Стук колёс и не только. Акустический фактор (шум и вибрация) и его влияние на здоровье человека. Е. В. Штрыкова, А. Б. Кузнецов, А. Е. Смирнов (№3, 2016)

Скачать выпуск "Безопасность и охрана труда" №3,2016

Е.В. Штрыкова

главный специалист-эксперт отдела

специализированного надзора

за радиационной безопасностью

E-mail: caratsupa@yandex.ru

 

Межрегиональное управление № 153

Федерального медико-биологического агентства

(Межрегиональное управление № 153 ФМБА России)

 

А.Б. Кузнецов,

главный врач Клинической больницы № 4

 

А.Е. Смирнов

заместитель главного врача по медицинской части

Клинической больницы № 4

 

Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения

«Приволжский окружной медицинский центр»

Федерального медико-биологического агентства

(ФБУЗ ПОМЦ ФМБА России)

  1. E. Smirnov

 

Реферат

Статья предназначена для самого широкого круга читателей журнала, так как шумовое (акустическое) загрязнение является раздражающим шумом антропогенного происхождения, нарушающим жизнедеятельность живых организмов и, в первую очередь, человека. Раздражающие шумы существуют и в природе (абиотические – издаваемые факторами неживой природы и биотические – связанные с деятельностью живых организмов). Однако считать загрязнением их неверно, поскольку живые организмы адаптировались к абиотическим и биотическим шумам в процессе эволюции.

Ключевые слова: акустические факторы , шум, вибрация, средства индивидуальной защиты (СИЗ),  децибел (дБ),  децибел А (дБА), Герц (Гц).

 

The acoustic factor (noise and vibration). the impact of noise and vibration on human health

 

E. V. Shtrykova

Chief expert of the inter-regional department

№ 153 of Russian Federal Medical-Biological Agency

 

A. B. Kuznetsov Chief Physician of Clinical Hospital № 4

 

A. E. Smirnov

The deputy chief physician at the medical unit

of the Clinical Hospital № 4

 

Volga District Medical Center, Inter-regional department number 153,

Russian Federal Medical-Biological Agency

 

Abstract

This article is intended for a wide circle of readers, as the noise (acoustic) pollution is annoying noise of human origin, violating the vital activity of living organisms and, above all, human. Annoying noises exist in nature as well (abiotic — issued by factors of inanimate nature and biotic — related to the activities of living organisms). However, it is wrong to consider them as pollution, because living organisms have adapted to abiotic and biotic noises in the process of evolution.

Keywords: acoustic factors, noise, vibration, personal protective equipment, the decibel (dB), decibel A (dBA), Hertz (Hz)

         Шум является общебиологическим раздражителем и в определенных условиях может влиять на все органы и системы целостного организма, вызывая разнообразные физиологические изменения.

         Шум действует на организм как стресс-фактор, вызывает изменение звукового анализатора, а также, благодаря тесной связи слуховой системы с многочисленными нервными центрами на самом различном уровне, происходят глубокие изменения в центральной нервной системе.

         Наиболее опасно длительное действие шума, при котором возможно развитие шумовой болезни - общего заболевания организма с преимущественным поражением органа слуха, центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.

Шум стал неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Некоторые эксперты считают, что загрязнение нашей звуковой окружающей среды за последнее сто лет приобрело угрожающие масштабы. Оно не только вызывает раздражение или ведет к снижению остроты слуха. Шум вызывает сильнейший стресс, который может привести к бессоннице, высокому кровяному давлению и нарушению функций мозга. Одна из проблем заключается в том, что многие люди воспринимают излишний шум всего лишь как досадное неудобство, а не как серьезную опасность для здоровья.

 

Такие проблемы современных мегаполисов, как шум и вибрации, увеличиваются по своей интенсивности с каждым годом. Почему современная наука так активно в последние годы стала исследовать проблему влияния шума и вибрации на организм человека? Почему измерение вибрации стало обязательным исследованием на многих предприятиях и в организациях? Да потому, что современная медицина начала бить тревогу: растет количество профессиональных заболеваний – вибрационной болезни и тугоухости, возникающей из-за длительного воздействия шума и вибрации на работника такого предприятия. В группах риска оказалось много профессий, связанных как раз с работой в этих условиях.

 

Введение

Так что же такое шум и вибрация и какое влияние они оказывают на организм человека?

Шум — это неприятный или нежелательный звук либо совокупность звуков, мешающих восприятию полезных сигналов, нарушающих тишину, оказывающих вредное или раздражающее действие на организм человека, снижающих его работоспособность.

Чрезмерная шумовая нагрузка резко снижает работоспособность, уменьшает эффективность отдыха, ведет к хроническому переутомлению, глухоте.

Шум способен привести и к физиологическим изменениям: к разнообразным расстройствам сердечно-сосудистой системы, к болезням желез внутренней секреции и дыхательных путей, возникающих в результате общей нервной напряженности. Шум обладает способностью «накапливаться» в организме и вызывать различные заболевания и негативные отклонения в здоровье. От избыточного шума снижается иммунный барьер и резко увеличивается частота заболеваний; повышается раздражительность. Но, прежде всего, чрезмерный шум ведет к притуплению слуха или полной его потере со временем.

            Шум рассеивает внимание, существенно влияет на трудоспособность и результативность труда. Особенно сильно влияет шум на работоспособность при умственных операциях. Ощутимый шум снижает работоспособность умственного труда более чем в 1,5 раза, а у людей, занятых физическим трудом, – почти на 1/3. При этом информация, полученная при ощутимом шумовом загрязнении, долго не может храниться в памяти или сохраняется только в пассивном (узнаваемом в тексте), а не в активном варианте. Шум рассеивает внимание человека, мешает ему сосредоточиться на главном, осложняет принятие нужных решений.

