Шум в городских условиях. Влияние шумов и вибрации на здоровье человека. Шум. Допустимые нормы шума
Такое загрязнение является близким к шумовому и характеризуется в значительной мере аналогичными показателями. Основное различие заключается в том, что вибрация распространяется только в твердых телах, а звук - в любых средах. Поэтому на живые организмы вибрация воздействует только при поверхностном контакте через опорные поверхности. У человека под действием вибрации развивается особая вибрационная болезнь.
Вибрация антропогенного происхождения, как и ультразвуки, в настоящее время оказывает только локальное воздействие на экосистемы. Преимущественно изучено и нормируется антропогенное вибрационное загрязнение среды обитания человека в процессе труда, а именно, производственно-транспортная вибрация.
Вибрационное загрязнение связано с воздействием механических колебаний твердых тел на объекты окружающей среды. Различают местное воздействие и общее. К местному относятся например, колебания от отбойного молотка, электроинструмента и прочего, передаваемые отдельным частям тела. Если колебания передаются всему организму, то воздействие считается общим, например вибрация от проходящего железнодорожного состава и др.
Основными источниками вибраций являются рельсовый транспорт (трамвай, метрополитен, железная дорога), различные технологические установки (компрессоры, двигатели), кузнечнопрессовое оборудование, строительная техника (молоты, пневмовибрационная техника), системы отопления и водопровода, насосные станции и т.д. Особенность действия вибраций заключается в том, что эти механические упругие колебания распространяются по грунту и оказывают свое воздействие на фундаменты различных сооружений, вызывая затем звуковые колебания в виде структурного шума.
Вибрации могут быть вредными и полезными. Вредные вибрации создают шумовые загрязнения окружающей среды, неблагоприятно воздействуя на человеческий организм. Кроме того, воздействуя на различные инженерные сооружения, они вызывают появление трещин в фундаменте, стенах и в ряде случаев их разрушение. Полезные вибрации используются во многих технологических процессах (виброуплотнение бетона, вибровакуумные установки и т.д.). Но и в этом случае нужно применять меры защиты.
Зона действия вибраций определяется величиной их затухания в упругой среде (грунте) и в среднем эта величина составляет примерно 1 дБ/м. При уровне параметров вибрации 70 дБ, например, создаваемых рельсовым транспортом, примерно на расстоянии 70 м от источника, эта вибрация практически исчезает. Для кузнечнопрессового оборудования, а также при забивании молотом железобетонных свай при строительстве зона действия вибраций может достигать более 200 м. Одной из основных причин появления низкочастотных вибраций при работе различных механизмов является дисбаланс вращающихся деталей, возникающий в результате смещения центра масс относительно оси вращения. Возникновение дисбаланса при вращении может быть вызвано многими причинами. Например, искривлением валов машин, наличием несимметричных крепежных деталей, люфтов, зазоров и других дефектов, возникающих при сборке и эксплуатации механизмов. Источником вибрации являются различного рода резонансные колебания деталей, конструкций, механизмов, установок и т.п. Вибрации часто сопровождаются инфразвуковыми колебаниями. С другой стороны, инфразвуковые колебания, например, при землетрясениях, часто вызывают вибрацию упругих тел и поверхностей.
Затухание инфразвуковых колебаний в приземном слое атмосферы составляет примерно 10-6 дБ/км. Поэтому защита расстоянием для инфразвука неэффективна. Более эффективными являются методы звукоизоляции источника и звукопоглощения. Звукоизоляцию применяют на частотах более 10 Гц. Звукопоглощение применяется совместно с использованием резонансных явлений, например, в виде панелей Бекеши.
Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются частота f (Гц); амплитуда смещения А (м) - величина наибольшего отклонения колеблющейся точки от положения равновесия; колебательная скорость v (м/с); колебательное ускорение а (м/с 2).
Весь спектр частот вибрации, воспринимаемых человеком, разделен на октавные полосы со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Гц. Допустимый уровень общей вибрации составляет 130 дБ (63 Гц), местной - 120 дБ (~ 500 Гц). Наиболее опасная частота общей вибрации находится в пределах 6-8 Гц. Это связано с тем, что собственная частота колебаний внутренних органов имеет примерно такие же значения, поэтому наступает явление резонанса, связанное с нарушением работы органов или даже их разрушением.
Субъективное ощущение человеком вибрации зависит от возраста, тренированности, индивидуальной переносимости, общего состояния организма, эмоциональной устойчивости и от характеристик вибрации f, А, v, а.
Биологическое действие вибраций в диапазоне частот до 15 Гц проявляется в нарушении вестибулярного аппарата, смещении органов. Вибрационные колебания до 25 Гц вызывают костно-суставные изменения. Вибрации в диапазоне частот от 50 до 250 Гц вредно воздействуют на сердечнососудистую и нервную систему, часто вызывают вибрационную болезнь, которая проявляется болями в суставах, повышенной чувствительностью к охлаждению, судорогах. Вибрация может вызывать нарушение обмена веществ, функций зрительного аппарата, эндокринной системы, изменение частоты пульса и артериального давления и др.
Защита от вибраций выполняется либо за счет снижения вибраций в источнике, либо путем воздействия на вибрации на пути распространения упругих колебаний в различных средах. Снижение вибраций в источнике может быть достигнуто за счет установления оптимального режима работы, который бы устранял возникновение резонансных колебаний. Подавление вибраций в средах распространения достигается применением средств виброгашения, виброизоляции и вибродемпфирования.
Суть метода виброгашения состоит в увеличении массы и жесткости конструкции, в объединении механизма - источника вибраций с фундаментом, с опорной плитой или виброгасящими основаниями.
