Действие вибраций на человека
Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий.
Между ответными реакциями организма и уровнем воздействующей вибрации нет линейной зависимости. Причину этого явления видят в резонансном эффекте. При повышении частот колебаний более 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20 – 30 Гц, при горизонтальных – 1,5 – 2 Гц.
Особое значение резонанс приобретает по отношению к органу зрения. Расстройство зрительных восприятий проявляется в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости, резонансными являются частоты 3 – 3,5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4 – 6 Гц.
Вибрационная патология стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний. Рассматривая нарушения состояния здоровья при вибрационном воздействии, следует отметить, что частота заболеваний определяется величиной дозы, а особенности клинических проявлений формируются под влиянием спектра вибраций. Выделяют три вида вибрационной патологии от воздействия общей, локальной и толчкообразной вибраций.
При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Вибрация является специфическим раздражителем для вестибулярного анализатора, причем линейные ускорения – для отолитового аппарата, расположенного в мешочках преддверия, а угловые ускорения – для полукружных каналов внутреннего уха.
У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуло-вегетативная неустойчивость. Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадением отдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40%, субъективно – потемнением в глазах. Под влиянием общих вибраций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими реактивными изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.
Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот – спазм сосудов.
Длительное систематическое воздействие вибрации приводит к развитию вибрационной болезни, которая включена в список профессиональных заболеваний. Эта болезнь диагностируется, как правило, у работающих на производстве. В условиях населенных мест вибрационная болезнь не регистрируется, несмотря на наличие многих источников вибрации (наземный и подземный транспорт, промышленные источники и др.). Лица, подвергающиеся воздействию вибрации окружающей среды, чаще болеют сердечно-сосудистыми и нервными заболеваниями и обычно предъявляют много жалоб общесоматического характера.
Различают санитарно-гигиеническое и техническое нормирование вибраций.
В первом случае производят ограничение параметров вибрации рабочих мест и поверхности контакта с конечностями работающих, исходя из физиологических требований, и снижающих возможность возникновения вибрационной болезни.
Во втором случае осуществляют ограничение параметров вибрации с учетом не только указанных требований, но и технически достижимого на сегодняшний день для данного вида машин уровня вибрации.
Санитарно-гигиеническое нормирование вибраций регламентирует параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием, ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования», СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».
Документы устанавливают: классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, нормируемые параметры и их допустимые значения, режимы труда лиц виброопасных профессий, подвергающихся воздействию локальной вибрации, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин.
Вибрационная нагрузка на оператора нормируется для каждого направления действия вибрации.
Для локальной вибрации норма вибрационной нагрузки на оператора обеспечивает отсутствие вибрационной болезни, что соответствует критерию "безопасность".
Для общей вибрации нормы вибрационной нагрузки на оператора установлены для категорий вибрации и соответствующих им критериям оценки по табл. 9.1.
Таблица 9.1
Категории вибрации и соответствующие им критерии оценки
| Категория вибрации по санитарным нормам и критерий оценки | Характеристика условий труда | Пример источников вибрации |
| 1 безопасность | Транспортная вибрация, воздействующая на операторов подвижных самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, агрофонам и дорогам, в том числе при их строительстве | Тракторы, сельскохозяйственные и промышленные, машины для обработки почвы, уборки и посева сельскохозяйственных культур; автомобили, строительно-дорожные машины, в том числе бульдозеры, скреперы, грейдеры, катки, снегоочистители и т.п.; самоходный горно-шахтный транспорт. |
| 2 граница снижения производительности труда | Транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на операторов машин с ограниченной подвижностью, перемещающихся только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок | Экскаваторы, краны промышленные и строительные, машины для загрузки мартеновских печей; горные комбайны; шахтные погрузочные машины; самоходные бурильные каретки; путевые машины бетоноукладчики; напольный производственный транспорт |
| 3 тип "а" граница снижения производительности труда | Технологическая вибрация, воздействующая на операторов стационарных машин и оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации | Станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечнопрессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, насосные агрегаты, вентиляторы, буровые станки, оборудование промышленности стройматериалов (кроме бетоноукладчиков), установки химической и нефтехимической промышленности, стационарное оборудование сельскохозяйственного производства |
| 3 тип "в" комфорт | Вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом | Диспетчерские, заводоуправления, конструкторские бюро лаборатории, учебные помещения, вычислительные центры, конторские помещения, здравпункты и т.д. |
ЗАЩИТА ОТ ШУМА
Среди основных чувств человека слух и зрение играют важнейшую роль - позволяют человеку владеть звуковыми и зрительными информационными полями.