            Акустический шум нормируют и измеряют в звуковом диапазоне в октавных полосах частот 31,5 – 8000Гц, в инфразвуковом диапазоне в октавных полосах 2 – 16 Гц и в ультразвуковом диапазоне в третьоктавных полосах частот 12,5 – 100 кГц.

Примеры шумового воздействия

Шумовое

воздействие

(дБА)

Эффект

продолжительного

воздействия

Реактивный двигатель при взлете (на расстоянии 25 м)

150

Разрыв барабанных перепонок

Удар грома, ткацкий станок, рок-музыка, сирена (близкое расстояние), цепная пила

120

Порог боли у человека

Метро, подвесной мотор, косилка для газонов, мотоцикл (расстояние 8 м), трактор, полиграфическое предприятие, отбойный молоток, мусоровоз

100

Серьезная угроза для слуха

(при времени воздействия  8 часов)

Оживленная городская улица, дизельный грузовик, хлопкопрядильная машина

90

Угроза для слуха (при времени воздействия 8 ч), плохая слышимость

Уборка мусора, стиральная машина, типичная фабрика, товарный поезд (расстояние 15 м), посудомоечная машина, миксер

80

Возможна угроза для слуха

Скоростная автомагистраль (расстояние 15 м), пылесос, шумный офис, вечеринка, телевизор

70

Раздражающее действие

Разговор в ресторане, обычный офис, музыкальный фон, чириканье птиц

60

Интенсивное воздействие

Спокойный пригород (в дневное время), разговор в жилой комнате

50

Слабое воздействие на слух

Библиотека, тихий музыкальный фон

40

Очень слабое воздействие

Спокойная сельская местность (в ночное время)

30

Очень слабое воздействие

Шепот, шелест листьев

20

Очень слабое воздействие

Дыхание

10

 

 ТИШИНА

0

Критический уровень

 

            Вибрацией называют механические ритмичные колебания упругих тел. Чаще всего под вибрацией понимают нежелательные колебания. Аритмичные колебания называют толчками. Распространяется вибрация вследствие передачи энергии колебаний от колеблющихся частиц к соседним частицам. Эта энергия в любой момент пропорциональна квадрату скорости колебательного движения, поэтому по величине последней можно судить об интенсивности вибрации, т. е. о потоке вибрационной энергии. Поскольку скорости колебательного движения изменяются во времени от нуля до максимума, для их оценки используют не мгновенные максимальные значения, а среднеквадратичную величину за период колебания или измерения. В отличие от звука вибрация воспринимается разными органами и частицами тела. Так, при низкочастотных (до 15 Гц) колебаниях поступательная вибрация воспринимается отолитовым, а вращательная - вестибулярным аппаратом внутреннего уха. При контакте с твердым вибрирующим телом вибрация воспринимается нервными окончаниями кожи. Сила восприятия механических колебаний зависит от биомеханической реакции тела человека, представляющего собой в определенной мере механическую колебательную систему, обладающую собственным резонансом и резонансом отдельных органов, что и определяет строгую частотную зависимость многих биологических эффектов вибрации. Так, у человека в положении сидя резонанс тела, который обусловливается влиянием вибрации и проявляется неприятными субъективными ощущениями, наступает на частотах 4-6 Гц, у человека в положении стоя - на частотах 5-12 Гц. Человек ощущает вибрацию частотой от долей герца до 800 Гц, вибрация большой частоты воспринимается подобно ультразвуковым колебаниям, вызывая ощущение тепла. Человек ощущает колебательные скорости, отличающиеся в 10 000 раз. Поэтому по аналогии с шумом интенсивность вибрации часто оценивают как уровень колебательной скорости (виброскорости), определяя его в децибелах. За пороговую колебательную скорость принята величина 5 • 10"8 м/с, что отвечает пороговому звуковому давлению 2 • 10~5 Н/м2.

            Степень неблагоприятного действия вибрации зависит от ее уровня (или расстояния до источника низкочастотных колебаний), времени суток, возраста, рода деятельности и состояния здоровья человека.

 

Основная часть.

Громкость звука. Уровень шума и его источники.

     «Шум» - это беспорядочное смешение звуков.

 Физическая характеристика громкости звука - уровень звукового давления, измеряется в децибелах (дБ). Шум – это физический фактор, который необходимо измерять на всех рабочих местах.

        Важной характеристикой шума является его частота, измеряемая в Герцах (Гц). Человеческое ухо воспринимает звук в диапазоне  частот от 20 Гц до 20 кГц. Звук ниже этого предела – инфразвук. Выше – ультразвук.

Об инфразвуке и ультразвуке мы поговорим в отдельной статье.

Скорость звука и дальность его распространения.

Приблизительная скорость слышимого, среднечастотного звука (частотой порядка 1-2 кГц) и максимальная дальность его распространения в различных средах: 
в воздухе - 344.4 метров в секунду (при температуре 21.1 по шкале Цельсия) и примерно 332 м/с - при нуле градусов; 
в воде - приблизительно 1.5 километра в секунду; 
в дереве твёрдых сортов - порядка 4-5 км/с вдоль волокон и в полтора раза меньше - поперёк. 

          При 20 °С., скорость звука в пресной воде равна 1484м/с (при 17° - 1430), в морской - 1490 м/с. 

          Скорость звука в металлах и других твёрдых телах(приведены величины только самых быстрых, продольных упругих волн): 
в нержавеющей стали - 5.8 километров в секунду. 
 - чугун - 4.5 км/с; 
 - лёд - 3-4км/с; 
 - медь - 4.7 км/с; 
 - алюминий - 6.3км/с; 
 - полистирол - 2.4 км/с. 

          С повышением температуры и давления, скорость звука в воздухе - возрастает. В жидкостях - обратная зависимость по температуре. 

          Скорости распространения упругих продольных волн в массивах горных пород, м/с: 
 - почва - 200-800; 
 - песок сухой / влажный - 300-1000 / 700-1300; 
 - глина - 1800-2400; 
 - известняк - 3200-5500. 
 