Суть метода виброизоляции состоит в креплении оборудования на виброизолирующих опорах. В качестве виброизоляторов используются резиновые и пластмассовые прокладки; листовые рессоры; цилиндрические рессоры; пневматические виброизоляторы, использующие воздушные подушки.
Смысл метода вибродемпфирования состоит в повышение активных потерь колебательных систем. Для этого используются различные вибродемпфирующие мастичные и листовые покрытия (мастики - А-2, ВД-17-58, ВД-17-63, пластик «Агат» и др.; покрытия - пенопласт ПХВ-Э, волосяной войлок, минерало-ватная плита, губчатая резина, винитор технический и др.).
Для жителей города шум - обычное дело. Часто человек даже не задумывается над его противоестественностью. В любом регионе города шумит автотранспорт, грохочет трамвай, с шумом работает предприятие, вблизи взлетают из аэродрома самолеты. В квартирах шумят холодильники и стиральные машины, в подъездах - лифты. Этот перечень можно продолжать до бесконечности. Если шума так много в нашей жизни, может показаться, что он не вреден. Однако по своему влиянию на организм человека шум более вредный, чем химическое загрязнение. За последние 30 лет во всех больших городах шум увеличился на 12-15 дБ, а субъективная громкость выросла в 3-4 раза. Шум снизил производительность работы на 15-20%, существенно повысил рост заболеваемости. Эксперты считают, что в больших городах шум сокращает жизнь человека на 8-12 лет.
Частота заболеваний сердечно-сосудистой системы у людей, которые живут в зашумленных районах, в несколько раз выше, а ишемическая болезнь сердца в них случается втрое чаще. Возрастает также общая заболеваемость. В качестве сравнения необходимо отметить, что на 100 тысяч сельских жителей приходится 20-30 тех, кто плохо слышит, в то же время в городах эта цифра вырастает в 5 раз. По данным статистики, жители больших городов теряют остроту слуха уже в 30 лет (при норме - в 2 раза позже). Под влиянием шума ухудшаются сон и восприимчивость к обучению. Дети становятся более агрессивными и капризными.
Для обозначения комплексного влияния шума на человека медики ввели термин «шумовая болезнь». Симптомами этой болезни являются головная боль, тошнота, раздражительность, которые часто сопровождаются временным снижением слуха. К шумовой болезни склонны большинство жителей больших городов, которые постоянно получают шумовые нагрузки. Например, нормативные уровни звука в дБ для жителей жилых кварталов должны составлять 55 днем и 45 ночью. Но разные источники техногенного шума дают весомый вклад в звуковую среду города. В современных городских районах со значительным движением транспорта уровень шума близок к опасной черте в 80 дБ.
Шум действует на организм человека не только прямо, а и опосредованно. Так, в городских условиях продолжительность жизни деревьев короче, чем в сельской местности. Главной причиной этого является влияние интенсивного шума. При действии шума в 100 дБ растения выживают всего 8-10 дней. При этом быстро гибнут цветы, и замедляется рост растений.
Итак, шум вреден, но возможно ли уменьшить его влияние на живые организмы, включая человека? Оказывается, можно, и таких мероприятий много. Прежде всего, необходимо четко придерживаться действующих нормативов. Сегодня на улицах больших городов шум не опускается ниже уровня в 80 дБ. Чтобы уменьшить этот уровень, затрачиваются значительные усилия, и прежде всего, по усовершенствованию техники. Конструктора работают над малошумными двигателями и транспортными средствами, жилые застройки отдаляют от транспортных магистралей, последние отделяют от домов бетонными экранами, улучшают покрытие.
Эффективной мерой предотвращения шумового воздействия в городах является озеленение. Деревья, которые посажены очень густо, окружаются густыми кустами, значительно снижающими уровень техногенного шума и улучшающими городскую среду.
К негативным физическим факторам города относится также вибрация. Источниками вибрации в городах являются: рельсовый транспорт, автомобильный транспорт, строительная техника, промышленные установки.
Вибрация распространяется от ее источника на расстояние до 100 м. Наиболее мощный источник вибрации - железнодорожный транспорт. Колебание грунта вблизи железной дороги превышает землетрясение силой 6-7 баллов. В метро интенсивная вибрация распространяется на 50-70 м.
Неблагоприятно влияют на организм человека электромагнитные излучения промышленной частоты (50 герц) и частот радиоволнового диапазона. В помещениях электромагнитные поля создают: радиоаппаратура, телевизоры, холодильники и т.п., что представляет определенную опасность. Если рядом находится постоянный источник электромагнитного излучения, который работает на аналогичной (или кратной) частоте внутренних органов человеческого тела, то это может привести к увеличению или уменьшению нормальной частоты работы человеческого органа, резонансу и как следствие головной боли, нарушению сна, переутомлению, возникновению стенокардии и даже смерти. Наиболее опасным излучение будет тогда, когда человек (а особенно ребенок) спит.
Бесспорно, обойтись без электробытовых приборов невозможно, да и не нужно. Главное - придерживаться определенных правил в процессе использования: в спальне не устанавливать компьютер, «базу» для радиотелефона, а так же не включать на ночь устройства для подзарядки батареек и аккумуляторов; телевизор, музыкальный центр, видеомагнитофон на ночь необходимо выключать из электросети; электронный будильник не должен стоять возле головы во время сна; мощность микроволновых печей может изменяться, поэтому время от времени необходимо обращаться к мастеру, чтобы контролировать уровень излучения
Шум и вибрация в городских условиях. Влияние шума и вибрации на здоровье человека
Шум
Определение:Шум-это совокупность звуков различной
интенсивности и частоты, беспорядочно
сочетающихся и изменяющихся во
времени.