Длительное воздействие шума может привести к ухудшению слуха, а в отдельных случаях – к глухоте. Шумовое загрязнение среды на рабочем месте неблагоприятно воздействует на работающих: снижается внимание, увеличивается расход энергии при одинаковой физической нагрузке, замедляется скорость психических реакций и т.п. В результате снижается производительность труда и качество выполняемой работы.
Понятие звук, как правило, ассоциируется со слуховыми ощущениями человека, обладающего нормальным слухом. Слуховые ощущения вызываются колебаниями упругой среды, которые представляют собой механические колебания, распространяющиеся в газообразной, жидкой или твердой среде и воздействующие на органы слуха человека. При этом колебания среды воспринимаются как звук только в определенной области частот (16 Гц - 20 кГц) и при звуковых давлениях, превышающих порог слышимости человека.
Частоты колебаний среды, лежащие ниже и выше диапазона слышимости, называются соответственно инфразвуковыми и ультразвуковыми. Они не имеют отношения к слуховым ощущениям человека и воспринимаются как физические воздействия среды.
Человек ощущает звук в широком диапазоне звуковых давлений pзв. Стандартным порогом слышимости называют эффективное значение звукового давления (интенсивности), создаваемого гармоническим колебанием с частотой f = 1000 Гц, едва слышимым человеком со средней чувствительностью слуха.
Понятие "шум" весьма субъективно. Всякий нежелательный в данный момент звук (или звуки) человек воспринимает как шум. Одни и те же звуки разными людьми могут восприниматься по-разному.
Машины и механизмы, используемые на производстве, являются источниками звуков различной частоты и интенсивности, изменяющихся во времени. Поэтому производственный шум определяется как совокупность звуков различной интенсивности и частоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у работающих неприятные субъективные ощущения.
Производственный шум характеризуется спектром, который состоит из звуковых волн разных частот.
При исследовании шумов обычно слышимый диапазон 16 Гц - 20 кГц разбивают на полосы частот и определяют звуковое давление, интенсивность или звуковую мощность, приходящиеся на каждую полосу.
Спектр шума - распределение уровней звукового давления, интенсивности или мощности пооктавным полосам частот.
Полоса частот, верхняя граница которой превышает нижнюю в два раза, т.е. f2 = 2 f1 , называется октавой.
Существует стандартный ряд среднегеометрических частот октавных полос, в которых рассматриваются спектры шумов (fсг мин = 31,5 Гц, fсг макс = 8000 Гц).
По частотной характеристике различают шумы:
- низкочастотные ( fсг < 250);
- cреднечастотные (250 < fсг <= 500);
- высокочастотные (500 < fсг <= 8000).
Производственные шумы имеют различные спектральные и временные характеристики, которые определяют степень их воздействия на человека. По этим признакам шумы подразделяют на несколько видов (табл.1).
Таблица 1
Классификация шумов
| Способ классификации | Вид шума | Характеристика шума |
| По характеру спектра шума | широкополосные | Непрерывный спектр шириной более одной октавы |
| тональные | В спектре которого имеются явно выраженные дискретные тона | |
| По временным характеристикам | постоянные | Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется не более чем на 5 дБ(А) |
| непостоянные: | Уровень звука за 8 часовой рабочий день изменяется более чем на 5 дБ(А) | |
| колеблющиеся во времени | Уровень звука непрерывно изменяется во времени | |
| прерывистые | Уровень звука изменяется ступенчато не более чем на 5 дБ(А), длительность интервала 1с и более | |
| импульсные | Состоят из одного или нескольких звуковых сигналов, длительность интервала меньше 1с |
По природе возникновения шумы машин или агрегатов делятся на:
- механические,
- аэродинамические и гидродинамические,
- электромагнитные.