Частотные диапазоны звука

Поддиапазоны спектра звуковых частот, на которые настроены фильтры двух- или трёхполосных акустических систем: низкочастотный - колебания до 400 герц; 
среднечастотный - 400-5000 Гц; 
высокочастотный - 5000-20000Гц


         Если городской житель, привыкший к постоянному шуму, окажется на некоторое время в полной тишине (в сухой пещере, например, где уровень шума - менее 20 db), то он вполне может испытать депрессивные состояния вместо отдыха.

Уменьшают дальность распространения звука, вдоль поверхности земли - высокие преграды (горы, здания и строения), противоположное направление ветра и его скорость, а также другие факторы (пониженное атмосферное давление, повышенная температура и влажность воздуха). Расстояния, на которых источник громкого шума почти не слышно - обычно, от 100 метров (при наличии высоких преград или в густом лесу), до 300-800 м. - на открытой местности (при попутном среднем ветре - дальность увеличивается до километра и более). С расстоянием "теряются" (быстрее гасятся и рассеиваются) более высокие частоты и остаются низкочастотные звуки. Максимальная дальность распространения инфразвука средней интенсивности (человек его не слышит, но воздействие на организм есть) - десятки и сотни километров от источника. 

          Интенсивность затухания (коэффициент поглощения) звука средних частот (порядка 1-8 кГц), при нормальном атмосферном давлении и температуре, над землей с невысокой травой, в степи - приблизительно 10-20 дБ на каждые 100 метров. Поглощение пропорционально квадрату частоты акустических волн. 

        Если во время грозы вы увидели сильную молнию и через 12 секунд услышали первые раскаты грома - это значит, что молния ударила в четырёх километрах от вас ( 340 * 12 = 4080 м.) В приблизительных расчётах принимается - три секунды на километр расстояния (в воздушном пространстве) до источника звука. 

        Линия распространения звуковых волн отклоняется в направлении уменьшения скорости звука (рефракция на градиенте температуры), то есть, солнечным днём, когда воздух у поверхности земли теплее, чем вышележащий - линия распространения звуковых волн изгибается вверх, но если верхний слой атмосферы окажется теплее приземного, то звук пойдёт оттуда обратно вниз и слышно будет лучше. 

         Дифракция звука - огибание волнами препятствия, когда его размеры сравнимы с длиной волны или меньше ее. Если намного больше длины волны, то звук отражается (угол отражения равен углу падения), а позади препятствий формируется зона акустической тени. 

         Отражения звуковой волны, её рефракция и дифракция - вызывают многократное эхо (реверберацию), что оказывает значительное влияние на слышимость речи и музыки в помещении или за его пределами, что учитывается при звукозаписи, для получения живого звучания (путём размещения в оптимально близких зонах стереокартины малогабаритных микрофонов с острой характеристикой направленности, для записи прямого звука, с последующим сведением и микшированием «сухой» записи процессором в цифру или используя дальние-равноудалённые, хорошо настроенные микрофоны окружения с дополнительной записью отражённых звуков). 

 
Самые шумные города в России. 
         Это многие областные и районные центры страны, практически все территории крупных транспортных узлов и городские жилые застройки вдоль проспектов и вблизи аэропортов. К данной категории относятся: Москва, Санкт-Петербург, Красноярск, Ростов-на-Дону, Челябинск, Екатеринбург, Пермь, Иркутск, Ярославль, Воронеж, Новокузнецк, Нижний Тагил, Магнитогорск, Омск, Уфа, Самара, Нижний Новгород, Новосибирск, Мурманск, Пермь, Тула, Ульяновск, Кемерово. 

         Основные источники шума в городе - трамваи, автомобили, грузовой автотранспорт, работающие промышленные предприятия и, пролетающие на небольшой высоте, авиа лайнеры. Даже риелторы корректируют цены на недвижимость, в зависимости от местного уровня шумовой нагрузки на дом с продаваемыми или сдаваемыми квартирами. 

          Тенденция такова, что интенсивность городского шума, в связи с возрастающим количеством машин на дорогах - только растёт. Общую ситуацию усугубляют орущие, на низких частотах, автомагнитолы из машин и динамики акустических систем из раскрытых окон многоэтажных домов. 

          Если, по решению муниципальных властей, потоки большегрузного транспорта вытесняются на дальние объездные дороги, за черту населённых пунктов, а внутригородские грузоперевозки разрешаются только в строго определённые часы суток и только по разрешенным, для этого, улицам - перечисленные меры позволяют существенно улучшить положение с экологией и повысить комфортность проживания.

 
Шум от кондиционеров. 

Современные сплит-системы кондиционирования воздуха, работающие в тихом режиме (предусмотрен специально для включения в ночное время), обычно, не превышают уровень звука, допустимый, по нормам, для жилых помещений. Но это условие реально выполнимо только для внутренних (комнатных) блоков кондиционера. Внешние (уличные, оконные) блоки с компрессором и вентилятором вытяжки, размещаемые снаружи помещений - шумят намного сильнее и, что называется, "на всю улицу". В инструкции, по внешним блокам, значения децибел указываются, но это незначительные величины. Для ближайших соседей, окна которых выходят на ту же сторону стены многоэтажного дома - это реальная проблема, вызывающая неудобства.

Шкала шумов (уровни звука, децибел), в таблице

Децибел, 
дБА

Характеристика

Источники звука

0

Ничего не слышно

 

5

Почти не слышно

 

10

Почти не слышно

тихий шелест листьев

15

Едва слышно

шелест листвы

20

Едва слышно

шепот человека (на расстоянии 1 метр).

25

Тихо

шепот человека (1м)

30

Тихо

шепот, тиканье настенных часов. 
Допустимый максимум по нормам для жилых помещений ночью, с 23 до 7 ч. 
(СНиП 23-03-2003 «Защита от шума»).

35

Довольно слышно

приглушенный разговор

40

Довольно слышно

обычная речь. 
Норма для жилых помещений днём, с 7 до 23 ч. 
 

