Ультра и инфразвук как профессиональные факторы

Государственное образовательное  учреждение     высшего профессионального образования                                                                     «ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ                                        ИМ. Н.Н.БУРДЕНКО  РОСЗДРАВА» 
 
 
 

                                                                                            КАФЕДРА ПРОФПАТОЛОГИИ И РЕВМАТОЛОГИИ

                                                                                                         Заведующий кафедрой ДМН  Черных Т.М.

             РЕФЕРАТ

                                                                                                                                                                                                                Тема: «Ультра и инфразвук как профессиональные факторы». 
 

                                                                                                                              Исполнитель: Лунин Андрей Николаевич 
 
 
 
 

                                                                                                                                                                                                        Воронеж, 2010

                                                                                                          СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                                                                                              1. ВВЕДЕНИЕ                                                                                                       стр.03

2. ДЕЙСТВИЕ ШУМА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА                                               стр.06                                                                                                                                                                

3. УЛЬТРАЗВУК                                                                                                                   стр. 08

4. ИНФРАЗВУК                                                                                                                    стр.12                                                    

5. МЕТОДЫ  И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ШУМА                                                         стр.15

6.ЗАКЛЮЧЕНИЕ        стр.17

7. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ  ЛИТЕРАТУРЫ                                                         стр. 18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                              Введение 

Шум как  гигиенический фактор это совокупность звуков различной частоты и интенсивности, которые воспринимаются органами слуха человека и вызывают неприятное субъективное ощущение. Шум как физический фактор представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды, носящее обычно случайный характер. Производственным шумом называется шум на рабочих местах, на участках или на территориях предприятий, который возникает во время производственного-процесса.                                                                                       По характеру нарушений физиологических функций человека шум разделяется на такой, который мешает (препятствует языковой связи), раздражающий (вызывает нервное напряжение и вследствие этого снижения работоспособности, общее переутомление), вредный (нарушает физиологические функции на длительный период и вызывает развитие хронических заболеваний, которые непосредственно связаны со слуховым восприятием: ухудшение слуха, гипертония, туберкулез, язва желудка), травмирующий (резко нарушает физиологические функции организма человека).                                                                                                           Характер производственного шума зависит от вида его источников. Механический шум возникает в результате работы различных механизмов с неуравновешенными массами вследствие их вибрации, а также одиночных или периодических ударов в сочленениях деталей сборочных единиц или конструкций в целом. Аэродинамический шум образуется при движении воздуха по трубопроводам, вентиляционным системам или вследствие стационарных или нестационарных процессов в газах. Шум электромагнитного происхождения возникает вследствие колебаний элементов электромеханических устройств (ротора, статора, сердечника, трансформатора и т. д.) под влиянием переменных магнитных полей.                  Гидродинамический шум возникает вследствие процессов, которые происходят в жидкостях (гидравлические удары, кавитация, турбулентность потока и т.д.).                                                                                                             Шум как физическое явление это колебание упругой среды. Он характеризуется звуковым давлением как функцией частоты и времени. С физиологической точки зрения шум определяется как ощущение, которое воспринимается органами слуха во время действия на них звуковых волн в диапазоне частот 1620 000 Гц.  Звук, который распространяется в воздушной среде, называется воздушным звуком, в твердых телах структурным. Часть воздуха, охваченная колебательным процессом, называется звуковым полем. Свободным называется звуковое поле, в котором звуковые волны распространяются свободно, без препятствий (открытое пространство, акустические условия в специальной заглушенной камере, облицованной звукопоглощающим материалом). Диффузным называется звуковое поле, в котором звуковые волны поступают в каждую точку пространства с одинаковой вероятностью со всех сторон (встречается в помещениях, внутренние поверхности которых имеют высокие коэффициенты отражения звука).                                                                                                                              В реальных условиях (помещение или территория предприятия) структура звукового поля может быть качественно близкой (или промежуточной) к предельным значениям  свободного или диффузного звукового поля. Воздушный звук распространяется в виде продольных волн, то есть волн, в которых колебания частичек воздуха совпадают с направлением движения звуковой волны. Наиболее распространена форма продольных звуковых колебаний сферическая волна. Ее излучает равномерно во все стороны источник звука, размеры которого малы по сравнению с длиной волны. Структурный звук распространяется в виде продольных и поперечных волн. Поперечные волны отличаются от продольных тем, что колебания в них происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны.                                                                                                                                         Болевой порог это максимальное звуковое давление, которое воспринимается ухом как звук.                                                                                                       Давление свыше болевого порога может вызывать повреждение органов слуха. При частоте 1000 Гц в качестве болевого порога принято звуковое давление Р = 20 Н/м2. Для более полной характеристики источников шума введено понятие звуковой энергии, которая излучается источниками шума в окружающую среду за единицу времени. Величина потока звуковой энергии, которая проходит в течение 1 с через площадь 1 м2 перпендикулярно к направлению распространения звуковой волны, является мерой интенсивности звука или силы звука. Силой звука характеризуется громкость. Чем больше поток энергии, который излучается источником звука, тем выше громкость.                                                                                                         Шумовые характеристики источников шума определяются в соответствии с ГОСТ 12.1.003-86. ССБТ „Шум, общие требования безопасности".  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                               Действие шума на организм человека ………………………………………… 
 
