Краткие теоретические сведения по теме занятия

С действием шума ученые связывают рост нервных, сердечно-сосудистых заболеваний, язвенной болезни и развитие тугоухости у рабочих и городского населения, подвергающихся воздействию транспортного и промышленного шума. Шум оказывает вредное воздействие на центральную нервную систему, вызывая переутомление и истощение клеток коры головного мозга. Под влиянием шума возникает бессонница, быстро развивается утомление, понижается внимание, нарушается координация движений, равновесие тела, снижается общая работоспособность и производительность труда.

Ультразвуки (неслышимые человеком звуки) представляют собой механические колебания упругой среды и отличаются от звуковых волн более высокой частотой, превышающей верхний порог слышимости (20000 Гц). Диапазон ультразвуковых колебаний чрезвычайно широк (от 2×10 до 10 Гц). В качестве источников ультразвука применяют акустические преобразователи различного типа (пьезоэлектрические, магнитострикционные, сирены и др.). В технологических процессах чаще всего применяют низкочастотные (22000-30000 Гц) ультразвуковые источники. Генерирование ультразвуковых колебаний сопровождается слышимым шумом.

Воздействие ультразвуковых колебаний на организм работающих происходит через воздух (воздушное облучение) и вследствие непосредственного контакта рук работающего со средами, в которых возбуждены колебания (контактный путь воздействия). При длительном и систематическом облучении ультразвук вызывает головную боль, головокружение, быструю утомляемость, расстройство сна ночью, сонливость днем, раздражительность, повышение чувствительности к звукам. К концу смены наблюдается повышение температуры тела, снижение частоты пульса, замедление психофизиологических реакций на внешние раздражения (в том числе на сигналы об опасности).

При контактном воздействии ультразвук может вызвать серьезные локальные нарушения в тканях (воспалительные реакции, некроз – отмирание тканей, разрыв кровеносных сосудов- внутреннее кровоизлияние и др.).

Существенную опасность представляют ультразвуковые установки мощностью 6-7 Вт/см , так как их воздействие может приводить к частичному (иногда полному) параличу пальцев рук, кистей и предплечья. Ввиду опасности непосредственный контакт с источниками ультразвука недопустим.

Нормирование шума.

Важным средством профилактики вредного действия шума является соблюдение гигиенических нормативов, изложенных в ГОСТ 12.1.003–83 "Шум. Общие требования безопасности".

Тональным называется шум, в котором прослушивается звук определенной частоты.

Импульсным считается шум, воспринимаемый как отдельные удары и состоящий из одного или нескольких импульсов звуковой энергии; при этом продолжительность каждого импульса меньше, чем 1с.

Постоянным считается шум, уровни которого во времени изменяются не более чем на 5дБ (например, шум от постоянно работающих насосных или вентиляционных установок).

Прерывистым считается постоянный шум, который прерывается паузами продолжительностью в несколько часов, минут или секунд; при этом время, в течение которого шум остается постоянным, составляет 1с или более (например, шум от лифтов или холодильных установок).

Нормируемым параметром непостоянного шума является эквивалентный уровень звука (L_экв), выраженный в дБА. Непостоянным шумом считается шум, уровни которого во времени изменяются более чем на 5 дБ (например, все виды транспортных шумов).

Эквивалентный уровень звука данного непостоянного шума представляет собой уровень звука постоянного, широкополосного не импульсного шума, оказывающего такое же воздействие на человека, как и данный непостоянный шум.

Величина L_экв определяется (рассчитывается) на основании измерения уровней звука в дБА в течение наиболее шумных 30 мин. При этом уровни звука непостоянного шума могут записываться на ленте регистратора уровня или определяться по показаниям шумомера через достаточно короткие интервалы времени (порядка 1 с). Измеренные уровни звука в дБА разбиваются на классы с диапазоном 5 дБ (например, к классу 60 дБА относятся все уровни от 58 до 62 дБА).

Эквивалентный уровень звука, дБ, рассчитывают по формуле:

(1)

где L_i – средний уровень звука класса i, дБА; t_i – время воздействия шума класса i, в % от общего времени измерения.

Нормирование ультразвука.

Понятие "ультразвуковые установки" является в известной мере условным, так как к ним нередко относят установки, в которых используются частоты звукового диапазона. Низкочастотные ультразвуковые установки (22 – 30 кГц) обычно генерируют интенсивный шум в звуковом диапазоне частот.

На рабочих местах, на которых не удается добиться снижения шума до допустимых уров­ней техническими средствами или это нецелесообразно по технико-экономическим соображениям, применяют средства индивидуальной защиты от шума (СИЗ). Их основное назначение заключается в том, чтобы защитить организм человека от вредного воздействия шума.