Звук
Определение:Звук -механическое колебание упругой
среды (воздушной) с частотой от 16 до
20000 Гц.
Шумы делятся на 3 класса:
Низкочастотный - до 350 Гц;Среднечастотный - от 350 до 800 Гц;
Высокочастотный - свыше 800 Гц.
Источники шумов
В условиях производства наиболее частовстречаются шумы в диапазоне от 45 до 11000 Гц
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.
Ухо человека ощущает от порога
слышимости до 14 единиц
Влияние шума на здоровье человека
близость от источника шума;длительность воздействия (рабочий
день);
замкнутость рабочего пространства
(рабочее помещение);
интенсивная физическая нагрузка;
комплекс других вредных
производственных факторов
(загрязнение воздушной среды и др.).шум может разрушать растительные
клетки.
Длительный шум неблагоприятно влияет
на орган слуха, понижая чувствительность
к звуку.
Шумы вызывают функциональные
растройства сердечно-сосудистой
системы;
оказывают вредное влияние на
зрительный и вестибулярный
анализаторы,
снижает рефлекторную деятельность, что
часто становится причиной несчастных
случаев и травм.
Средства зашиты от шума
Озеленение. Например: лиственныепороды деревьев поглощают до 25%
шума, а отражают и рассеивают до
74%
10.
Использование в архитектуре новыхприемов: изолирующие оконные
рамы, воздушные отверстия.
Использование специальных
наушников на производстве.
11. Вибрация
Определение:Вибрация- это периодическое
отклонение твердого тела от точки своего
равновесия.
12. Вибрация
При контакте человека с этимисотрясающимися объектами его организм
включается в общую систему сотрясений.
Костная система, нервные структуры, вся
сосудистая система являются хорошими
проводниками и резонаторами вибрации.
13. Степень и характер действия вибрации
общая вибрация воздействует на весьорганизм человека
локальная – на отдельные части тела.
14. Воздействие на человека общей вибрации
стойкие нарушения опорно-двигательногоаппарата, нервной системы, приводящее к
изменению в сердечно-сосудистой системе,
вестибулярном аппарате, к нарушению обмена
веществ.
15.
Головные боли, головокружение,плохой сон, утомление и понижение
работоспособности.
16. Воздействие на человека локальной вибрации
Локальная вибрация вызывает различнуюстепень сосудистых, нервно-мышечных,
костно-суставных и других нарушений,
спазмы сосудов.
17.
Воздействует на нервные окончания,мышечные и костные ткани, что приводит
к снижению чувствительности кожи,
окостенению сухожилий, мышц,
отложению солей в суставах пальцев и
кистей, что приводит к снижению их
подвижности.
18.
Нарушения деятельности центральнойнервной системы.
19. Снижение вибрации
Устранение непосредственного контакта свибрирующим оборудованием путем применения
дистанционного управления, автоматизации и замены
технологических операций.
Виброизоляция двигателя.
Балансировка двигателя в сборе.
Балансировка деталей и применение
уравновешивающих грузов и механизмов.
Совершенствование конструкций.
Устранение перекосов.
Уменьшение до минимума допуска между
соединяющимися деталями.
Применение мягких сидений.
Своевременная смазка.
20. Защита от вибрации
обеспечивается:системой технических, технологических и
организационных решений и мероприятий по созданию
машин и оборудования с низкой вибрационной активностью;
21.
системой проектных и технологическихрешений производственных процессов и
элементов производственной среды,
снижающих вибрационную нагрузку на
работника;
системой организации труда и
профилактических мероприятий, ослабляющих
неблагоприятное воздействие вибрации на
человека.
Вибрация в условиях жилищ, ее влияние на организм человека. Вибрация как фактор среды обитания человека наряду с шумом относится к одному из видов ее физического загрязнения, способствующего ухудшению условий проживания городского населения.
Вибрация, воздействуя на живой организм, трансформируется в энергию биохимических и биоэлектрических процессов, формируя ответную реакцию организма.
При длительном проживании людей в зоне воздействия вибрации от транспортных источников, уровень которой превышает нормативную величину, отмечается ее неблагоприятное влияние на самочувствие, функциональное состояние центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, повышение уровня неспецифической заболеваемости.
Колебания в зданиях могут генерировать внешние источники (подземный и наземный транспорт, промышленные предприятия).
Вибрация в квартире часто вызвана эксплуатацией лифта. В некоторых случаях ощутимая вибрация наблюдается при строительных работах, проводимых вблизи жилых зданий (забивка свай, демонтаж и ломка зданий, дорожные работы).
Источником повышенной вибрации в жилых домах могут служить промышленные предприятия.
Проблема борьбы с вибрацией в жилых зданиях приобрела особую актуальность в связи с развитием в крупных городах метрополитенов, строительство которых осуществляется способом мелкого заложения. Линии метрополитена прокладывают под существующими жилыми районами, а опыт эксплуатации подземных поездов показал, что интенсивные вибрации проникают в близлежащие жилые здания в радиусе до 40-70 м по обе стороны от тоннеля метрополитена и вызывают серьезные жалобы населения.
Изучение распространения вибрации по этажам здания показало, что в пятиэтажных домах уровни виброускорения снижаются в направлении от первого до пятого этажа на частотах 8--32 Гц на 4~6 дБ. В многоэтажных зданиях отмечается как уменьшение величин колебаний на более высоких этажах, так и увеличение их из-за резонансных явлений.