Область слышимых звуков ограничивается не только определенными частотами (2020 000 Гц), но и определенными предельными значениями звуковых давлений и их уровней. Уместно напомнить, что логарифмическая шкала уровней звукового давления построена таким образом, что пороговое значение звукового давления рд соответствует порогу слышимости (1 = 0 дБ) только на частоте 1000 Гц, принятой в качестве стандартной частоты сравнения в акустике. Порог слышимости различен для звуков разной частоты. Если в диапазоне частот 800 4000 Гц величина порога слышимости минимальна, то по мере удаления от этой области вверх и вниз по частотной шкале его величина растет; особенно заметно увеличения порога слышимости на низких частотах. По этой причине высокочастотные звуки более неприятны для человека, чем низкочастотные (при одинаковых уровнях звукового давления). В зависимости от уровня и характера шума, его продолжительности, а также от индивидуальных особенностей человека шум может оказывать на него различное действие. Шум, даже когда он невелик (при уровне 5060 дБА), создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Это особенно часто наблюдается у людей, занятых умственной деятельностью. Слабый шум различно влияет на людей. Причиной этого могут быть: возраст, состояние здоровья, вид труда, физическое и душевное состояние человека в момент действия шума и другие факторы. Степень вредности какого-либо шума зависит также от того, насколько он отличается от привычного шума. Неприятное воздействие шума зависит и от индивидуального отношения к нему. Так, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой посторонний шум может вызвать сильный раздражающий эффект. Известно, что ряд таких серьезных заболеваний, как гипертоническая и язвенная болезни, неврозы, в ряде случаев желудочно-кишечные и кожные заболевания, связаны с перенапряжением нервной системы в процессе труда и отдыха. Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной усталости, а часто и к заболеваниям. В этой связи необходимо отметить, что шум в 3040 дБА в ночное время может явиться серьезным беспокоящим фактором. С увеличением уровней до 70 дБА и выше шум может оказывать определенное физиологическое воздействие на человека, приводя к видимым изменениям в его организме. Под воздействием шума, превышающего 8590 дБА, в первую очередь снижается слуховая чувствительность на высоких частотах. Сильный шум вредно отражается на здоровье и работоспособности людей. Человек, работая при шуме, привыкает к нему, но продолжительное действие сильного шума вызывает общее утомление, может привести к ухудшению слуха, а иногда и к глухоте, нарушается процесс пищеварения, происходят изменения объема внутренних органов. Воздействуя на кору головного мозга, шум оказывает раздражающее действие, ускоряет процесс утомления, ослабляет внимание и замедляет психические реакции. По этим причинам сильный шум в условиях производства может способствовать возникновению травматизма, так как на фоне этого шума не слышно сигналов транспорта, автопогрузчиков и других машин. Эти вредные последствия шума выражены тем больше, чем сильнее шум и чем продолжительнее его действие. Таким образом, шум вызывает нежелательную реакцию всего организма человека. Патологические изменения, возникшие под влиянием шума, рассматривают как шумовую болезнь. Звуковые колебания могут восприниматься не только ухом, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость). Уровень шума, передаваемого этим путем, на 2030 дБ меньше уровня, воспринимаемого ухом. Если при невысоких уровнях передача за счет костной проводимости мала, то при высоких уровнях она значительно возрастает и усугубляет вредное действие на человека. При действии шума очень высоких уровней (более 145 дБ) возможен разрыв барабанной перепонки.  
 