45

Довольно слышно

обычный разговор

50

Отчётливо слышно

разговор, пишущая машинка

55

Отчётливо слышно

Верхняя норма для офисных помещений класса А (по европейским нормам)

60

Шумно

Норма для контор

65

Шумно

громкий разговор (1м)

70

Шумно

громкие разговоры (1м)

75

Шумно

крик, смех (1м)

80

Очень шумно

крик, мотоцикл с глушителем, шум пылесоса (с большой мощностью двигателя - 2 киловатта).

85

Очень шумно

громкий крик, мотоцикл с глушителем

90

Очень шумно

громкие крики, грузовой железнодорожный вагон (в семи метрах)

95

Очень шумно

вагон метро (в 7 метрах снаружи или внутри вагона)

100

Крайне шумно

оркестр, вагон метро (прерывисто), раскаты грома, визг работающей бензопилы

Максимально допустимое звуковое давление для наушников плеера (по европейским нормам)

105

Крайне шумно

в самолёте (до 80-х годов ХХ столетия)

110

Крайне шумно

вертолёт

115

Крайне шумно

пескоструйный аппарат (1м)

120

Почти невыносимо

отбойный молоток (1м)

125

Почти невыносимо

 

130

Болевой порог

самолёт на старте

135

Контузия

 

140

Контузия

звук взлетающего реактивного самолета

145

Контузия

старт ракеты

150

Контузия, травмы

 

155

Контузия, травмы

 

160

Шок, травмы

ударная волна от сверхзвукового самолёта

При уровнях звука свыше 160 децибел - возможен разрыв барабанных перепонок и лёгких, 
больше 200 - смерть (шумовое оружие)

Звуки с низкой и высокой частотой кажутся тише, чем среднечастотные той же интенсивности. С учётом этого, неравномерную чувствительность человеческого уха к звукам разных частот модулируют с помощью специального электронного частотного фильтра, получая, в результате нормирования измерений, так называемый эквивалентный (по энергии, "взвешенный") уровень звука с размерностью дБА (дБ(А), то есть - с фильтром "А").

Человек, в дневное время суток, может слышать звуки громкостью от 10-15 дБ и выше. Максимальный диапазон частот для человеческого уха, в среднем - от 20 до 20 000 Гц (возможный разброс значений: от 12-24 до 18000-24000 герц). В молодости - лучше слышен среднечастотный звук с частотой 3 КГц, в среднем возрасте - 2-3КГц, в старости - 1КГц. Такие частоты, в первые килогерцы (до 1000-3000 Гц - зона речевого общения) - обычны в телефонах и по радио на СВ и ДВ диапазонах. С возрастом, воспринимаемый на слух звуковой диапазон сужается: для высокочастотных звуков - уменьшаясь до 18 килогерц и менее (у пожилых людей, каждые десять лет - примерно на 1000Гц), а для низкочастотных - увеличиваясь от 20 Гц и более.

У спящего человека, основным источником сенсорной информации об окружающей обстановке - становятся уши ("чуткий сон"). Чувствительность слуха, ночью и при закрытых глазах - увеличивается на 10-14 дБ (до первых децибел, по шкале дБА), по сравнению с дневным временем суток, поэтому - громкий, резкий шум с большими скачками громкости, может разбудить спящих людей.

В случае отсутствия на стенах помещений звукопоглощающих материалов (ковров, специальных покрытий), звук будет громче из-за многократного отражения (реверберации, то есть - эха от стен, потолка и мебели), что увеличит уровень шума на несколько децибел.

Спецсигналы (сирены и "крякалки" - AirHorn), устанавливаемые на служебном транспорте, регламентируются ГОСТ Р 50574 - 2002. Уровень звукового давления сигнального устройства при подаче специального звук. сигнала, на расстоянии 2 метра по оси рупора, должен быть не ниже: 
116 дБ(А) - при установке излучателя звука на крыше транспортного средства; 
122 дБА - при установке излуч-ля в подкапотное пространство автотранспорта. 
Изменения основной частоты должны быть от 150 до 2000 Гц. Продолжительность цикла - от 0,5 до 6,0 с. 

           Клаксон гражданского автомобиля, согласно ГОСТ Р 41.28-99 и Правил ЕЭК ООН №28, должен издавать непрерывный и монотонный звук с уровнем акустического давления не более 118 децибел. Такого порядка максимально допустимые значения - и для автосигнализации.

Источники шума.

Источники шума в окружающей человека среде могут быть разбиты на две большие группы  -  внутренние и внешние.

Внутренние источники:

- инженерное, технологическое, бытовое и санитарно-техническое оборудование, а также источники шума, создаваемые непосредственно жизнедеятельностью людей.

- лифты, насосы, мусоропроводы, вентиляция.

- пневматические и электрические инструменты, станки, центрифуги, бункеры и прочие установки, имеющие движущиеся детали.

- инженерное, технологическое, бытовое и санитарно-техническое оборудование, а также источники шума, создаваемые непосредственно жизнедеятельностью людей.

- лифты, насосы, мусоропроводы, вентиляция

- пневматические и электрические инструменты, станки, центрифуги, бункеры и прочие установки, имеющие движущиеся детали.

 

Внешние источники:

- различные средства транспорта (наземные, водные, воздушные).

- промышленные и энергетические предприятия и установки.

- различные источники шума внутри кварталов, связанные с жизнедеятельностью людей (например, спортивные и игровые площадки и др.).

 

А вот в жилых квартирах уровни шума  зависят от:

- расположения дома по отношению к городским источникам шума

- внутренней планировки помещений различного назначения

- звукоизоляции ограждающих конструкций здания

- оснащения дома инженерно-технологическим и санитарно-техническим оборудованием.

 

         Источники шума в окружающей человека среде могут быть разбиты на две большие группы  -  внутренние и внешние.

 

Виды вибрации и ее источники.