При работе различных механизмов, агрегатов, оборудования одновременно могут возникать шумы различной природы.
Нормирование шума призвано предотвратить нарушение слуха и снижение работоспособности и производительности труда работающих.
Для разных видов шумов применяются различные способы нормирования.
Дляпостоянных шумовнормируются уровни звукового давления LPi (дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Для ориентировочной оценки шумовой характеристики рабочих мест допускается за шумовую характеристику принимать уровень звука L в дБ(А).
Нормативным документом, регламентирующим уровни шума для различных категорий рабочих мест служебных помещений, в жилых помещениях, общественных зданиях и на территории жилой застройки, являются ГОСТ 12.1.003-83 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности», ГОСТ 27409-97 «Шум. Нормирование шумовых характеристик стационарного оборудования. Основные положения», СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».
Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового давления) в дБ в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБА для жилых и общественных зданий и их территорий следует принимать в соответствии со СНиП 23-03-2003 "Защита от шума".
Защита от шума должна обеспечиваться:
- разработкой шумобезопасной техники;
- применением средств и методов коллективной защиты, в том числе строительно-акустических;
- применением средств индивидуальной защиты.
Методы и средства коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяются на строительно-акустические, архитектурно-планировочные и организационно - технические и включают в себя:
- изменение направленности излучения шума;
- рациональную планировку предприятий и производственных помещений;
- акустическую обработку помещений;
- применение звукоизоляции.
К архитектурно-планировочным решениям также относится создание санитарно-защитных зонвокруг предприятий. По мере увеличения расстояния от источника уровень шума уменьшается. Поэтому создание санитарно-защитной зоны необходимой ширины является наиболее простым способом обеспечения санитарно-гигиенических норм вокруг предприятий.
Выбор ширины санитарно-защитной зоны зависит от установленного оборудования, например, ширина санитарно-защитной зоны вокруг крупных ТЭС может составлять несколько километров. Для объектов, находящихся в черте города, создание такой санитарно-защитной зоны порой становится неразрешимой задачей. Сократить ширину санитарно-защитной зоны можно уменьшением шума на путях его распространения.
Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяются в том случае, если другими способами обеспечить допустимый уровень шума на рабочем месте не удается. Принцип действия СИЗ – защитить наиболее чувствительный канал воздействия шума на организм человека – ухо. Применение СИЗ позволяет предупредить расстройство не только органов слуха, но и нервной системы от действия чрезмерного раздражителя. Наиболее эффективны СИЗ, как правило, в области высоких частот. СИЗ включают в себя противошумные вкладыши (беруши), наушники, шлемы и каски, специальные костюмы.
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Электрический ток используется в настоящее время во всех сферах деятельности человека, как источник энергии удобный в транспортировке и применении.
При всех преимуществах применения электроэнергии нельзя игнорировать опасность электричества для человека.
Большинство специалистов и исследователей в области электробезопасности указывают на следующие действия, которые производит электрический ток, проходя через организм человека:
- термическое действие – проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве до высоких температур внутренних тканей человека, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства;
- электролитическое действие – проявляется в разложении органической жидкости, в том числе и крови, что вызывает значительные нарушения их физико-химического состава;
- механическое действие – приводит к разрыву тканей и переломам костей;
- биологическое действие - проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей в организме, а также в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, присущих нормально действующему организму.
Все многообразие действий электрического тока на организм человека приводит к различным электротравмам.
Электротравма – травма (резкое, внезапное изменение здоровья человека), вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги.
Условно все электротравмы можно свести к следующим видам:
Электрический удар.
