Влияние шума и звука на человека

ВВЕДЕНИЕ

     Механическими колебаниями называют периодически повторяющиеся движения, вращательные или возвратно-поступательные, к которым, в частности, относятся вибрация и шум.

Все действия человека и все компоненты среды  обитания, прежде всего технические средства и технологии, кроме позитивных свойств и результатов, обладают способностью генерировать травмирующие и вредные факторы, в том числе механические колебания. При этом любое новое

позитивное  действие или результат неизбежно  сопровождается возникновением новых негативных факторов.

     Вибрация и шум оказывают в большинстве своем вредное влияние на физическое состояние человека: угнетают центральную нервную систему, вестибулярный аппарат, вызывают изменение скорости дыхания и пульса, способствуют нарушению обмена веществ, возникновению сердечнососудистых заболеваний, гипертонической болезни, приводят к профессиональным заболеваниям. Лишь малая доля вибрации и

шума  приходится на положительное воздействие  на организм человека.

     Значительным техногенным опасностям подвергается человек при попадании в зону действия технических систем: транспортные магистрали, зоны излучения радио- и телепередающих систем, промышленные зоны

и т.п. Уровни опасного воздействия на человека в  этом случае определяются характеристиками технических систем и длительностью пребывания человека в опасной зоне. действиями человека при их использовании.  
 
 
 
 
 

ГЛАВА1.ВЛИЯНИЕ ВИБРАЦИИ И ШУМА НА ЧЕЛОВЕКА.

Влияние вибрации на человека.

     Вибрация - это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под действием переменных сил. Вибрацией также называют механические колебания механизмов и машин или механические колебания

в области  инфразвуковых (дозвуковых) и частично звуковых частот. Диапазон колебаний, воспринимаемых человеком как вибрация при непосредственном контакте с колеблющейся поверхностью, лежит в пределах 12-8000 Гц. Механические колебания, оказывающее ощутимое влияние на человека лежат в частотном диапазоне 1,6-1000 Гц. Колебания с частотой до 12 Гц воспринимаются всем телом как отдельные толчки.

     Вибрация действует на человека по разному, может прямым путем мешать выполнению рабочих операций или косвенно отрицательно влиять на работоспособность человека. Можно рассматривать вибрацию как сильный стресс-фактор, оказывающий отрицательное влияние на психомоторную работоспособность, эмоциональную сферу и умственную деятельность человека и повышающий вероятность возникновения несчастных случаев.

Обычно  в спектре вибрации преобладают  низкочастотные колебания, отрицательно действующие на организм. Низкочастотная вибрация вызывает нарушение координации движения,  наиболее выраженные изменения отмечаются при частотах 4-11 Гц. Низкочастотная общая вибрация, особенно

резонансного  диапазона, вызывая длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменения моторики гладкой мускулатуры желудка и кишечника,

может приводить к болевым ощущениям в области поясницы, возникновению и прогрессированию дегенеративных изменений позвоночника, заболеваний хроническим пояснично-крестцовым радикулитом, хроническим гастритом. Некоторые виды вибрации неблагоприятно воздействуют на нервную и сердечнососудистую системы, вестибулярный аппарат. При воздействии вестибулярных раздражителей нарушаются восприятие и оценка времени, снижается скорость переработки информации. Наиболее вредное влияние на организм человека оказывает вибрация, частота которой совпадает с частотой собственных колебаний отдельных органов.

     Длительное влияние вибрации приводит к стойким патологическим нарушениям в организме работающих.

     Вредное действие вибрации усиливают шум, охлаждение, переутомление, значительное мышечное напряжение, алкогольное опьянение и др.

По степени  выраженности патологического процесса выделяют 4 стадии заболевания: I - начальная, II - умеренно выраженная, III - выраженная, IV - генерализованная (встречается крайне редко). Помимо стадий, отмечают наиболее типичные синдромы: ангиодистонический, ангиоспастический, вегетативного полиневрита, невротический, вегетомиофасцита, диэнцефальный и вестибулярный.

