2.8. Вибрация. Ультразвук. Инфразвук

2.8.1. Действие вибрации на организм человека и гигиеническое нормирование

Вибрация - сложный колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которую оно имело в статическом состоянии.

Основными параметрами вибрации являются:

1) амплитуда смещения - наибольшее отклонение колеблющейся точки от положения равновесия А, м;

2) колебательная скорость - максимальное из значений скорости колеблющейся точки V, м/с;

3) частота f, Гц.

4) колебательное ускорение а, м/с².

При частоте 16-20 Гц вибрация сопровождается шумом. Человек начинает ощущать вибрацию при колебательной скорости V = 1^10^-4 м/c, а при скорости 1 м/с возникают болевые ощущения.

Относительный уровень колебательной скорости определяется логарифмических единицах ( дБ ).

L_V = 20 lg ( V/ V₀) , дБ,

где V - действительное среднеквадратическое значение виброскорости, м/c;

V₀ - 5 ^10^-8 м/с - скорость условно принятая как стандартная и соответствующая величине среднеквадратичной виброскорости при стандартном пороге звукового давления для тона с f=1000 Гц, равным 2 ^10^-5 Па.

В зависимости от способа передачи вибрации телу человека различают локальную вибрацию, передающуюся через руки человека, и общую, передающуюся на тело сидящего или стоящего человека через опорные поверхности тела.

Общая вибрация, в зависимости от источника ее возникновения может быть 3^х категорий:

1 - транспортная вибрация, воздействующая на операторов подвижных машин и транспортных средств при движении по местности и дорогам;

2 - транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на операторов машин с ограниченным перемещением ( экскаватор, бетоноукладчики и т.д.)

3 - технологическая вибрация, воздействующая на операторов стационарных машин или передающаяся на рабочие места (станки, эл. машины, вентиляторы).

При гигиенической оценке вибрации рабочих мест рассматривается диапазон частот от 0,7 до 90 Гц ( октавные полосы со среднегеометричеcкими полосами 1; 2; 4; 8; 16; 31,5 и 63) - для общей вибрации.

Для локальной вибрации - диапазон частот от 5,6 до 1400 Гц ( октавные полосы со среднегеометрическими частотами 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000),

По временным характеристикам вибрация может быть постоянной, при которой виброскорость изменяется не более чем в два раза (уровень виброскорости не более чем 6 дБ) за время наблюдения не более 1 минуты, и непостоянной, виброскорость которой меняется не менее чем в два раза (уровень виброскорости - не менее чем на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 минуты.

Источниками локальной вибрации являются пневматические рубильные молотки, кузнечно-прессовое оборудование, шлифовальные и полировальные станки , оборудование гальванических цехов. Повышенные уровни локальной вибрации возникают в цехах при сверлении, шлифовании, полировании.

Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Характер, глубина и направленность физиологических и патологических изменений определяются уровнями, спектральным составом вибрации.

Общая вибрация с частотой не менее 0,7 Гц (качка), хотя и неприятна, но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, происходящая по причине нарушения вестибулярного аппарата, по причине резонансных явлений.

Различные внутренние органы и отдельные части тела человека (например голову, сердце) можно рассматривать как колебательные системы с определенной массой. Такие системы обладают рядом резонансов, частоты которых зависят от положения тела работающего (работа “стоя” или “сидя”).

Собственные частоты плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (положение “стоя”) составляют 4-6 Гц, головы относительно плеч (положение “сидя”) - 25-30 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6-9 Гц. Колебания рабочих мест с такими частотами опасны, т.к. могут вызвать механическое повреждение или даже разрыв этих органов.

Систематическое воздействие общих вибраций с высоким уровнем виброскорости может быть причиной вибрационной болезни - стойких нарушений физиологических функций организма. Эти нарушения проявляются в виде головных болей, головокружения, плохого сна, понижения работоспособности, нарушения сердечной деятельности.

Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые начинаются с концевых фаланг пальцев, распространяются на всю кисть, предплечье и захватывают сосуды сердца. Одновременно нарушается чувствительность кожи, окостенение сухожилий мышц и отложение солей в суставах кистей рук и пальцев, что приводит к болям, деформациям и уменьшению подвижности суставов. Эти изменения усиливаются в холодный и уменьшаются в теплый период года.

Виброболезнь относится к группе профзаболеваний. Эффективное лечение ее возможно только на ранних стадиях.

Восстановление нарушенных функций протекает очень медленно, а в особо тяжких случаях в организме возникают необратимые изменения, приводящие к инвалидности.

Различают гигиеническое и техническое нормирование вибраций. В первом случае производят ограничение параметров вибрации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих.

Во втором случае осуществляется ограничение параметров вибрации с учетом технических достижений.

Вибрация, воздействующая на человека, нормируется отдельно в каждой стандартной октавной полосе различно для общей и локальной вибрации.

В соответствии с ГОСТ 12.1.012-78 “Вибрация. Общие требования безопасности” установлены допустимые значения и методы оценки гигиенических характеристик вибраций, определяющих воздействие на человека. Нормируемыми параметрами при гигиенической оценке вибраций являются среднеквадратические значения виброскоростей для локальной и общей вибрации в октавных полосах частот.