Применение СИЗ позволяет предупредить расстройство не только слуха и, как следствие, профессиональную глухоту (тугоухость), но и другие заболевания и расстройства (шумовая болезнь, нарушения со стороны сердечно-сосудистой и нервной систем и др.). Применение СИЗ в неблагоприятных по акустическому микроклимату условиях труда (ткацкие, прядильные, крутильные, вязальные цехи и др.) спо­собствует улучшению работоспособности человека. В соответствии с ГОСТ12.1.029-80 «ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация» (СТ СЭВ 1928—79)СИЗ от шума делятся на противошумные вкладыши (заглушки), противошумные наушники, противошумные шлемы, противошумные каски (рис. 2) и противошумные костюмы. Вкладыши перекрывают наружный слуховой проход или прилегают к нему. Наушники закрывают ушную раковину снаружи. Шлемы и каски закрывают вместе с ушами часть головы, препятствуя проникновению звуковой энергии через кости черепа. Противошумные костюмы закрывают тело человека и его голову или ее часть.

Рис. 1. Противошумные наушники 1 — бумажная чашка; 2 — матерчатый чехол; 3—матерчатый налобник; 4 — матерчатый наголовный ремень; 5 — резиновая тесьма; 6—металлическая пряжка; 7 — металличская петля

Эффективность перечисленных СИЗ, как правило, максимальна в области высоких частот, наиболее вредных и неприятных для человека. Подбор СИЗ от шума проводят исходя из условия

L_i – (L _{э i} +D L_i) £L_{i доп}, (2)

где L_i - уровень звукового давления в i -й октавной полосе частот на рабочем месте, дБ; L _{э i} - эффективность СИЗ от шума в i -й октавной полосе частот по нормативно-технической документации (по техническому паспорту данного СИЗ), дБ;D L_i - поправка на надежность защиты от шума, принимаемая в зависимости от частоты звука:

Частота, Гц125 250 500 100020004000 8000

D L_i, дБ-5-5 -5 -10 -10 -10 -10

L_{i доп} - допустимый уровень звукового давления для данного конкретного рабочего места в i -й октавной полосе частот, дБ.

Простейшим СИЗ от шума являются вкладыши, изготовляемые из мягких эластичных материалов - резины, пластмасс, различных волокон. Их вводят непосредственно в наружную часть слухового прохода и оставляют там без дополнительных средств поддержания. При правильном положении вкладыша воздушный объем между ним и барабанной перепонкой должен составлять примерно 0,5 см при поперечном сечении слухового прохода в костной его части 0,5 см².В этом случае замкнутая полость наружного слухового прохода вмес­те с ушной барабанной перепонкой представляет собой резонатор, частота собственных колебаний которого составляет примерно 1300 Гц.

При наличии заболеваний кожи наружного слухового прохода поль­зоваться вкладышами противопоказано. В этом случае следует применять наушники. Наушники (см. рис. 1) обычно состоят из двух корпусов (чашек) и оголовья. Корпуса изготовляют из пластмасс или легкого металла, а внутри них для повышения эффективности шумоглушения помещают слой (или несколько слоев) звукопоглощающего материала. Для обеспечения плотного прилегания наушника к околоушной поверхности на стороне корпуса, обращенной к голове, предусмотрены мягкие уплотнительные протекторы. Чаще всего их выполняют из тонкой пленки в виде полых камер, заполненных вязким глицерином, вазелином, силиконовым маслом или эластичным пористым материалом (пенополиуретаном).

Оголовье служит для удержания наушников и их прижатия к околоушной области. Обычно его делают металлическим или пластмассовым, пружинящим и регулируемым по размеру головы.

Наушники, как правило, в области средних и высоких частот обладают большей эффективностью, чем вкладыши. Однако в ряде случаев они неудобны в эксплуатации из-за сравнительно большой массы (от 70 до 280 г и более), наличия прижима к околоушной области и вследствие этого запотевания кожи под наушниками при повышенной температуре и влажности воздуха и др. Поэтому наушники чаще всего применяют в тех случаях, когда требуется периодическая (непостоянная) защита от шума.

Лицам, длительное время работающим в условиях повышенного уровня шума, действующего на органы слуха в течение всей смены (ткачи, крутильщицы, кузнецы, испытатели моторов, рабочие других шумных профессий), необходимо привыкать к СИЗ от шума постепенно- в течение одного - двух месяцев, что позволит перестроиться организму без возможных неприятных ощущений. Если данное СИЗ в течение всей рабочей смены применять невозможно, рекомендуется использовать его периодически. Это позволит частично восстановить чувствительность органа слуха и снизить его утомление.

Имеются попытки снижения вредного воздействия производственного шума посредством озвучивания наушников при помощи встроенных небольших громкоговорителей, в которые подается музыкальная программа. Такие наушники должны иметь индивидуальную регулировку громкости и возможность выбора программы.

В настоящее время разрабатываются новые типы наушников, в которых будет использован принцип активного гашения шума путем создания под наушником с помощью размещаемого в нем миниатюрного электронного устройства звуковых колебаний, по фазе сдвинутых на половину периода проникающего через наушник шума.