Вибрация – это вредный производственный фактор, отличающийся большой активностью. Вибрация представляет собой процесс распространения механических колебаний в твердом теле. Ее можно представить как колебательное движение материальной точки или механической системы.

Характеристики вибрации

Вибрация характеризуется следующими величинами:

  • частотой f(Гц)
  • амплитудой смещения А(t) [м]
  • скоростью V(t) [м/сек](виброскорость)
  • ускорением w(t) [м/сек2](виброускорение)

Источниками вибрации являются механизмы, машины, механизированный инструмент. Вибрации могут быть непреднамеренными (например, из-за плохой балансировки и центровки вращающихся частей машин и оборудования, пульсирующего движения жидкости, работы перфоратора и.т.п.), а также специально используемыми в технологических процессах (отбойные молотки, вибропогружатели свай, вибрационное оборудование для производства железобетонных конструкций, оборудование для ускорения химических реакций и.т.п.).

Вибрационная патология стоит на втором месте среди профессиональных заболеваний. Классификация вибрации связана с особенностями передачи колебаний человеку. В соответствии с этим вибрация подразделяется на общую (воздействие на все тело человека и локальную (воздействие на отдельные части тела – руки или ноги).

Общая вибрация подразделяется, в свою очередь, по месту возникновения на следующие виды:

Категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, в том числе, при строительстве дорог; при этом оператор может в известных пределах регулировать ее величину.

Категория 2 – транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека-оператора на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок; при этом оператор может лишь иногда регулировать воздействие вибрации.

Категория 3а– технологическая вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Категория 3б– вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом. К ней относится, в частности, вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах на промышленных кранах, у станков металло- и деревообрабатывающих, кузнечно-прессового оборудования, литейных машин и т.п.

Бич современного производства – локальная вибрация. Локальная вибрация вызывает главным образом спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов. Все мы когда-либо встречали людей с тремором (дрожанием) пясти руки. Вот это и есть болезнь Паркинсона, так называемый «паркинсонизм», который вызван у человека воздействием локальной вибрации. 

Локальная вибрация классифицируется по источнику возникновения и подразделяется на:

  • передающуюся от ручных машин (с двигателями), органов ручного управления машин и оборудования;
  • передающуюся от ручных инструментов (без двигателей и обрабатываемых деталей).

Эту классификацию следует иметь в виду при гигиенической оценке локальной вибрации, так как в первом случае санитарно-гигиенические требования и правила включаются в техническую документацию на машины и оборудование, а во втором – в документацию на технологию проведения работ.

Источники вибрации,

1.  Внешние источники:

            - транспортные средства, создающие при работе большие динамические нагрузки, которые вызывают распространение вибрации в грунте и строительных конструкциях зданий (эти вибрации часто являются также причиной возникновения шума в помещениях зданий);

            - метрополитен;

            - тяжелые грузовые автомобили;

            - железнодорожные поезда;

            - трамваи.

         Особую актуальность проблема вибрации в жилых зданиях приобрела вследствие строительства метрополитена в крупных городах нашей страны и за рубежом. Наиболее благоприятные условия для распространения вибрации создаются при использовании неглубоких туннелей углубления, строительство которых является экономически целесообразным. Трассы метрополитена прокладывают под жилыми районами, а опыт эксплуатации подземных поездов свидетельствует о том, что вибрация проникает в жилые здания в радиусе 40-70 м от туннеля метрополитена.

2. Внутренние источники:

- инженерное и санитарно-техническое оборудование, которое может находиться в соседних помещениях вашей квартиры или офиса;

- лифты;

- насосы;

- станки;

- трансформаторы;

- центрифуги.

  • Вибрация, проникающая в жилые помещения, в результате круглосуточного длительного воздействия может оказывать неблагоприятное влияние на жителей городов. Из общего числа опрошенных 42% жителей предъявляли жалобы на легкое неудобство, 15,5% — на ощутимое неудобство, 14,4% жаловались на раздражающее действие, и только 27,5% не ощущали никаких неудобств.

При непродолжительном действии вибрации (1,5 года) на первый план выступают функциональные нарушения центральной нервной системы (ЦНС). В группе населения с более длительным сроком проживания (7 лет) чаще регистрируются нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы.

(К сведению: вибрация, проникающая в жилые помещения, в результате круглосуточного длительного воздействия может оказывать неблагоприятное влияние на жителей городов. Из общего числа опрошенных 42% жителей предъявляли жалобы на легкое неудобство, 15,5% — на ощутимое неудобство, 14,4% жаловались на раздражающее действие, и только 27,5% не ощущали никаких неудобств).

Действие шума и  вибрации на организм человека.

 

Вред, наносимый шумом и вибрационными воздействиями здоровью человека, не заметен сразу. Постепенно накапливающиеся акустические раздражения приводят к усталости, гипертензии, сонливости, нервозности и другим, более серьезным последствиям. Для комфортной жизнедеятельности рекомендуется, чтобы уровень шума не превышал 30 дБ в комнатах отдыха и 40 дБ в других помещениях, где находятся люди. Такой уровень звука практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон.

Максимально допустимые уровни звука (дБА) - больше "нормальных" на 15 децибел. Например, для жилых комнат квартир допустимый постоянный уровень звука в дневное время - 40 децибелов, а временный максимальный - 55. При постоянно работающем инженерном оборудовании - учитывается поправка - минус 5.

Неслышный шум - звуки с частотами менее 16-20 Гц (инфразвук) и более 20 КГц (ультразвук). Низкочастотные колебания в 5-10 герц могут вызывать резонанс, вибрацию внутренних органов и влиять на работу мозга. Низкочастотные акустические колебания усиливают ноющие боли в костях и суставах у больных людей. Источники инфразвука: автомобили, вагоны, гром от молнии и т.д. 

          Высокочастотный звук и ультразвук с частотой 20-50 килогерц, воспроизводимый с модуляцией на несколько герц - применяются для отпугивания птиц с аэродромов, животных (собак, например) и насекомых (комаров, мошкары).