Интенсивность вибрации в жилых домах зависит от расстояния до источника. В радиусе до 10 м превышение уровня вибрации над фоновыми значениями в октавных полосах частот 31,5 и 63 Гц в среднем составляет 20 дБ, в октавной полосе 16 Гц уровни вибрации от поездов превышают фон на 2 дБ, а в низкочастотном диапазоне соизмеримы с ним. С увеличением расстояния до 40 м уровни вибрации снижаются до 27-23 дБ соответственно частотам 31,5 и 63 Гц, а на расстоянии свыше 50 м от тоннеля уровни виброускорения не выходят за пределы колебания фона.
Таким образом, источники вибрации в жилых помещениях различают по интенсивности, временным параметрам, характеру спектровибрации, что и определяет различную степень выраженности реакции жителей на их воздействие.
Влияние вибрации на организм человека. Вибрация в условиях жилой среды может действовать круглосуточно, вызывая раздражение, нарушая отдых и сон человека.
В отличие от звука вибрация воспринимается различными органами и частями тела. Низкочастотные поступательные вибрации воспринимаются отолитовым аппаратом внутреннего уха. В ряде случаев реакция людей определяется не столько восприятием самих механических колебаний, сколько вторичными зрительными и слуховыми эффектами (например, дребезжание посуды в шкафу, хлопанье дверей, раскачивание люстры и т. д.).
Субъективное восприятие вибрации зависит не только от ее параметров, но и от множества других факторов: состояния здоровья, тренированности организма, индивидуальной переносимости, эмоциональной устойчивости, нервно-психического статуса субъекта, подвергаемого действию вибрации. Имеет значение также способ передачи вибрации, длительность экспозиции и пауз.
В квартирах ощутимые вибрации почти всегда воспринимаются как посторонние и необычные и поэтому их можно считать мешающими. Зрительные и слуховые воздействия усугубляют их неблагоприятное влияние.
На восприятие вибрации может существенно влиять деятельность субъекта. При этом вибрация, мешающая человеку при спокойной сидячей работе, совсем не будет восприниматься человеком, который во время работы переходит с места на место. Таким образом, можно полагать: чем спокойнее работа, тем интенсивнее человек воспринимает вибрацию.
Мерой оценки восприятия вибрации служит понятие "сила восприятия", которое является связующим звеном между величинами колебаний, их частотой и направлением, с одной стороны, и восприятием вибрации -- с другой.
Различают три степени реакции человека на вибрацию: восприятие сидящим человеком синусоидальных вертикальных колебаний; неприятные ощущения; предел добровольно переносимой вибрации в течение 5-20 минут.
Сила восприятия механических колебаний, воздействующих на человека, зависит в значительной степени от биомеханической реакции тела человека, представляющего собой в известной мере механическую колебательную систему.
Особое внимание при этом уделяется изучению явления резонанса как всего тела человека, так и отдельных его органов и систем. Установлено, что при частоте воздействующей вибрации свыше 2 Гц человек ведет себя как целостная масса; для сидящего человека резонанс тела находится в интервале от 4 до 6 Гц. Другая полоса резонансных частот лежит в области 17-30 Гц и вызывается в системе "голова-шея-плечо". В этом диапазоне амплитуда колебания головы может втрое превышать амплитуду колебания плеч.
Таким образом, тело человека представляет сложную колебательную систему, обладающую собственным резонансом, что и определяет строгую частотную зависимость многих биологических эффектов вибрации.
Степень раздражающего действия вибрации зависит от ее уровня (или расстояния до источника колебаний). Наибольшие уровни вибрации, зарегистрированные в радиусе до 20 м от источника, вызывают негативную реакцию у 73% жителей. С возрастанием зоны разрыва количество жалоб уменьшается, и на расстоянии 35--40 м колебания ощущают 17% жителей. Дальнейшее увеличение расстояния в связи с уменьшением амплитуды колебаний не влияет на восприятие жителями вибрации, что позволило установить 40-метровую допустимую зону разрыва между жилой застройкой и тоннелями метрополитена мелкого заложения.
Наибольшее количество жалоб (65%) предъявляют лица в возрасте от 31 до 40 лет.
Нетерпимы к вибрационному воздействию лица с неудовлетворительным состоянием здоровья, заболеваниями сердечно-сосудистой и нервной систем. Количество жалоб в этой группе в 1,5 раза больше, чем в группе здоровых людей.
Гигиеническое нормирование вибрации в условиях жилища. Важнейшим направлением решения проблемы ограничения неблагоприятного воздействия вибрации в жилищных условиях является гигиеническое нормирование ее допустимых воздействий. При определении предельных значений вибрации для различных условий пребывания человека в качестве основной величины используется порог ощущения вибрации. Предельные значения даются как кратная величина этого порога ощущения. Ночью в жилых помещениях допускается только одно- или четырехкратный порог ощущения, днем -- двукратный.
Шумы и вибрации, также как электромагнитные поля и излучения, ионизирующие излучения и воздействия радионуклидов относятся к энергетическим загрязнениям техносферы. И шумы, и вибрации оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека и общее самочувствие, но проявляется по- разному. Шумы, в основном, воздействуют на органы слуха, вызывая тугоухость, а также могут вызвать патологические изменения сердечно сосудистой системы при длительном воздействии, ослабляют реакцию и внимание человека.
Шум – это неблагоприятно воздействующие на человека сочетание звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно изменяющиеся во времени.
Вибрации – это механические колебания упругих тел или колебательные движения механических систем, передаваемые телу человека или отдельным его участкам.