Шлемы целесообразно применять для защиты человека от особо интенсивного шума (свыше 120 дБ), когда он воспринимается не только непосредственно органом слуха, но и проникает в организм вследствие костной проводимости через кости черепа. Шлемы закрывают большую часть головы, защищая ее не только от шума, но и от ушибов, холода и др. Некоторые типы выпускаемых за рубежом наушников и вкладышей являются амплитудно-чувствительными, их эффективность возрастает с увеличением уровней шума. Особенно они эффективны при защите от импульсных шумов.

Из наушников отечественного производства наибольшее распространение в промышленности получили наушники ВЦНИИОТ-2М, ВЦНИИОТ-1 и ВЦНИИОТ-4А. В области низких частот их эффективность сравнительно невелика, что позволяет контролировать работу механизмов на слух и слышать в наушниках разговорную речь и низкочастотные предупредительные сигналы.

Среди вкладышей наиболее распространены «Беруши», изготовляемые из волокнистого материала ФПП-Ш.

Готовятся к производству новые конструкции СИЗ от шума. К числу наиболее совершенных относятся противошумные наушники «Салво», которые будет выпускать фабрика пластмассовых изделий «Салво» (Таллин). Эти наушники имеют относительно плоский корпус, изготовленный из ударопрочной пластмассы. В качестве звукопоглотителя используется слой пенополиуретана (толщиной 10 мм), заключенный в плоский корпус наушника. Уплотняющий протектор выполнен из мелкопористого полиуретана, заключенного в тонкую высокоэластичную пленку. Такая конструкция значительно улучшает гигиенические характеристики наушников, делает их более удобными для человека, чем наушники с протекторами с жидким заполнителем. Наушники имеют узел крепления для серийно выпускаемой защитной каски «Салво», позволяющий вывести наушники в любое положение (вперед, вверх или назад), а также при необходимости в фиксированное нерабочее положение, когда они отведены на 10-15 мм от ушной раковины.

Из вкладышей наиболее совершенны противошумные вкладыши «Грибок» и «Лепесток», которые также готовятся к производству. Эти вкладыши отличаются удобством применения, эстетичны, не токсичны, эластичны и в то же время достаточно прочны. Они изготавливаются из силиконовой резины.

Таблица 1.

Эффективность СИЗ от шума

Вкладыши «Лепесток» представляют собой тонкий стержень, на котором расположены пять утончающихся к периферии дисков с постепенно уменьшающимся к вершине диаметром (от 14 до 8 мм). Достаточно высокая эффективность в диапазоне низких частот позволит использовать эти вкладыши не только в производственных условиях, но и в быту. Давление, оказываемое на стенки слухового канала такими дисками (эффект распирания), минимальное.

Эффективность различных СИЗ от шума приведена в табл. 1.

Важнейшие характеристики различных СИЗ от шума даны ниже:

Таблица 2.

Допустимые уровни звукового давления, дБ, уровни звука, дБА и эквивалентные уровни звука на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий

Нормирование инфразвука. Для создания благоприятных условий на производстве в качестве основы для оценки инфразвука должен быть принят тот же критерий, что и для оценки шума, то есть критерий сохранения здоровья.

Практически рассматриваемая теория количественной оценки шума может быть применена для инфразвукового и акустического диапазонов частот, то есть от 1 до 8000 Гц.

Для определения численных значений предельных величин шума, в октавных полосах частот в диапазоне 1–8000 Гц, предлагается следующая формула, отражающая данную закономерность:

(3)

где [Li] –– предельно допустимый уровень звукового давления для i– ой октавной полосы;

L_б – базовый уровень звукового давления, соответствующий обозначению предельного спектра (ПС) в октавной полосе со среднегеометрической частотой 1000 Гц, устанавливаемой в зависимости от места пребывания человека;

f_i – среднегеометрическая частота заданной октавной полосы, для которой определяется предельное значение;

f₀ – среднегеометрическая частота первой октавной полосы, равная 1 Гц, относительно которой рассматривается положение других октав.

В качестве октавного предельно допустимого спектра низкочастотного и инфразвукового шума на рабочих местах в работе рекомендованы следующие численные значения: на среднегеометрической частоте 63 Гц – 99 дБ, 31 Гц – 102 дБ, 16 Гц – 105 дБ, 8 Гц – 108 дБ, 4 Гц – 111 дБ, 2 Гц – 114 дБ, 1 Гц – 117 дБ, 0,5 Гц – 120 дБ.

Нормирование инфразвука в окружающей среде производят по санитарным правилам и нормам СанПиН 42-128-4948–89.

Нормируемыми параметрами постоянного инфразвука на территории жилой застройки являются уровни звукового давления L, значения которых в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2; 4; 8; 16; 31,5 Гц не должны превышать 90 дБ, а в 1/3-октавных полосах со среднегеометрическими частотами 1,6; 2; 2,5; 3,3,5; 4; 5; 6,3; 8;10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40 Гц уровни звукового давления не должны превышать 80 дБ (внутри здания уровень инфразвука не нормируется).