Приводит к возбуждению живых тканей. Различают несколько степеней тяжести электротравм при электрическом ударе:
- электротравма I степени — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
- электротравма II степени — судорожное сокращение мышц с потерей сознания;
- электротравма III степени — потеря сознания и нарушение функций сердечной деятельности или дыхания (не исключено и то и другое);
- электротравма IV степени — клиническая смерть.
2.Электрический ожог.
Электрические ожогивстречаются в 40% случаев и бывают двух видов:
-токовый (контактный) – ток проходит непосредственно через тело человека;
- дуговой–связан с тепловым воздействием электрической дуги.
Ожоги могут быть поверхностными или глубокими, сопровождающимися поражениями не только кожи, но и подкожной ткани, жира, мышц, нервов, костей. В последних случаях, как показывает опыт, заживление ожога идет медленно.
Вследствие значительного сопротивления кожи наблюдаются преимущественно поверхностные ожоги. Однако при большой частоте тока могут иметь место ожоги внутреннего характера, даже без заметного повреждения поверхности кожи.
Различают четыре степени электрических ожогов:
- I степень – покраснение кожи;
- II степень – образование пузырей;
- III степень – обугливание кожи;
- IV степень – обугливание подкожной клетчатки, мышц, сосудов, нервов, костей.
Металлизация кожи.
Пропитывание кожи мельчайшими парообразными или расплавленными частицами металла под влиянием механического или химического воздействия тока. Пораженный участок кожи приобретает жесткую поверхность и своеобразную окраску. В большинстве случаев металлизация излечивается, не оставляя на коже следов.
4. Электрический знак.
Специфические поражения, вызываемые механическими, химическими или их совместными воздействиями тока. Пораженный участок кожи практически безболезнен, вокруг него отсутствуют воспалительные процессы. Со временем он затвердевает, и поверхностные ткани отмирают. Электрознаки обычно быстро излечиваются.
5. Механическое повреждение организма.
Механические повреждениявстречаются в 0,5% случаев и являются следствием резких, непроизвольных сокращений мышц под действием тока, проходящего через тело человека. Механические повреждения возникают при относительно длительном нахождении человека под напряжением до 380 В и представляют собой разрывы сухожилий, кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани. Могут иметь место вывихи суставов и, даже, переломы костей.
6. Электроофтальмия.
Поражение глаз ультрафиолетовыми лучами, источником которых является электрическая дуга. В результате электроофтальмии через несколько часов наступает воспалительный процесс.
Таблица 1
Действие электрического тока на организм человека
| Сила тока, мА | Переменный ток 50 — 60 Гц | Постоянный ток |
| 0,6 — 1,5 | Начало ощущения - слабый зуд, пощипывание кожи | Не ощущается |
| 2 — 3 | Ощущение тока распространяется и на запястье руки, слегка сводит руку | Не ощущается |
| 5 - 7 | Болевые ощущения, судороги в руках | 3yд. Ощущение нагревания |
| 8 — 10 | Руки с трудом, но еще можно оторвать от электродов. Сильные боли в руках и судороги | Усиление нагревания |
| 20 — 25 | Руки парализуются мгновенно, оторвать их от электродов невозможно. Очень сильные боли в руках и груди. Затрудняется дыхание | Еще большее усиление нагревания, незначительное сокращение мышц рук |
| 50 — 80 | Дыхание парализуется. Начало трепетания желудочков сердца | Сильное ощущение нагревания. Сокращение мышц рук. Судороги. Затруднение дыхания |
| 90 — 100 | Паралич дыхания и фибрилляция через 1-3 с. | Паралич дыхания |
Причины поражения электрическим током условно можно разделить на следующие группы:
1. Технические: обусловлены несоответствием электроустановок и защитных средств требованиям электробезопасности.
2. Организационно - технические: невыполнение или неполное выполнение организационных или технических мероприятий, несоблюдение правил электробезопасности, несвоевременная замена неисправных электроустановок, использование не проектных электроустановок.
3. Организационно - социальные: нарушение производственной и трудовой дисциплины.
Исход поражения человека электрическим током и тяжесть электротравмы зависят от многих факторов.