Вибрация в основном, воздействует на внутренние органы человека, вызывая вибрационную болезнь. Основными параметрами звуковых колебаний является звуковое давление, интенсивность звука, частота, форма звуковой волны. Наименьшее значение звукового давления, воспринимаемое человеком на частоте 1 кГц равно 2·10 -5 Па, называется пороговым значением.
Наименьшее значение, при котором возникают болевые ощущения, равно 20 Па (120 дБ по уровню). Для большинства людей болевой порог составляет 140 дБ.
Наиболее неблагоприятным для человека является шум, лежащий в области средних слышимых частот в диапазоне 1000 – 4000 Гц. Неблагоприятное воздействие шума зависит от акустического уровня (уровня звукового давления или интенсивности звука), частотного диапазона и равномерности воздействия в течение рабочего времени.
Звуковое давление – это разность между мгновенным значением давления в данной точке среды при прохождении через нее звуковых волн и атмосферным давлением в отсутствии звуковых волн.
Уровень звукового давления можно определить по формуле:
где – среднеквадратичное значение звукового давления в точке измерения, Па;
– нулевое (пороговое) значение, Па.
Шумовые колебания обладают свойством накопления в организме (кумулятивности).
Вредность шума как фактора производственной среды приводит к необходимости ограничивать его уровень. Для профилактики и уменьшения вредного воздействия шума необходимо соблюдать гигиенические нормативы.
В основу этих норм положены ограничения уровня звукового давления в пределах октавных полос всего спектра шума с учетом характера шума и особенностей трудовой деятельности.
Диапазон частот от 16 Гц до 20 кГц называется слышимым. Диапазон частот ниже 16 Гц – инфразвуковым, выше 20 кГц – ультразвуковым.
Несмотря на то, что и инфразвуки, и ультразвуки не слышимы, их уровни тоже нормируют, т.к. оказывают неблагоприятное влияние на человека.
Источниками шумов в городской среде являются транспортные средства и промышленное оборудование, инфразвука – технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт и пневмоинструмент, ультразвука – ракетные двигатели и обдуваемые ветром водные поверхности и строительные площадки.
Основными параметрами вибрации являются: частота и амплитуда колебания, вызывающие колебания тела человека при распространении вибрации по тканям организма, виброскорость и виброускорение.
Вибрация бывает общая и местная. Общая подразделяется на транспортную, технологическую, транспортно-технологическую. Санитарные нормы устанавливают предельно допустимые величины вибрации.
Средствами индивидуальной защиты являются наушники, беруши и др.
Наиболее эффективными являются средства, снижающие уровни шумов и вибраций в самом источнике, но это не всегда достижимо.
Шум и его влияние на организм. Установлено, что орган слуха человека воспринимает разность изменения звукового давления в виде кратности этого изменения, поэтому для измерения интенсивности шума используют логарифмическую шкалу в децибелах относительно порога слышимости (минимальное звуковое давление, воспринимаемое органом слуха) человека с нормальным слухом. Эта величина, равная 2·10 -5 ньютон на 1 м 2 , принята за 1 децибел (дБ).
При повышении интенсивности звука создаваемое в звуковой волной давление на барабанную перепонку на определенном уровне может вызывать болевые ощущения. Такая интенсивность звука называется порогом болевых ощущений и находится в пределах 130 дБ.
В условиях производства, как правило, имеют место шумы различной интенсивности и спектра, которые создаются в результате работы разнообразных механизмов, агрегатов и других устройств. Они образуются вследствие быстрых вращательных движений, скольжения (трения), одиночных или повторяющихся ударов, вибрации инструментов и отдельных деталей машин, завихрений сильных воздушных или газовых потоков и т. д. Шум имеет в своем составе различные частоты, и все же каждый шум можно охарактеризовать преобладанием тех или иных частот. Условно принято весь спектр шумов делить на:
Низкочастотные - с частотой колебаний до 350 гц,
Среднечастотные - от 350 до 800 гц
И высокочастотные - свыше 800 гц.
К низкочастотным относятся шумы тихоходных агрегатов неударного действия, шумы, проникающие сквозь звукоизолирующие преграды (стены, перекрытия, кожухи), и т. п.; к среднечастотным относятся шумы большинства машин, агрегатов, станков и других движущихся устройств неударного действия; к высокочастотным относятся шипящие, свистящие, звенящие шумы, характерные для машин и агрегатов, работающих на больших скоростях, ударного действия, создающих сильные потоки воздуха или газов, и т. п.
Производственный шум различной интенсивности и спектра (частоты), длительно воздействуя на работающих, может привести со временем к понижению остроты слуха у последних, а иногда и к развитию профессиональной глухоты. Такое неблагоприятное действие шума связано с длительным и чрезмерным раздражением нервных окончаний слухового нерва во внутреннем ухе, в результате чего в них возникает переутомление, а затем и частичное разрушение. Исследованиями установлено, что чем выше частотный состав шумов, чем они интенсивнее и продолжительнее, тем быстрее и сильнее оказывают неблагоприятное действие на орган слуха.
Помимо местного действия - на орган слуха, шум оказывает и общее действие на организм работающих. Шум является внешним раздражителем, который воспринимается и анализируется корой головного мозга, в результате чего при интенсивном и длительно действующем шуме наступает перенапряжение центральной нервной системы, распространяющееся не только на специфические слуховые центры, но и на другие отделы головного мозга. Вследствие этого нарушается координирующая деятельность центральной нервной системы, что, в свою очередь, ведет к расстройству функций внутренних органов и систем. Например, у рабочих, длительное время подвергавшихся воздействию интенсивного шума, особенно высокочастотного, отмечаются жалобы на головные боли, головокружение, шум в ушах, а при медицинских обследованиях выявляются язвенная болезнь, гипертония, гастриты и другие хронические заболевания.
