Производственный шум и вибрация

Определение шума и его физиологическое действие

Шум - это бессистемное сочетание звуков различной частоты и интенсивности. Звук - это упругие колебания среды, воспринимаемые человеком. Эти колебания создают в акустической среде зоны уплотнения и разряжения. Скорость распространения звука зависит от упругих свойств среды (в воздухе 344 м/с, в воде 1500 м/с, в стали 5000 м/с).

Звук, достигая барабанной перепонки, вызывает ее колебания, которые через слуховой нерв передаются в слуховой центр мозга и создают ощущение звука. Длительное воздействие шума оказывает неблагоприятное воздействие на работоспособность и самочувствие человека. При этом отмечается снижение внимания и ухудшение реакций человека. Резкие и интенсивные звуки провоцируют скачки артериального давления.

Многолетнее воздействие производственных шумов ведут к развитию тугоухости (глухоты), артериальной гипертонии, заболеваний желудочно-кишечного тракта, а также нервных заболеваний. Функционально шум вызывает головную боль, головокружение, ведет к появлению нервных и сердечно-сосудистых реакций, нарушение функций ЖКТ и обменных процессов в организме. V работающих отмечается снижение памяти, повышение утомляемости, замедление психических реакций. Шум также нарушает точность и координацию движений, концентрацию памяти, ухудшает восприимчивость звуковых и световых сигналов, способствует росту травматизма. Наиболее негативно воздействие высокочастотного шума.

2. Физические характеристики шума

Основными физическими характеристиками шума является частота (/, Гц) и интенсивность звука (I)

Частота звука, вызывающая слуховые ощущения, равна 20 Гц - 20 кГц. Ухо человека наиболее чувствительно к звукам с частотой 1000 - 3000 Гц.

Неслышимые звуки < 20 Гц - инфразвуки, > 20кГц - ультразвуки.

Звуки слышимого диапазона делятся на:

1- низкочастотные - < 350 Гц

2- среднечастотные 350 - 800 Гц

3- высокочастотные - > 800 Гц.

Область слышимости ограничена не только частотой, но и звуковым давлением (Па). Интенсивность звука определяется по формуле:

1 = Р V                           ,

где: Р - давление звука, Па;

V - скорость звука, м/с

Уровень звукового давления и интенсивности звука могут изменяться в широких пределах - по давлению до 10 раз, по интенсивности - до 1016 раз.

Учитывая нелинейный характер чувствительности слуховых ощущений у человека, была введена логарифмическая величина уровня звука,

Г=    %    ------------------- ^—    (Бел)

где   1о -   интенсивность   звука,   соответствующая   порогу   слышимости По = 10'12 Вт/ м2 на / = 1000 Гц). На практике используют производную единицу - ОД Б - 1децибел (дБ).

Диапазон интенсивности звуков, воспринимаемых человеческим ухом, составляет 130 дБ, при > 130 дБ - возникают болевые ощущения.

Важной характеристикой шума является его спектр - зависимость уровня звука (дБ) от частоты (Гц). Он может быть линейным, сплошным и смешанным. В сельскохозяйственном производстве преобладающим для шума является смешанный спектр.

3. Вибрация.

Вибрация - это низкочастотные колебания мебханизмов и машин, передаваемые телу человека через кожный покров, костную и мышечную ткань. Вибрация оказьюает резко выраженное неблагоприятное воздействие на работоспособность и физиологические функции организма, которое связано с явлением резонанса  Наиболее вредное действие на организм оказывает вибрация, часто та которой совпадает с частотой резонанеов тела и органов человека (для всего тела /р = 6 ГЦ, сердца - 4 Гц, голова - 25 Гц, ЦНС - 250 Гц, другие органы - 3-8 Гц).Даже кратковременное воздействие вибрации такой частоты вызывает расстройства основных физиологических функций. Длительное воздействие вибрации вызывает физиологические изменения сосудов и вестибулярного аппарата, является причиной вибрационной болезни, ведущей к инвалидности.

Основными физическими характеристиками вибрации, наряду с частотой колебаний (Гц) /, является амплитуда (А) - величина отклонения от положения равновесия (мм), скорость вибрации (м/с) - V.

У = 2п/ А- 10 а также ускорение вибрации:

а = (2тг/)2- А- 10

Так же как и шум, вибрация имеет свой спектр, который может быть линейным (дискретным), сплошным и смешанным.

Так как диапазон изменения параметров вибрации от пороговых (безопасных) значений до действительных велик, для измерения уровня используют логарифм отношения действительных значений к пороговым, а за единицу измерения принимают дБ.