     Ткани человека обладают различной способностью к передаче вибрации. Наилучшим проводником вибрации являются кости и мягкие ткани. Суставы же, наоборот, являются эффективными гасителями колебаний. С повышением частоты вибрации амплитуда колебаний частей тела по мере удаления от точки приложения уменьшается. Так, например, в диапазоне частот 50-70 Гц до головы доходит около 10% энергии передаваемой вибрации человеку, находящегося на виброплатформе. Вибрация частотой более 100 Гц практически не передается по телу человека и является большей частью местной.Органы, непосредственно воспринимающие вибрации, делятся на две группы. К первой относятся органы равновесия - вестибулярный аппарат. Информация, посылаемая в мозг вестибулярным аппаратом под воздействием вибрации, может оказаться искаженной, дезориентирующей, а в некоторых случаях раздражающей и вызывающей у человека состояние болезни. Ко второй группе относятся рецепторы,  

расположенные в коже и соединительных тканях. Они выполняют функции осязания, реагируя на более высокие частоты (около 30 Гц). Вибрации оказывают определенное влияние на организм человека также через органы зрения и слуха.

     Характер воздействия вибраций на человека зависит от их длительности. Нарушения физиологических функций организма, наступающие под влиянием вибраций, имеют тенденцию к усилению с увеличением

длительности  воздействия. Высокий вибрационный фон среды представляет опасность для здоровья не только рабочих, в условиях производства, но и для других групп населения. Источниками вибрации в жилых зданиях являются:

транспорт, промышленные установки, инженерно-технологическое  оборудование зданий.

     Вибрации имеют также и полезное  значение.Впервые на этовибрации обратил внимание французский ученый аббат Сен Пьер, который в 1734 г. сконструировал вибрирующее кресло для домоседов, повышающее мышечный тонус и улучшающее циркуляцию крови. В начале XX в. в России профессор Военно-медицинской академии А.Е. Щербак доказал, что умеренная вибрация улучшает питание тканей и ускоряет заживление ран. 

Действие  шума на человека.

     Шум - это совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты, беспорядочно изменяющихся во времени. Шумом также называют механические колебания внешней среды, которые воспринимаются слуховым аппаратом человека (от 16 до 20 тысяч колебаний в секунду). Колебания

большей частоты называют ультразвуком (выше 20 тысяч Гц), меньшей - инфразвуком (менее 16 Гц). Для нормального существования, чтобы не ощущать себя изолированным от мира человеку нужен шум в 10 - 20 дБ (шум листвы, парка или леса).

     Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления - децибелах (дБ). Это давление воспринимается не беспредельно. Уровень шума в 20 - 30 дБ практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон. Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница составляет примерно 80 дБ. Звук в 130 дБ уже вызывает у человека болевое ощущение, при действии шума в 140 дБ возможен разрыв барабанных перепонок, контузия; шум в 150 дБ становится для человека непереносимым, а при высоких шумах более 160 дБ человек может умереть.

Интенсивный шум на производстве способствует снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении работы. Из-за шума снижается производительность труда и ухудшается качество работы. Шум затрудняет

реакцию работающих на предупредительные сигналы  внутрицехового транспорта (автопогрузчики, мостовые краны и т.п.), что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.

     Шум влияет на весь организм человека: угнетает ЦНС, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечнососудистых заболеваний, язвы желудка,

гипертонической болезни, может приводить к профессиональным заболеваниям. Особенно чувствителен к шуму детский и женский организм.

В природе  громкие звуки редки, шум относительно слаб и непродолжителен.    Сочетание звуковых раздражителей дает время животным и человеку, необходимое для оценки их характера и формирования ответной реакции. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Длительный шум неблагоприятно влияет на орган слуха, понижая чувствительность к звуку, вызывая звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости.

     Однако тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, легкий плеск воды и шум прибоя всегда приятны человеку. Они успокаивают его, снимают стрессы. Шум мешает нормальному отдыху и восстановлению сил, нарушает сон. Систематическое недосыпание и бессонница ведут к тяжелым нервным расстройствам. Шум оказывает вредное влияние на зрительный и вестибулярный анализаторы, снижает устойчивость ясного видения и рефлекторной деятельности.

     Негативное влияние шума на органы слуха врачи называют шумовой болезнью - тугоухостью. Помимо частоты и уровня громкости шума, на развитие тугоухости влияют возраст, слуховая чувствительность, продолжительность, характер действия шума, ряд других причин. Болезнь

развивается постепенно, поэтому особенно важно  заранее принять соответствующие  меры защиты от шума. Под влиянием сильного шума, особенно высокочастотного, в  органе слуха происходят необратимые 

изменения. При высоких уровнях шума понижение слуховой чувствительности наступает уже через 1 - 2 года работы, при средних уровнях она обнаруживается гораздо позднее, через 5 - 10 лет.