 

Постоянное повышенное значение вибрации приводит к быстрой утомляемости, нарушению нервной системы, плохому сну, головной боли. Работа в условиях постоянной вибрации может приводить к возникновению вибрационной болезни. Вибрационная патология стоит на втором месте среди профессиональных заболеваний.

Высокочастотный звук и ультразвук с частотой 20-50 килогерц, воспроизводимый с модуляцией на несколько герц - применяются для отпугивания птиц с аэродромов, животных (собак, например) и насекомых (комаров, мошкары).

На рабочих местах предельно допустимые, по закону, эквивалентные уровни звука для прерывистого шума: максимальный уровень звука не должен превышать 110 дБА, а для импульсного шума - 125 дБАI. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе. 

          Шум, издаваемый компьютером, принтером и факсом в комнате без звукопоглощающих материалов - может превышать уровень 70 дБ. Поэтому не рекомендуется размещать много оргтехники в одном помещении. Слишком шумное оборудование должно выноситься за пределы помещения, где располагаются рабочие места. Снизить уровень шума можно, если использовать шумопоглощающие материалы в качестве отделки помещения и занавески из плотной ткани. Помогут и мягкие (пенные, продаваемые в аптеках) противошумные «беруши» для ушей, если их параметр звукоподавления (SNR) не меньше 30 децибел. Взрывные звуки гасятся с помощью специальных механических мембран. Качественные изолирующие наушники (найти их можно в строительных магазинах) - обеспечивают максимальную защиту слуха, надёжно закрывая не только ушной проход, но и прилегающую височную кость черепа. 

          Плач ребёнка, по сравнению с другими звуками такой же громкости - гораздо сильнее действует на психику человека, в качестве раздражителя и стимула к активным физическим действиям (успокоить, накормить и т.д.)

При возведении зданий и сооружений, в соответствии с современными, более жесткими требованиями звукоизоляции, должны применяться технологии и материалы, способные обеспечить надёжную защиту от шума.

Для пожарной сигнализации: уровень звукового давления полезного аудиосигнала, обеспечиваемый оповещателем, должен быть не менее 75 дБА на расстоянии 3 м от оповещателя и не более 120 dba в любой точке защищаемого помещения (п.3.14 НПБ 104-03). 

          Сирена большой мощности и корабельный ревун - давит больше 120-130 децибел. 

          Спецсигналы (сирены и "крякалки" - AirHorn), устанавливаемые на служебном транспорте, регламентируются ГОСТ Р 50574 - 2002. Уровень звукового давления сигнального устройства при подаче специального звук. сигнала, на расстоянии 2 метра по оси рупора, должен быть не ниже: 
116 дБ(А) - при установке излучателя звука на крыше транспортного средства; 
122 дБА - при установке излуч-ля в подкапотное пространство автотранспорта. 
Изменения основной частоты должны быть от 150 до 2000 Гц. Продолжительность цикла - от 0,5 до 6,0 с. 

            Клаксон гражданского автомобиля, согласно ГОСТ Р 41.28-99 и Правил ЕЭК ООН №28, должен издавать непрерывный и монотонный звук с уровнем акустического давления не более 118 децибел. Такого порядка максимально допустимые значения - и для автосигнализации.

 Постоянное повышенное значение вибрации приводит к быстрой утомляемости, нарушению нервной системы, плохому сну, головной боли. Работа в условиях постоянной вибрации может приводить к возникновению вибрационной болезни. Вибрационная патология стоит на втором месте среди профессиональных заболеваний.

 

Вибрация опасна как для машинного, так и для человеческого компонента системы «человек - машина». Воздействуя на машинный компонент, вибрация чаще всего снижает производительность технических установок, вызывает знакопеременные, приводящие к усталостному разрушению напряжения в конструкциях, снижает точность считываемых показаний приборов и т.п.

При воздействии вибрации на организм важную роль играют анализаторы центральной нервной системы: вестибулярный, кожный и др.

При длительном воздействии вибрации с частотами f = 250-350 Гц возникает профессиональное заболевание под названием «вибрационная болезнь», сопровождающаяся стойкими патологическими нарушениями в организме (поражение мышц, изменения в костях, суставах, смещение органов в брюшной полости).

При частотах f»5 Гц (собственная частота колебаний органов человеческого организма) - возможно повреждение отдельных частей и органов.

Опасными частотами для внутренних органов является диапазон 6 - 9 Гц, для рук 30 - 80 Гц.

Активной составляющей воздействия вибрации на организм является ускорение. При работе строительных машин и технологических процессов существуют горизонтальные и вертикальные толчки и тряска, сопровождающиеся возникновением периодических импульсных ускорений. При частоте колебаний от 1 до 10 Гц значения предельных (по ощущениям) ускорений следующие:

10 мм/с – неощутимые,

40 мм/с – слабоощутимые,

400 мм/с – сильно ощутимые,

1000 мм/с – вредные,

4000 мм/с – непереносимые.

Благодаря наличию мягких тканей, костей, суставов, внутренних органов и особенностей конфигурации, тело человека представляет собой сложную колебательную систему, первичная механическая реакция которой на вибрационное воздействие зависит не только от характеристик интенсивности вибрации, но и от диапазона частот.

Особенно вредны вибрации с вынужденной частотой, совпадающей с собственной частотой колебаний тела человека или его отдельных органов:

для тела человека – 6 - 9 Гц,

головы – 6 Гц,

желудка – 8 Гц,

другие органы – в пределах 25 Гц,

глазные яблоки – 60 - 90 Гц (расстройства зрительных восприятий).

Локальная вибрация приводит к спазму сосудов, начиная с концевых фаланг пальцев до предплечья, плеча, сосудов сердца. Она вызывает также поражение нервов, отложение солей.

Как сохранить свой слух.