Влияние вибрации на организм. Восприятие вибрации зависит от частоты колебаний, их силы и размаха - амплитуды. Частота вибрации, как и частота звука, измеряется в герцах, энергия - в килограммометрах, а амплитуда колебаний - в миллиметрах. За последние годы установлено, что вибрация, как и шум, действует на организм человека энергетически, поэтому ее стали характеризовать спектром по колебательной скорости, измеряемой в сантиметрах в секунду или. как и шум, в децибелах; за пороговую величину вибрации условно принята скорость в 5·10 -6 см/сек. Вибрация воспринимается (ощущается) лишь при непосредственном соприкосновении с вибрирующим телом или через другие твердые тела, соприкасающиеся с ним. При соприкосновении с источником колебаний, генерирующим (издающим) звуки наиболее низких частот (басовые), наряду со звуком воспринимается и сотрясение, то есть вибрация.
В зависимости от того, на какие части тела человека распространяются механические колебания, различают местную и общую вибрацию. При местной вибрации сотрясению подвергается лишь та часть тела, которая непосредственно соприкасается с вибрирующей поверхностью, чаще всего руки (при работе с ручными вибрирующими инструментами или при удержании вибрирующего предмета, детали машины и т. п.). Иногда местная вибрация передается на части тела, сочлененные с подвергающимися непосредственно вибрации суставами. Однако амплитуда колебаний этих частей тела обычно ниже, так как по мере передачи колебаний по тканям, и тем. более мягким, они постепенно затухают. Общая вибрация распространяется на все тело и происходит, как правило, от вибрации поверхности, на которой находится рабочий (пол, сиденье, виброплатформа и т. п.).
Колебания, передаваемые от вибрирующей поверхности телу человека, вызывают раздражение многочисленных нервных окончаний в стенках кровеносных сосудов, мышечных и других тканях. Ответные импульсы приводят к нарушениям обычного функционального состояния некоторых внутренних органов и систем, и в первую очередь периферических нервов и кровеносных сосудов, вызывая их сокращение. Сами же нервные окончания, особенно кожные, также подвергаются изменению - становятся менее восприимчивыми к раздражениям. Все это проявляется в виде беспричинных болей в руках, особенно по ночам, онемения, ощущения «ползания мурашек», внезапного побеления пальцев, снижения всех видов кожной чувствительности (болевой, температурной, тактильной). Весь этот комплекс симптомов, характерный для воздействия вибрации, получил название вибрационной болезни. Больные вибрационной болезнью обычно жалуются на мышечную слабость и быструю утомляемость. У женщин от воздействия вибрации, помимо этого, нередко появляются нарушения функционального состояния половой сферы.
Развитие вибрационной болезни и. других неблагоприятных явлений зависит в основном от спектрального состава вибрации: чем выше частота вибрации и чем больше амплитуда и скорости колебаний, тем большую опасность представляет вибрация в отношении сроков развития и тяжести вибрационной болезни.
Способствуют развитию вибрационной болезни охлаждение тела, главным образом тех его частей, которые подвержены вибрации, мышечные напряжения, особенно статическое, шум и другие.
Меры борьбы с шумом и вибрацией. Прежде всего, необходимо обратить внимание на технологический процесс и оборудование, по возможности заменить операции, сопровождающиеся шумом или вибрацией, другими. В ряде случаев можно заменить ковку металла его штамповкой, клепку и чеканку - прессованием или электросваркой, наждачную зачистку металла- огневой, распиловку циркулярными пилами - резанием специальными ножницами и т. д. Необходимо следить, чтобы при такой замене не создавались какие-либо дополнительные вредности, которые могут оказывать на работающих более неблагоприятное действие, чем шум и вибрация.
Устранение или сокращение шума и вибрации от вращающихся или двигающихся узлов и агрегатов достигается, прежде всего, путем точной подгонки всех деталей и отладки их работы (уменьшение до минимума допусков между соединяющимися деталями, устранение перекосов, балансировка, своевременная смазка и т. п.). Под вращающиеся или вибрирующие машины или отдельные узлы (между соударяющимися деталями) следует прокладывать пружины или амортизирующий материал (резина, войлок, пробка, мягкие пластики и т. п.).
Не рекомендуется вращающиеся части машины (колеса, шестерни, валы и т. п.) размещать с одной ее стороны: это усложняет балансировку и приводит к вибрации. Вибрирующие большие поверхности, создающие шум (дребезжащие), такие, как кожухи, перекрытия, крышки, стенки котлов и цистерн при их.клепке или зачистке и т. п., следует более плотно соединять с неподвижными частями (основаниями), укладывать на амортизирующие подкладки или обтягивать подобным материалом сверху.
Для предупреждения завихрений воздушных или газовых потоков, создающих высокочастотные шумы, необходимо тщательно монтировать газовые и воздушные коммуникации и аппараты, особенно находящиеся под большим давлением, избегая шероховатостей внутренних поверхностей, выступающих частей, резких поворотов, неплотностей и т. п. Для выпуска сжатого воздуха или газа следует использовать не простые краны, а специальные задвижки.
Немаловажную роль в борьбе с шумом и вибрацией играют архитектурно-строительные и планировочные решения при проектировании и строительстве промышленных зданий. Прежде всего, необходимо наиболее шумящее и вибрирующее оборудование вынести за пределы производственных помещений, где находятся рабочие; если это оборудование требует постоянного или частого периодического наблюдения, на участке его размещения оборудуются звукоизолированные будки или комнаты для обслуживающего персонала.