УЛЬТРАЗВУК   

В соответствии с ГОСТ 12.1.01-89 "Ультразвук. Общие  требования безопасности", "Санитарными  нормами и правилами при работе на промышленных ультразвуковых установках" (№ 1733-77) ограничиваются уровни звукового  давления в высокочастотной области слышимых звуков и ультразвуков на рабочих местах (от 80 до 110 дБ при среднегеометрических частотах третьоктавных полос от 12,5 до 100 кГц). 

Ультразвук, передающийся контактным путем, нормируется "Санитарными нормами и правилами  при работе с оборудованием, создающим ультразвуки, передающиеся контактным путем на руки работающих" № 2282-80.

Характеристикой ультразвука, передаваемого контактным путем, является пиковое значение виброскорости  в частотном диапазоне от 110⁵ до 110⁹ Гц или его логарифмический уровень (в децибелах), определяемый по формуле 

где Vm - пиковое значение виброскорости, м/c. 

Voп=510^-8 - опорное значение виброскорости, м/с. 

Допустимые  уровни ультразвука в зонах контакта рук и других частей тела оператора  с рабочими органами приборов и других установок не должен превышать 110дБ.  

В последнее  время все более широкое распространение  в производстве находят технологические  процессы, основанные на использовании  энергии ультразвука. Ультразвук нашел  также применение в медицине. В  связи с ростом единичных мощностей и скоростей различных агрегатов и машин растут уровни шума, в том числе и в ультразвуковой области частот. 

Ультразвуком  называют механические колебания упругой  среды с частотой, превышающей  верхний предел слышимости -20 кГц. Единицей измерения уровня звукового давления является дБ. Единицей измерения интенсивности  ультразвука является ватт на квадратный сантиметр (Вт/см²). 

Ультразвук  обладает главным образом локальным  действием на организм, поскольку  передается при непосредственном контакте с ультразвуковым инструментом, обрабатываемыми  деталями или средами, где возбуждаются ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания, генерируемые ультразвуком низкочастотным промышленным оборудованием, оказывают неблагоприятное влияние на организм человека. Длительное систематическое воздействие ультразвука, распространяющегося воздушным путем, вызывает изменения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Наиболее характерным является наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома. 

Степень выраженности изменений зависит  от интенсивности и длительности воздействия ультразвука и усиливается при наличии в спектре высокочастотного шума, при этом присоединяется выраженное снижение слуха. В случае продолжения контакта с ультразвуком указанные расстройства приобретают более стойкий характер. 

При действии локального ультразвука возникают явления вегетативного полиневрита рук (реже ног) разной степени выраженности, вплоть до развития пареза кистей и предплечий, вегетативно-сосудистой дисфункции. 

Характер  изменений, возникающих в организме  под воздействием ультразвука, зависит от дозы воздействия. 

Малые дозы - уровень звука 80-90 дБ - дают стимулирующий  эффект - микромассаж, ускорение обменных процессов. Большие дозы - уровень  звука 120 и более дБ – дают поражающий эффект. 

Основу  профилактики неблагоприятного воздействия ультразвука на лиц, обслуживающих ультразвуковые установки, составляет гигиеническое нормирование. 

Меры  предупреждения неблагоприятного действия ультразвука на организм операторов технологических установок, персонала  лечебно-диагностических кабинетов  состоят в первую очередь в проведении мероприятий технического характера. К ним относятся создание автоматизированного ультразвукового оборудования с дистанционным управлением; использование по возможности маломощного оборудования, что способствует снижению интенсивности шума и ультразвука на рабочих местах на 20-40 дБ; 

размещение  оборудования в звукоизолированных помещениях или кабинетах с дистанционным  управлением; оборудование звукоизолирующих устройств, кожухов, экранов из листовой стали или дюралюминия, покрытых резиной, противошумной мастикой и другими материалами. 

При проектировании ультразвуковых установок целесообразно  использовать рабочие частоты, наиболее удаленные от слышимого диапазона - не ниже 22 кГц. 

Чтобы исключить воздействие ультразвука  при контакте с жидкими и твердыми средами, необходимо устанавливать систему автоматического отключения ультразвуковых преобразователей при операциях, во время которых возможен контакт (например, загрузка и выгрузка материалов). Для защиты рук от контактного действия ультразвука рекомендуется применение специального рабочего инструмента с виброизолирующей рукояткой. 

Если  по производственным причинам невозможно снизить уровень интенсивности  шума и ультразвука до допустимых значений, необходимо использование  средств индивидуальной защиты - противошумов, резиновых перчаток с хлопчатобумажной прокладкой и др. 