     Неслышимые звуки также опасны. Ультразвук, занимающий заметное место в гамме производственных шумов, неблагоприятно воздействует на организм, хотя ухо его не воспринимает. Пассажиры самолета часто ощущают состояние недомогания и беспокойства, одной из причин которых является инфразвук. Инфразвуки вызывают у некоторых людей приступы морской болезни. Даже слабые инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, если они носят длительный характер. Некоторые нервные болезни, свойственные жителям промышленных городов, вызываются именно инфразвуками, проникающими сквозь самые толстые стены.

     Уровень уличных шумов обуславливается интенсивностью, скоростью и характером (составом) транспортного потока. Кроме того, он зависит от планировочных решений (продольный и поперечный профиль улиц, высота и плотность застройки) и таких элементов благоустройства, как покрытие

проезжей  части и наличие зеленых насаждений. Каждый из этих факторов способен изменить уровень транспортного шума в  пределах до 10 дБ.  

ГЛАВА2.МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ.

     Защита от звуковых колебаний и вибраций.

В борьбе с производственным шумом используют следующие способы:

Технологические и конструктивные;

Нормирование;

Санитарно-технические;

Лечебно-профилактические.

      Защита работающих от шума может осуществляться как коллективными средствами и способами (ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ. Средства и способы защиты от шума. Классификация), так и индивидуальными

средствами (ГОСТ 12.4.051-87 ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов слуха. Общие технические условия и способы испытаний).

Коллективные  средства защиты в свою очередь разделяются  на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

Понижение шума в источнике достигается путём его конструктивных конфигураций. Это обеспечивается конфигурацией движения деталей, улучшением смазки и класса чистоты трущихся поверхностей, заменой

материалов  и т.д.понижение шума на пути его распространения достигается проведением строительно-акустических мероприятий. Способы понижения шума на пути его распространения реализуются применением: кожухов,

экранов, кабин наблюдения (при дистанционном  управлении), звукоизолирующих перегородок меж помещениями, звукопоглощающих облицовок, глушителей шума и др.

Из средств индивидуальной защиты, позволяющих понизить уровень воспринимаемого звука на 10-45 дБ, можно назвать противошумовые: вкладыши, наушники (антифоны), шлемы и каски (при уровнях 120 дБ и

выше), особые костюмы.

В условиях завышенного шума, при отсутствии особых средств индивидуальной защиты, используйте

подручные средства, так, к примеру, рядовая  вата понижает шум на 6 дБ, вата с жиром – до 18 дБ, воск - до 24 дБ.

В согласовании с “ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ. Вибрационная сохранность. Общие требования” защита от вибрации включает в себя технические и медико-профилактические мероприятия.

     К техническим мерам защиты относятся:

· понижение  вибрации в источнике ее возникновения  путём более чёткой балансировкой крутящихся частей и конфигурацией резонансной частоты системы;

· виброгашение, методом установления устройств  на самостоятельные фундаменты и применение динамических виброгасителей, увеличением массы (инерции) фундаментов либо их жёсткости;

· виброизоляция, препятствующая передаче вибрации от источника (механизма) к защищаемому объекту, и осуществляемая с помощью виброизоляторов (дерево, резина, войлок, пружины, рессоры);

· вибропоглощение (вибродемпфирование) путём покрытия вибрирующих деталей виброизолирующим материалом.

Обширное распространение получили вибродемпфирующие покрытия, которые разделяются на твёрдые и мягкие. Первые эффективны в области низких частот, вторые – области больших. Более эффективны покрытия из вязко-упругих материалов, к которым относятся твёрдая пластмасса, рубероид, битуминизированный войлок со слоем фольги и др. В качестве твёрдых используются металлические покрытия на базе алюминия, меди, свинца, олова и др. Мягкими вибродемпфирующими покрытиями являются мягкие пластмассы, резины, пенопласт и др.

     В борьбе с вибрацией при работе с ручным инвентарем принципиальное значение имеет также удобство рабочей позы. Необходимы организации режима труда и отдыха, гимнастические упражнения (1-2 раза в

смену), полезны термо ванны, массаж конечностей, ультрафиолетовое облучение, проведение медицинских осмотров.