4. Санитарно-гигиеническое нормирование уровня шума и вибрации.

Цель санитарно - гигиенического нормирования уровня шума и вибрации - предотвращение функциональных расстройств и заболеваний. В основе нормирования лежат медицинские показания. Нормативы устанавливают предельно допустимую суточную и недельную норму воздействий шума и вибрации.

Для гигиенической оценки постоянного шума служит уровень звукового давления в спектре шума. Для оценки акустической обстановки, связанной с непостоянным шумом используется логарифмическая интенсивность звука, которая измеряется по стандартной шкале А шумомера. Эта шкала имитирует частотную чувствительность человеческого уха, а интенсивность при этом обозначается в дБА. Для оценки воздействия непостоянного шума используют также его эквивалентный но энергии уровень, который оказывает такое же действие, как и постоянный шум. Для оценки суточной шумовой дозы определяют энергию шума, накопленную за это время действия.

Предельно допустимый уровень шума для рабочих мест составляет 80 дБА. Недопустимо даже кратковременное пребывание в зоне с уровнем шума > 115 дБА без средств индивидуальной защиты. Запрещается нахождение людей в зоне с уровнем шума более 130 дБ А.

При вибрации колебательная энергия, поглощенная телом человека, пропорциональна площади контакта, времени воздействия и интенсивности колебаний. Для нормирования воздействия вибрации установлены гигиенические нормативы, определяющие предельные величины виброскорости и виброускорения как в линейных единицах, так и в логарифмических (дБ) в зависимости от частоты вибрации.

5. Приборы и методы измерения уровня шума и вибрации

Для измерения уровня и анализа спектра шума служат шумомеры. В шу-момерах используют конденсаторные или пьезоэлектрические микрофоны, преобразующие звуковые колебания в электрический сигнал, который затем усиливается, проходит через корректирующие фильтры и поступает на прибор-регистратор. Среди отечественных шумомеров можно указать прибор ВШВ-003, позволяющий проводить измерения в частотном диапазоне 10-20 000 Гц (уровень измеряемого звука 25-140 дБ), и прибор ШКВ-! с фильтрами ФЭ-2 (уровень измеряемого звука 30-140 дБ в частотном диапазоне 2-40 000 Гц). Вибрацию измеряют вибромирами типа НВА-1 и ШИВ-Г С помощью виброметра НВА-1 в комплексе с датчиками можно определять низкочастотную виброскорость и ускорение.

6. Способы и средства защиты от вредных воздействий производственного шума и вибрации.

Основные способы защиты от вредного воздействия шума и вибрации включают следующие возможности:

1.                           Устранение или уменьшение шума в источнике образования.

2.                           Снижение шума при его распространении

3.                           Применение индивидуальной защиты.

Устранение или уменьшение шума и вибрации в источнике возникновения достигают изменением технологического процесса, заменой шумного оборудования на малошумное, применением деталей из пластика, центрированием и балансировкой деталей, проведением профилактических и смазочш-.ге работ.

Снижение шума и вибрации при их распространении достигается применением звуко- и виброизоляции. Звукоизоляция представляет собой ограждающие конструкции, выполненные из звукопоглощающих материалов (акустические плиты из специальных материалов - пенопласта, поролона, губчатой резины, войлока). Эффективным способом звукоизоляции является экранирование источника шума. Акустические экраны, устанавливаемые на пути распространения звука, образуют зону акустической тени. Защита от вибрации основана на превращении энергии механических колебаний в тепловую. Это достигается использованием в конструкциях вибрирующих агрегатов демпфирующих материалов- резины, пластиков и различных мастик на основе эпоксидных смол.

Методы коллективной защиты от шума не всегда дают необходимый эффект, в этих случаях используют СИЗ - наружные и внутренние противошумы.

Наружные противошумы - это наушники или шлемы, выполненные из губчатой резины или войлока.

Внутренние противошумы - это вкладыши, вставляемые в слуховой канал - беруши (мягкие тампоны из ультратонкого волокна) и заглушки, изготовленные из эластичных полимеров и резины.

К средствам индивидуальной защиты от вибрации относятся специальные рукавицы, перчатки, виброзащитная обувь с прокладками из демпфирующих материалов. Организационные меры по предупреждению вибрационной болезни состоят в разработке и внедрении физиологически обоснованных режимов труда (отдых на 7-10 мин через 1 час работы), проведение физиотерапевтических мероприятий.

Санитарные мероприятия по борьбе с шумами включают устройство защитных противошумных зон (деревья, кустарники) между цехами, размещение шумных цехов с наветренной стороны, рациональное расположение шумных участков внутри цеха, их звукоизоляцию.