Длительное воздействие шума с уровнем более 80-90 децибелл может привести к частичной или полной потере слуха (на концертах, мощность акустических систем - может достигать десятков киловатт). Так же, при этом могут произойти патологические изменения в сердечно-сосудистой и нервной системе. Безопасны только звуки громкостью до 35 дБ.

Реакцией на длительное и сильное шумовое воздействие является «тиннитус» - звон в ушах, "шум в голове", который может перерасти в прогрессирующее снижение слуха. Характерно для возрастов старше 30 лет, при ослабленном организме, стрессах, злоупотреблении алкоголем и курении. В простейшем случае, причиной ушного шума или тугоухости может быть серная пробка в ухе, которая легко удаляется врачём-специалистом (промыванием или извлечением). Если воспалён слуховой нерв - это можно вылечить, тоже сравнительно легко (лекарствами, акупунктурой). Пульсирующий шум - более тяжёлый для лечения случай (возможные причины: сужение кровеносных сосудов при атеросклерозе или опухолях, а так же - подвывих шейных позвонков).


 Чтобы уберечь слух:
          • не увеличивать громкость звука в наушниках плеера, пытаясь заглушить внешний шум (в метро или на улице). При этом увеличивается и электромагнитное излучение на мозг от динамика наушника; 
          • в шумном месте, для защиты органов слуха - использовать противошумные мягкие "беруши", вкладыши или наушники (шумопонижение эффективнее на высоких частотах звука). Их надо подгонять индивидуально под ухо. В полевых условиях - используют и лампочки от карманного фонаря. В стрелковом спорте применяют индивидуально отлитые "активные беруши" с электронной начинкой. Хранить их надо в упаковке. Лучше выбирать беруши, сделанные из гипоаллергенного полимера, имеющие хороший SNR (шумоподавление), на уровне от 30 дБ и больше. При резких перепадах давления (например, в самолёте), для его выравнивания и уменьшения боли - нужно использовать специальные беруши с микроотверстиями; 
          • в помещениях следует применять шумоизолирующие экологичные материалы для снижения шума; 
          • при подводном погружении, чтобы не произошёл разрыв барабанной перепонки – необходимо вовремя продуваться (проводить продувание ушей зажав нос или производить глотательное движение). Сразу после дайвинга  ни в коем случае нельзя производить посадку на самолёт.

          • после прыжка с парашютом  необходимо своевременно выравнивать давление, чтобы не получить баротравму.

Последствия баротравмы:

•шум и звон в ушах (субъективный «тиннитус»), снижение слуха, боль в ухе, тошнота и головокружение, в тяжёлых случаях - потеря сознания. 
        • с простудой и насморком, когда заложен нос и гайморовы пазухи, недопустимы резкие перепады давления: ныряние (гидростатическое давление – 1 атмосфера на 10 метров глубины погружения в воду, то есть: две - на десяти, три - на отметке 20 м. и т.д.), парашютные прыжки (0,01 атм. на 100 м. высоты, быстро увеличивается, с ускорением). 


Приёмы, применяемые  для выравнивания давления с обеих сторон барабанной перепонки уха:

глотание, зевание, продувание с закрытым носом. Метод Френзеля - зажав ноздри, с усилием отвести язык назад, по нёбу (при сокращении мышц, откроются носовые полости и евстахиевы трубы). Артиллеристы, производя выстрел - открывают рот или закрывают уши ладонями рук. 

Частые причины снижения слуха: попадание в уши воды, инфекции (в том числе и органов дыхания), травмы и опухоли, образование серной пробки и её набухание при контакте с водой, длительное пребывание в шумной обстановке, баротравма при резком перепаде давления, воспаление среднего уха - отит (скопление жидкости за барабанной перепонкой).

            При нарушении функций слухового аппарата необходимо обратиться к врачу – оториноларингологу (ЛОР).

При нарушениях функционирования  любой из систем организма необходимо, в первую очередь, обратиться к врачу-терапевту, который назначит схему лечения, и направит  пациента к врачу-профпатологу.

 

Заключение.

Шум – фактор, который необходимо измерять на всех рабочих местах.

Так или иначе, небольшой шумовой фон присутствует даже в сравнительно тихом офисе. Что уж говорить о тех рабочих местах, где наличие шума обусловлено производственным процессом.

Негативное воздействие шума и вибрации на человека не ограничивается поражением органов слуха. В первую очередь страдает структура головного мозга, вызывая отклонения в организме в целом.

Мы начинаем слышать звук, если его интенсивность превышает порог слышимости (10 дБ). При увеличении интенсивности шума до 130 – 140 дБ возникают болевые ощущения и поражения слухового аппарата (акустическая травма). При увеличении интенсивности шума до 186 дБ происходит разрыв барабанных перепонок. При шуме 196 дБ повреждаются ткани лёгких.

Однако шум небольшой интенсивности (50 – 60 дБ) также вреден для человека. Если такое воздействие постоянно, у сотрудников могут возникнуть заболевания сердечно-сосудистой системы, психические отклонения, заболевания желудочно-кишечного тракта. И, собственно, само снижение слуха (тугоухость).

Если у вас нет возможности уменьшить шум на рабочих местах, то необходимо обеспечить сотрудников средствами индивидуальной защиты (СИЗ). Так, «беруши» эффективны для снижения уровня шума на средних и высоких частотах на 10 – 15 дБ. Наушники и каски снижают уровень шума на 7 – 38 дБ в частотном диапазоне 125 – 8000 Гц. Шлемофоны и каски снижают уровень шума на 30 – 40 дБ в диапазоне частот 125 – 8000 Гц.

Литература:

-  СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

-  СП 51.13330.2011 «Защита от шума» (актуализированная редакция СНиП 23-03-2003).

-  ГОСТ 12.1.036-81 «Система стандартов безопасности труда. Шум. Допустимые уровни в жилых и общественных зданиях».

-  ГОСТ 23337-2014 «Шум. Методы измерения шума на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий».