Рекомендуется, чтоб общее время контакта с вибрирующими машинами, вибрация которых соответствует допустимым уровням, не превосходила 2/3 длительности рабочей смены, а непрерывная длительность действия вибрации, включая микропаузы, не более 20 минут.Средства индивидуальной виброзащиты разделяются на средства защиты для рук, ног и тела оператора.

     В качестве средств защиты для рук используются рукавицы и перчатки, вкладыши и прокладки. Виброзащитная спецобувь изготовляется в виде сапог, полусапог, полуботинок. Защита от вибрации обеспечивается специальной конструкцией низа обуви из упруго-демпфирующего материала. Средства защиты для тела оператора по форме выполнения разделяется на нагрудники, пояса, особые костюмы из упруго-демпфирующих материалов.

Защита  от ультразвука включает в себя внедрение  более больших частот (допустимые уровни выше), изолирующих корпусов и экранов, изоляцию излучающих установок, дистанционное управление и средства индивидуальной защиты.

     При проектировании и эксплуатации ультразвуковых установок следует управляться санитарными правилами и нормами, отражёнными в “СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96. Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения”.

Для борьбы с инфразвуком более эффективны меры позволяющие понизить уровень инфразвука в источнике его возникновения. Для этого необходимо устранять источники низкочастотной вибрации, повышать быстроходность машин, увеличивать жёсткость конструкций огромных размеров, устанавливать глушители и т.п. 
 

Нормирование  и средства оценки вибрации.

     Цель нормирования вибраций - предотвращение функциональных расстройств и заболеваний, чрезмерного утомления и снижения работоспособности. Для достижения этой цели мы должны определить, какими способами вибрация воздействует на организм человека, чтобы правильно ее нормировать. По способу передачи на человека вибрацию подразделяют на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека. По направлению различают вибрацию, действующую вдоль осей ортогональной системы координат для общей вибрации, действующую вдоль всей ортогональной системы координат для локальной вибрации. По

источнику возникновения вибрацию подразделяют на транспортную (при движении машин), транспортно-технологическую (при совмещении движения с технологическим процессом, при разбрасывании удобрений, косьбе или обмолоте самоходным комбайном  и т.д.) и технологическую (при

работе  стационарных машин). По частоте колебаний  вибрацию делят на низкочастотную (менее 22,6 Гц), среднечастотную (22,6 - 90 Гц) и  высокочастотную (более 90 Гц); характеру  спектра - узкополосные и 

широкополосные  вибрации; времени действия - постоянную и непостоянную, последнюю, в свою очередь, разделяют на колеблющуюся во времени, прерывистую и импульсную.

Таким образом, применительно к вибрациям  существует техническое и гигиеническое  нормирование.

     Техническое распространяется на источник вибрации - осуществляют ограничение параметров вибрации с учетом не только указанных требований, но и технически достижимого на сегодняшний день для данного

вида  машин уровня вибрации, гигиеническое  определяет ПДУ вибрации на рабочих  местах - производят ограничение параметров вибрации рабочих мест и поверхности контакта с конечностями работающих, исходя из физиологических требований.

В основе гигиенического нормирования лежат  медицинские показания. Нормированием  устанавливают допустимую суточную или недельную дозы, предупреждающие в условиях трудовой деятельности функциональные расстройства или заболевания работающих.

Для нормирования воздействия вибрации установлены  четыре критерия: обеспечение комфорта, сохранение работоспособности, сохранение здоровья и обеспечение безопасности. В последнем случае используются предельно допустимые уровни для рабочих мест. 

Нормирование  и средства оценки шума.

     Нормируемые параметры шума на рабочих местах определены и не должны превышать значе6ния, указанные в ГОСТ 12.1.003-83; санитарные нормы регламентируются СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». Непостоянные шумы на рабочих местах нормируются по эквивалентным по энергии уровням звука, определенным по ГОСТ

12.1.050-86. Они являются обязательными для  всех промышленных предприятий.

Для нормирования постоянных шумов применяют следующие  способы:

- по  предельному спектру шума (в основном, для постоянных шумов в стандартных  октавных полосах со среднегеометрическими частотами - 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 8000 Гц);

- по  уровню звука в децибелах «А»  шумомером (дБА), измеренного при  включении корректировочной частотной  характеристики «А» (для приблизительной  оценки шума - средне чувствительного слуха

человека).