Помещения с шумящим и вибрирующим оборудованием надо как можно лучше изолировать от остальных рабочих участков. Аналогичным образом целесообразно изолировать между собой и помещения или участки с шумами разной интенсивности и спектра. Стены и потолки в шумных помещениях покрываются звукопоглощающими материалами, акустической штукатуркой, мягкими драпировками, перфорированными панелями с подкладкой из шлаковаты и др.
Мощные машины и другое оборудование вращательного или ударного действия устанавливаются в нижнем этаже на специальном фундаменте, полностью отделенном от основного фундамента здания, а также пола и опорных конструкций. Подобное оборудование меньшей мощности устанавливается на несущих конструкциях здания с прокладками из амортизирующих материалов или на консолях, крепящихся на капитальных стенах. Оборудование, создающее шум, укрывается кожухами или заключается в изолированные кабины с звукопоглощающими покрытиями. Звукоизолируются также газовые или воздушные коммуникации, по которым может распространяться шум (от компрессоров, пневмоприводов, вентиляторов и т. п.).
В качестве индивидуальных защитных средств при работе в шумных помещениях используются различные противошумы (антифоны). Они изготовляются либо в виде вставляемых в наружный слуховой проход вкладышей из мягких звукопоглощающих материалов, либо в виде наушников, надеваемых на ушную раковину.
При работе в условиях воздействия общей вибрации под ноги рабочему ставится специальная виброгасящая (амортизирующая) площадка. При воздействии местной вибрации (чаще на руки) рукоятки и другие вибрирую; вибрирующие части машин и инструмента (например, пневмомолоток), соприкасающиеся с телом рабочего, покрываются резиной. или другим мягким материалом. Виброгасящую роль играют и рукавицы. Мероприятия по борьбе с вибрацией предусматриваются не только при непосредственной работе с вибрирующими инструментами, машинами или другим оборудованием, но и при соприкосновении с деталями и инструментами, на которые распространяется вибрация от основного источника.
Необходимо организовать трудовой процесс таким образом, чтобы операции, сопровождающиеся шумом или вибрацией, чередовались с другими работами без этих факторов. Если организовать такое чередование невозможно, нужно предусматривать периодические кратковременные перерывы в работе с отключением шумящего или вибрирующего оборудования или удалением рабочих в другое помещение. Следует избегать значительных физических нагрузок, особенно статических напряжений, а также охлаждения рук и всего тела; во время перерывов обязательно делать физкультурные упражнения (физкультпаузы).
При приеме на работу, связанную с возможным воздействием шума или вибрации, проводятся обязательные предварительные медицинские осмотры, а в процессе работы - периодические медосмотры раз в год.
Ультразвук и его действие на организм, меры профилактики. В промышленных условиях для получения ультразвука используются установки, состоящие из генераторов высокочастотного переменного тока и магнитного преобразователя.
Ультразвук способен распространяться во всех средах: в газообразной, включая и воздух, жидкой и твердой. При применении ультразвука для производственных целей создаваемые его источником колебания чаще всего передаются через жидкую среду (при очистке, обезжиривании и т. п.) или через твердую (при сверлении, резании, шлифовании и т. п.). Однако и в том и в другом случае некоторая часть энергии, генерируемой. источником ультразвука, переходит в воздушную среду, в которой также возникают ультразвуковые колебания.
Оценивается ультразвук по двум основным его параметрам:
Частоте колебаний
И уровню звукового давления.
Частота колебаний, так же как и шум и вибрация, измеряется в герцах или килогерцах (1 кгц равен 1000 гц). Интенсивность ультразвука, распространяемого в воздушной и газовой среде, так же как и шум, измеряется в децибелах.
Интенсивность ультразвука, распространяемого через жидкую или твердую среду, принято выражать в единицах мощности излучаемых магнитострикционным преобразователем колебаний на единицу облучаемой поверхности - ватт на квадратный сантиметр (вт/см 2).
Ультразвуковые колебания непосредственно у источника их образования распространяются направленно, но уже на небольшом расстоянии от источника (25 - 50 см) эти колебания переходят в концентрические волны, заполняя все рабочее помещение ультразвуком и высокочастотным шумом.
При работе на ультразвуковых установках значительных мощностей рабочие предъявляют жалобы на головные боли, которые, как правило, исчезают по окончании работы; неприятный шум и писк в ушах (иногда до болезненных ощущений), которые сохраняются и после окончания работы; быструю утомляемость, нарушение сна (чаще сонливость днем), иногда ослабление зрения и чувство давления на глазное яблоко, плохой аппетит, сухость во рту и одеревенелость языка, боли в животе и др. При обследовании этих рабочих у них выявляются некоторые физиологические сдвиги во время работы, выражающиеся в небольшом повышении температуры тела (на 0,5 - 1,0 о С) и кожи (на 1,0 - 3,0 о С), сокращении частоты пульса (на 5 - 10 ударов в минуту), понижении кровяного давления - гипотонии (максимальное давление до 85 - 80 мм рт. ст., а минимальное - до 55- 50 мм рт. ст.), несколько замедленных рефлексах и др. У рабочих с большим стажем иногда обнаруживаются отдельные отклонения со стороны здоровья, то есть клинические проявления: исхудание (потеря веса до 5- 8 кг), стойкое расстройство аппетита (отвращение к пище вплоть до тошноты или ненасытный голод), нарушение терморегуляции, притупление кожной чувствительности кистей рук, снижение слуха и зрения, расстройство функций желез внутренней секреции и др. Все эти проявления следует расценивать как результат совместного действия ультразвука и сопровождающего его высокочастотного шума. При этом контактное облучение ультразвуком вызывает более быстрые и ярко выраженные изменения в организме работающих, чем воздействие через воздушную среду. С увеличением стажа работы с ультразвуком нарастают и явления его неблагоприятного воздействия на организм. У лиц со стажем работы в этих условиях до 2 - 3 лет обычно редко выявляются какие-либо патологические изменения даже при интенсивных дозах воздействия ультразвука. Кроме того, степень неблагоприятного воздействия ультразвука зависит от его интенсивности и продолжительности облучения, как разовой, так и суммарной за рабочую смену.