Развитие  техники и транспортных средств, совершенствование технологических процессов и оборудования сопровождаются увеличением мощности и габаритов машин что обусловливает тенденцию повышения низкочастотных составляющих в спектрах и появление инфразвука, который является сравнительно новым, не полностью изученным фактором производственной среды.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ИНФРАЗВУК.   

В соответствии с ГН 220-74-80 "Гигиенические нормы инфразвука на рабочих местах" по характеру спектра инфразвук подразделяется на : 

-  широкополосный, с непрерывным спектром шириной более одной октавы; 

-  гармонический, в спектре которого имеются выраженные дискретные составляющие. Гармонический характер инфразвука устанавливают в октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10дБ. 

По временным  характеристикам инфразвук подразделяется на: 

-  постоянный, уровень звукового давления которого по шкале "Линейная" на характеристике "Медленно" изменяется не более чем на 10дБ за время наблюдения 1 мин; 

-  непостоянный, уровень звукового давления которого по шкале "Линейная" на характеристике "Медленно" изменяется не менее чем на 10дБ за время наблюдения не менее 1 мин. 

Нормируемыми  характеристиками инфразвука на рабочих  местах являются уровни звукового давления в октавных полосах частот со среднегеометрическими  частотами 2, 4, 8, 16 Гц в децибелах  допускается определять уровни звукового  давления в третьоктавных полосах частот 1,6; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20 Гц; их следует пересчитывать на уровни в октавных полосах с указанными среднегеометрическими частотами в соответствии с "Методическими указаниями по проведению измерений и гигиенической оценкой шумов на рабочих местах" №1844-78.  

Инфразвуком называют акустические колебания с  частотой ниже 20 Гц. Этот частотный  диапазон лежит ниже порога слышимости и человеческое ухо не способно воспринимать колебания указанных частот. 

Производственный инфразвук возникает за счет тех же процессов что и шум слышимых частот. Наибольшую интенсивность инфразвуковых колебаний создают машины и механизмы, имеющие поверхности больших размеров, совершающие низкочастотные механические колебания (инфразвук механического происхождения) или турбулентные потоки газов и жидкостей (инфразвук аэродинамического или гидродинамического происхождения). 

Максимальные  уровни низкочастотных акустических колебаний  от промышленных и транспортных источников достигают 100-110 дБ. 

Исследования  биологического действия инфразвука на организм показали, что при уровне от 110 до 150 дБ и более он может  вызывать у людей неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения, к числу которых следует  отнести изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе. Имеются данные о том, что инфразвук вызывает снижение слуха преимущественно на низких и средних частотах. Выраженность этих изменений зависит от уровня интенсивности инфразвука и длительности действия фактора.

Для непостоянного  инфразвука нормируемой характеристикой  является общий уровень звукового  давления. 

Наиболее  эффективным и практически единственным средством борьбы с инфразвуком  является снижение его в источнике. При выборе конструкций предпочтение 

должно  отдаваться малогабаритным машинам  большой жесткости, так как в  конструкциях с плоскими поверхностями  большой площади и малой жесткости  создаются условия для генерации  инфразвука. Борьбу с инфразвуком в источнике возникновения необходимо вести в направлении изменения режима работы технологического оборудования - увеличения его быстроходности (например, увеличение числа рабочих ходов кузнечно-прессовых машин, чтобы основная частота следования силовых импульсов лежала за пределами инфразвукового диапазона). 

Должны  приниматься меры по снижению интенсивности  аэродинамических процессов - ограничение  скоростей движения транспорта, снижение скоростей истечения жидкостей (авиационные  и ракетные двигатели, двигатели внутреннего сгорания, системы сброса пара тепловых электростанций и т.д.). 

В борьбе с инфразвуком на путях распространения  определенный эффект оказывают глушители  интерференционного типа, обычно при  наличии дискретных составляющих в  спектре инфразвука. 

Выполненное в последнее время теоретическое  обоснование течения нелинейных процессов в поглотителях резонансного типа открывает реальные пути конструирования  звукопоглощающих панелей, кожухов, эффективных  в области низких частот. 

В качестве индивидуальных средств защиты рекомендуется применение наушников, вкладышей, защищающих ухо от неблагоприятного действия сопутствующего шума. 

К мерам  профилактики организационного плана  следует отнести соблюдение режима труда и отдыха, запрещение сверхурочных работ. При контакте с ультразвуком более 50% рабочего времени рекомендуются перерывы продолжительностью 15 мин через каждые 1,5 часа работы. Значительный эффект дает комплекс физиотерапевтических процедур - массаж, УФ-облучение, водные процедуры, витаминизация и др. 
 