     Эффективная защита работающих от неблагоприятного влияния шума требует осуществления комплекса организационных, технических и медицинских мер на этапах проектирования, строительства и

эксплуатации  производственных предприятий, машин и оборудования. В целях повышения эффективности борьбы с шумом введен обязательный гигиенический контроль объектов, генерирующих шум, регистрация

физических  факторов, оказывающих вредное воздействие  на окружающую среду и отрицательно влияющих на здоровье людей.Эффективным путем решения проблемы борьбы с шумом является снижение его уровня в самом источнике за счет изменения технологии и конструкции машин. К мерам этого типа относятся: замена шумных процессов бесшумными, ударных - безударными (например, замена клепки - пайкой, ковки и штамповки

обработкой  давлением), замена металла в некоторых  деталях незвучными материалами, применение виброизоляции, глушителей, демпфирования, звукоизолирующих кожухов; повышение  требований к балансировке роторов, изменение режимов и условий работы механизмов и машин и др.

Большое значение имеет своевременное техническое  обслуживание оборудования (например, применение принудительной смазки в  сочленениях для предотвращения их износа и шума), при котором  обеспечивается надежность крепления и правильное регулирование сочленений. Такой комплекс мероприятий, направленных на уменьшение шума в источнике, может обеспечить снижение уровня звука на 10 - 20 дБА и более.

     При невозможности снижения шума оборудование, являющееся источником повышенного шума, устанавливают в специальные помещения, а пульт дистанционного управления размещают в малошумном помещении. В некоторых случаях снижение уровня шума достигается применением звукопоглощающих пористых материалов, покрытых перфорированными листами алюминия, пластмасс. При необходимости повышения коэффициента звукопоглощения в области высоких частот звукоизолирующие слои покрывают защитной оболочкой с мелкой и частой перфорацией, также применяют штучные звукопоглотители в виде

конусов, кубов, закрепленных над оборудованием, являющимся источником повышенного  шума.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

     Человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях, когда механические колебания благоприятно воспринимаются человеком и природной средой. Любое превышение

привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями.

В естественных условиях такие воздействия наблюдаются  при изменении климата и стихийных  явлениях.

     В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены такими элементами как автомобили, оборудование, сооружения и т.п. и действиями человека. Изменяя величину любого потока от минимально значимой до максимально возможной, можно пройти ряд характерных состояний

взаимодействия  в системе «человек - среда обитания»:

- комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют  оптимальным требованиям взаимодействия: создают оптимальные условия  деятельности и отдыха, предпосылки  для проявления наивысшей работоспособности,  гарантируют сохранение здоровья человека и целостности среды обитания;

- допустимое, когда потоки, воздействуя на  человека и внешний мир, гарантируют  невозможность возникновения и  развития необратимых негативных  процессов у человека и в  среде его обитания;

- опасное,  когда потоки превышают допустимые уровни и оказывают негативное воздействие на здоровье человека и приводят к деградации природной среды;

- чрезвычайно  опасное, когда потоки высоких  уровней за короткий период  времени могут нанести травму, привести человека к летальному  исходу, вызвать разрушения в природной среде.

Человек всегда должен стремиться к сохранению равновесия в окружающем его мире, защищая себя от негативного влияния техносферы.

СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андреев  С.А. Охрана труда от «А»  до «Я». - М.: Альфа-Пресс, 2006. - 392 с.

2. Белов  С.В. Безопасность жизнедеятельности.  Учебник для вузов. - М.: Высш. шк., 2002. - 354 с.

3. Гарин  В.М. Экология для технических  вузов. - Ростов н/Д: 2001. - 412 с.

4. Коробкин  В.И., Передельский Л.В. Экология. Изд. 10-е. - Ростов н/Д: Феникс, 2006. - 576 с.

5. Криксунов  Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П.  Экология. - М.: Дрофа, 2004. - 498 с.

6. Степановских  А.С. Экология. - М.: Юнити-Дана, 2001. - 703 с.

7. Хван  Т.А., Хван П.А. Безопасность жизнедеятельности.  Учебное пособие. - Ростов н/Д: Феникс, 2004. - 416 с.

8. Цветкова  Л.И., Алексеев М.И., Кармазинов Ф.В.  Экология. Учебник для технических  вузов. - М.: Химиздат, 2001. - 552 с.