-  МУК 4.3.2194-07 «Контроль уровня шума на территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях».

- ГОСТ 31297-2005, ИСО 8297:1994 «Шум. Технический метод определения уровней звуковой мощности промышленных предприятий с множественными источниками шума для оценки уровней звукового давления в окружающей среде».

- ГОСТ 31296.1-2005, ИСО 1996-1:2003 «Шум. Описание, измерение и оценка шума на местности. Часть 1. Основные величины и процедуры оценки».

- ГОСТ 31296.2-2006, ИСО 1996-2:2007 «Шум. Описание, измерение и оценка шума на местности. Часть 2. Определение уровней звукового давления».

- ФР.1.36.2014.18050 «МИ ПКФ-14-009. «МИ ПКФ-14-009. Методика измерений средних по времени (эквивалентных) уровней звука и уровней звукового давления в помещениях жилых и общественных зданий при постоянном и колеблющемся (непрерывном) временном характере шума».

- ГОСТ Р ИСО 9612-2013 «Акустика. Измерения шума для оценки его воздействия на человека. Метод измерений на рабочих местах».

- ГОСТ 12.1.003-83 «Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности».

- ГОСТ 12.1.020-79 «Система стандартов безопасности труда. Шум. Метод контроля на морских и речных судах».

- ГОСТ 31169-2003, ИСО 11202:1995 «Шум машин. Измерение уровней звукового давления излучения на рабочем месте и в других контрольных точках. Ориентировочный метод измерений на месте установки».

- ГОСТ 31171-2003, ИСО 11200:1995 «Шум машин. Руководство по выбору метода определения уровней звукового давления излучения на рабочем месте и в других контрольных точках».

- ГОСТ 31172-2003, ИСО 11201:1995 «Шум машин. Измерение уровней звукового давления излучения на рабочем месте и в других контрольных точках. Технический метод в существенно свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью».

- ГОСТ 31336-2006, ИСО 2151:2004 «Шум машин. Технические методы измерения шума компрессоров и вакуумных насосов».

- ГОСТ Р 51616-2000 «Автомобильные транспортные средства. Шум внутренний. Допустимые уровни и методы испытаний».

- ГОСТ ИСО 11205-2006 «Шум машин. Определение уровней звукового давления излучения на рабочем месте и в других заданных точках по интенсивности звука. Технический метод».

- МУ 1844-78 «Методические указания по проведению измерений и гигиенической оценки шумов на рабочих местах».

- ФР.1.36.2014.17745 «МИ ПКФ-14-010. Методика измерений эквивалентного уровня звука на рабочем месте на основе стратегии трудовой функции».

- ФР.1.36.2014.17749 «МИ ПКФ-14-011. Методика измерений эквивалентного уровня звука на рабочем месте на основе стратегии рабочей операции».

- СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

- СанПиН 2.2.2.540-96 «Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ».

- ГОСТ 12.1.012-2004 «Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования».

- ГОСТ 31191.1-2004, ИСО 2631-1:1997 «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования».

- ГОСТ 31191.4-2006, ИСО 2631-4:2001 «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 4. Руководство по оценке влияния вибрации на комфорт пассажиров и бригады рельсового транспортного средства».

- ГОСТ 31191.5-2007, ИСО 2631-5:2004 «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 5. Вибрация, содержащая множественные ударные импульсы».

- ГОСТ 31316-2006, ИСО 5007:2003 «Вибрация. Лабораторный метод оценки вибрации, передаваемой через сиденье оператора машины. Тракторы сельскохозяйственные колесные».

- ГОСТ 31318-2006, ЕН 13490-2001 «Вибрация. Лабораторный метод оценки вибрации, передаваемой через сиденье оператора машины. Напольный транспорт».

- ГОСТ 12.1.049-86 «Система стандартов безопасности труда. Вибрация. Методы измерения на рабочих местах самоходных колесных строительно-дорожных машин».

- ГОСТ 31319-2006, ЕН 14253:2003 «Вибрация. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Требования к проведению измерений на рабочих местах».

- ГОСТ 12.1.047-85 «Система стандартов безопасности труда. Вибрация. Метод контроля на рабочих местах и в жилых помещениях морских и речных судов».

- ГОСТ Р ИСО/ТС 10811-1-2007 «Вибрация и удар. Вибрация в помещениях с установленным оборудованием. Часть 1. Измерения и оценка».

- МУ 3911-85 «Методические указания по проведению измерений и гигиенической оценки производственных вибраций».

- ФР.1.36.2014.18774 «МИ ПКФ-14-014. Методика измерений ускорения общей производственной вибрации, передающейся через ноги стоящего человека».

- ГОСТ 31192.1-2004, ИСО 5349-1:2001 «Вибрация. Измерение локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования».

- ГОСТ 31192.2-2005, ИСО 5349-2:2001 «Вибрация. Измерение локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2. Требования к проведению измерений на рабочих местах».

- СП 118.13330.2012 «Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 31-06-2009 (с Изменением № 1)».

- ГОСТ 31191.2-2004, ИСО 2631-2:2003 «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2. Вибрация внутри зданий».

- МР 2957-84 «Методические рекомендации по измерению и гигиенической оценке вибрации в жилых помещениях».

- ФР.1.36.2014.17499 «МИ ПКФ 14-007. Методика измерений виброускорения в жилых и общественных помещениях».

            - Приказ Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации «Об утверждении перечней вредных и (или) опасных производственных факторов и работ, при выполнении которых проводятся предварительные и периодические медицинские осмотры (обследования), и Порядка проведения обязательных предварительных и периодических медицинских осмотров (обследований) работников, занятых на тяжелых работах и на работах с вредными и (или) опасными условиями труда» от 12.04.2011, № 302н.

            - Серия справочных изданий по экологическим и медицинским измерениям «Энциклопедия «Экометрия», М., Госстандарт России, Минздрав России, МЧС России, Минтруд России.