 

Методы  и средства защиты от шума …………………………………… 
 
                                                                                                                              Средства защиты от шума подразделяют на средства коллективной и индивидуальной защиты. Борьба с шумом в источнике его возникновения наиболее действенный способ борьбы с шумом. Создаются малошумные механические передачи, разрабатываются способы снижения шума в подшипниковых узлах, вентиляторах. Архитектурно-планировочный аспект коллективной защиты от шума связан с необходимостью учета требований шумозащиты в проектах планирования и застройки городов и микрорайонов. Предполагается снижение уровня шума путем использования экранов, территориальных разрывов, шумозащитных конструкций, зонирования и районирования источников и объектов защиты, защитных полос озеленения. Организационно-технические средства защиты от шума связаны с изучением процессов шумообразования промышленных установок и агрегатов, транспортных машин, технологического и инженерного оборудования, а также с разработкой более совершенных малошумных конструкторских решений, норм предельно допустимых уровней шума станков, агрегатов, транспортных средств и т. д. Акустические средства защиты от шума подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители шума. Снижение шума звукоизоляцией. Суть этого метода заключается в том, что шумоизлучающий объект или несколько наиболее шумных объектов располагаются отдельно, изолировано от основного, менее шумного помещения звукоизолированной стеной или перегородкой. Звукопоглощение достигается за счет перехода колебательной энергии в теплоту вследствие потерь на трение в звукопоглотителе.  Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены для поглощения звука как в помещениях с источником, так и в соседних помещениях. Акустическая обработка помещения предусматривает покрытие потолка и верхней части стен звукопоглощающим материалом. Эффект акустической обработки больше в низких помещениях (где высота потолка не превышает 6 м) вытянутой формы. Акустическая обработка позволяет снизить шум на 8 дБА. Глушители шума применяются в основном для снижения шума различных аэродинамических установок и устройств, В практике борьбы с шумом используют глушители различных конструкций, выбор которых зависит от конкретных условий каждой установки, спектра шума и требуемой степени снижения шума. Глушители разделяются на абсорбционные, реактивные и комбинированные. Абсорбционные глушители, содержащие звукопоглощающий материал, поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные отражают ее обратно к источнику. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение 

Следствием  вредного действия производственного  шума могут быть профессиональные заболевания, повышение общей заболеваемости, снижение работоспособности, повышение  степени риска травм и несчастных случаев, связанных с нарушением восприятия предупредительных сигналов, нарушение слухового контроля функционирования технологического оборудования, снижение производительности труда.

Все это  является основной мотивацией для научных  изысканий в технологии улучшения средств защиты от поражающих факторов звуковых волн на человека. Стимулирование технического прогресса по производству максимально безопасного оборудования в промышленности и других сферах приложения человеческого фактора. А также медицинских аспектах профилактики профессиональных заболеваний. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература

1. Богословский  В. Экологическая геофизика. МГУ, 2000.                      

2. Брехман  И.И. Валеология - наука о здоровье. - 2-е изд. Доп. И перераб. - М:  Физкультура и спорт, 1990.

3. Беляев  B.C. Здоровье, экология, спорт. - М.: Сов. Спорт, 1995.

4. Агаджанян  Н.А., Катков А.Ю. Резервы нашего  организма. - М.: Знание, 1990.

5. ЛоранскийД.Н,, Лукьянов B.C. Азбука здоровья: Кн. Для молодежи. - М.: Профиздат, 1990.

6.«Патологическая физиология» (1980). Альперн Д.Е.

7. «Руководство  по клинической физиологии» (1985) Канаев Н.Н., Кузнецов В.К.,- Л.; Медицина.

8. «Этиология  и патофизиология в пропедевтике  внутренних болезней» (1982) Цинзерлинг  А.В.,- Л.; Медицина.

9.Анимца Е.Г., Ёлохов А.Н., Сухих В.А. Качество жизни населения крупнейшего города. Часть 1- Екатеринбург: Издательство Уральского государственного экономического университета, 2000г.- 262с.

10.Анимица  Е.Г., Ёлохов А. Н., Сухих В.А.  Качество жизни населения крупнейшего города. Часть 2 - Екатеринбург: Издательство Уральского государственного экономического университета, 2000г. – 300с.

11.Иванюшкин  А. Я. "Здоровье" и болезнь  в системе ценностных ориентации человека // Вестник АМН СССР Т. 45. - 1982. - С. 729—733.