективное лечение которой возможно лишь на начальной стадии ее развития.

Рассмотрим теперь вопросы,  связанные с нормированием шума, инфра- и ультразвука, вибрации.

 Шум нормируется на рабочих местах согласно ГОСТу 12.1.003-83 и СН № 3223-85 «Санитарные нормы допустимых уровней шума на рабочих местах». В указанных нормативных документах предусмотрены два метода нормирования шума: по предельному спектру шума и по интегральному показателю — эквивалентному уровню шума в дБА. Выбор метода нормирования в первую очередь зависит от временных характеристик шума. По этим характеристикам все шумы подразделяются на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБА, и непостоянные, аналогичная характеристика которых изменяется за рабочий день более чем на 5 дБА.

Нормирование по предельному  спектру шума является основным для постоянных шумов. Предельный спектр шума — это совокупность нормативных значений звукового давления на следующих стандартных среднегеометрических частотах: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. В табл. 17.3 представлены допустимые уровни шума на различных рабочих местах.

Сокращенно предельные спектры шума обозначаются ПС (предельный спектр) с указанием допустимого  уровня звукового давления на частоте 1000 Гц, например: ПС-45, ПС-55, ПС-75 и др. Постоянный шум на рабочих местах не должен превышать нормированных уровней, представленных в ГОСТе 12.003-83.

 

 

1[1] Риск — количественная характеристика действия опасностей, формируемых конкретной деятельностью человека.

2[2] См.: Метрологическое обеспечение безопасности труда. В 2 т. / Под ред. И.Х. Сологяна. Т. 1. Измеряемые параметры физических опасностей и вредных факторов. - М.: Издательство стандартов, 1988

3[3] Воздух рабочей зоны — это воздушная среда в пространстве высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, где находятся рабочие места. 

4[4] Явная теплота — это теплота, поступающая в производственное помещение от оборудования, отопительных приборов, солнечного нагрева, людей и других источников воздействия на температуру воздуха в этом помещении.  

5[5] Коэффициент теплопроводности или теплопроводность (X) показывает, какое количество тепла проходит за счет теплопроводности в единицу времени через единичную площадь стенки при разности температур между поверхностями в-  стенки один градус. В системе СИ размерность А Вт/м-К. 

6[6] 1мкм (1 микрометр) = 10~⁶ м. 

7[7] Токсичность — ядовитость, способность некоторых химических и биологических веществ оказывать вредное воздействие на живые организмы. 

8[8] Сенсибилизация — повышение реактивной чувствительности клеток и тканей человеческого организма

9[9] Аллергия — необычные, ненормальные, реакции организма, например появление сыпи. 

10[10] 1 нм (1 нанометр) = 10~⁹ м.

11[11] В дБА выражается уровень шума, замеренный по шкапе А шумомера, конструкция и принцип работы которого изложены далее. 

12[12] Для большинства внутренних органов человека частоты собственных колебаний составляют 6—9 Гц.