Предупреждение неблагоприятного действия ультразвука и сопровождающего его шума на организм работающих прежде всего должно сводиться к сокращению до минимума интенсивности ультразвуковых излучений и времени действия. Поэтому при выборе источника ультразвука для проведения той или иной технологической операции не следует использовать мощности, превышающие потребные для их выполнения; включать их надо лишь на тот период времени, который требуется для выполнения данной операции.
Установки ультразвука и отдельные их узлы (генераторы токов высокой частоты, магнитострикционные преобразователи, ванны) должны максимально звукоизолироваться путем заключения их в укрытия, изоляции в отдельные кабины или помещения, покрытия звукоизоляционным материалом и т. д. При невозможности полной звукоизоляции используется частичная изоляция, а также звукопоглощающие экраны и покрытия.
Наиболее распространенными средствами индивидуальной защиты при работе с ультразвуком являются противошумы и перчатки. Последние целесообразно иметь двухслойные: снаружи резиновые, а изнутри хлопчатобумажные или шерстяные, они лучше поглощают колебания и непромокаемы.
При выявлении начальных признаков неблагоприятного воздействия ультразвука на организм работающих нужно временно прекратить работу в контакте с ультразвуком (очередной отпуск, перевод на другую работу), что приводит к быстрому исчезновению симптомов воздействия.
Все вновь поступающие на работу с ультразвуком подлежат обязательному предварительному медицинскому обследованию, а в дальнейшем - периодическим медицинским осмотрам не реже одного раза в год.
Для жителей города шум - дело обычное. Довольно часто человек даже не задумывается над его противоестественность. В любом регионе города шумит автотранспорт, грохочет трамвай, с определенным шумом работает предприятие, вблизи взлетают с аэродрома самолеты. В квартирах шумят холодильники и стиральные машины, в подъездах - лифты. Этот перечень можно продолжить. Если шума так много в нашей жизни, может показаться, что он не вреден. Однако по своему воздействию на организм человека шум более вреден, чем химическое загрязнение. За последние ЗО лет во всех крупных городах шум увеличился на 12-15 дБ, а субъективная громкость выросла в 3-4 раза. Шум снизил производительность труда на 15-20%, существенно повысил рост заболеваемости. Эксперты считают, что в крупных городах шум сокращает жизнь человека на 8-12 лет.
Частота заболеваний сердечно-сосудистой системы у людей, живущих в зашумленных районах, в несколько раз выше, а ишемическая болезнь сердца у них случается втрое чаще. Растет также общая заболеваемость.
Особенно впечатляет влияние шума на городских жителей. Если на 100 тысяч сельских жителей приходится 20-30 тех, кто плохо слышит, то в городах эта цифра вырастает в 5 раз. По данным статистики, жители больших городов теряют остроту слуха уже с 30 лет (в норме - в 2 раза позже). Под влиянием шума ухудшается сон и восприимчивость к обучению. Дети становятся более агрессивными и капризными.
Для обозначения комплексного воздействия шума на человека медики ввели термин - «шумовая болезнь». Симптомами этой болезни являются головная боль, тошнота, раздражительность, которые зачастую сопровождаются временным снижением слуха. К шумовой болезни подвержены большинство жителей крупных городов, которые постоянно получают шумовые нагрузки.
Итак, шум вреден, но можно уменьшить его влияние на живые организмы, включая человека. Оказывается, возможно, и таких мероприятий много. Прежде всего, необходимо строго придерживаться действующих нормативов. Сегодня на улицах больших городов шум не спускается ниже 80 дБ. Для того чтобы уменьшить этот уровень, прилагаются значительные
усилия, прежде всего, по совершенствованию самой техники. Конструкторы работают над малошумными двигателями и транспортными средствами, жилые застройки отдаляют от уличных магистралей, последние отделяют от домов бетонными экранами, улучшают покрытие.
Эффективным методом борьбы с шумом в городах является озеленение. Деревья, которые посажены близко друг от друга, окруженные густыми кустами, значительно снижают уровень техногенного шума и улучшают городскую среду.
К негативным физических факторов города относится также вибрация. Источниками вибрации в городах являются: рельсовый транспорт,
автомобильный транспорт, строительная техника, промышленные установки.
Обычно вибрация распространяется от ее источника на расстояние до 100 м. Наиболее мощный источник вибрации - железнодорожный транспорт. Колебания почвы вблизи дороги превышает землетрясение силой 6-7 баллов. В метро интенсивная вибрация распространяется на 50-70 м.
Неблагоприятно влияют на организм человека и электромагнитные излучения промышленной частоты (50 герц) и частот радиоволнового диапазона. В помещениях электромагнитные поля создают: радиоаппаратура, телевизоры, холодильники и т.д., что представляет определенную опасность. Если рядом находится постоянный источник электромагнитного излучения, которое работает на аналогичной (или является кратной) частоте, что может привести к увеличению или уменьшению нормальной частоты работы человеческого органа, то следствием этого могут быть головная боль, нарушение сна, переутомление, даже угроза возникновения стенокардии. Наиболее опасным излучения является тогда, когда человек (особенно ребенок) спит.