Воздействие шума

Введение

В настоящее время одной из важнейших гигиенических проблем является борьба с шумом. С развитием техники шум становится постоянным спутником человека, наносит существенный ущерб его здоровью, может приводить к развитию профессионального заболевания «шумовой болезни».

Интерес к изучению шумов объясняется тем, что, несмотря на все возрастающее распространении шума в промышленности, оценка его опасности для здоровья человека является вопросом еще далеко не разрешенным. Сложность этого усугубляется отсутствием специальной аппаратуры для измерения нестационарного шума, а также единого методического подхода к оценке его параметров. Это в свою очередь приводит к затруднениям при проведении исследований действия на организм, а также при решении вопросов классификации и нормирования различных по временной структуре шумов.
         Цель данной контрольной работы раскрыть понятие шума, определить какие виды шумов существует, как они влияют на организм человека, а также меры и средства защиты от шумов.

Понятие шума, его  нормирование

Физические характеристики шума

В документах Международной организации труда (МОТ) под шумом понимают любой звук, который может вызвать потерю слуха или быть вредным для здоровья или опасным в другом отношении (Конвенция № 148). Определенное таким способом понятие "шум" включает в себя звуковые колебания (от 20 до 20 000 Гц) и колебания на инфразвуковых (ниже 20 Гц) и ультразвуковых (выше 21 000 Гц) частотах. Под звуком понимают периодические и не периодические колебания давления воздуха. Однако не только в воздухе, но и во всех газах и жидкостях и твердых телах могут возникать подобные колебания, которые воспринимаются как звук. В газовой и жидких средах звук представляет собой продольные колебания, при которых  частицы среды движутся в направлении распространения звуковой  волны. Относительные смещения частиц среды в звуковой волне создают небольшие изменения давления и плотности, которые называют волнами сжатия и разрежения. В твердых телах существуют поперечные или сдвиговые волны, в которых частицы движутся в. направлении, перпендикулярном направлению распространения волны. При этих колебаниях происходит распространение напряжений сдвига, а давление и плотность среды не изменяются. Однако поскольку человеческое ухо реагирует не только на измене­ние давления, а также и на смещения частиц среды, то сдвиговые или поперечные колебания можно рассматривать как особый случай звуковых колебаний. В настоящее время звуком называют любые механические колебания твердой, жидкой или газовой среды, в которой звуковые волны передают энергию возмущения от источника, в диапазоне частот, воспринимаемом человеческим ухом, от 16 Гц до 20 кГц. Колебания ниже 16 Гц называют инфразвуком, выше 20 кГц — ультразвуком. В газообразной среде изменение давления и плотности в звуковой волне малы.

Характеристиками звуковых волн при их распространении являются звуковой луч и фронт волны. Направление распространения звуковых волн называются лучом, а поверхность, соединяющую все смежные точки поля с одинаковой фазой колебаний среды, - фронтом волны. В общем случае фронт волны имеет сложную форму, но в практических случаях ограничиваются рассмотрением трех видов фронта волны: плоский, сферический и цилиндрический.

Нормирование шума на рабочих местах

По природе происхождения шум  классифицируется на:

 шум механического происхождения – шум, возникающий вследствие вибрации поверхностей машин и оборудования, а также одиночных или периодических ударов  в  сочленениях деталей, сборочных единиц или конструкций в целом;

— шум аэродинамического происхождения — шум, возникаю­щий вследствие стационарных или нестационарных процес­сов в газах (истечение сжатого воздуха или газа из отверстий; пульсация давления при движении потоков воздуха или газа в трубах или при движении в воздухе тел с большими скоро­стями, горение жидкого и распыленного топлива в форсунках и др.);

— шум электромагнитного происхождения — шум, возникаю­щий вследствие колебаний элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных сил (колеба­ния  статора  и  ротора  электрических  машин,  сердечника трансформатора и др.);

— шум гидродинамического происхождения — шум, возникаю­щий вследствие стационарных и нестационарных процессов в жидкостях (гидравлические удары, турбулентность потока, кавитация и др.).

По возможности распространения шум подразделяют на:

— воздушный шум — шум, распространяющийся в воздушной среде от источника возникновения до места наблюдения;

— структурный шум — шум, излучаемый поверхностями колеб­лющихся конструкций стен, перекрытий, перегородок зданий в звуковом диапазоне частот.

По характеру спектра шума выделяют:

— широкополосный шум с непрерывным спектром шириной бо­лее одной октавы;

— тональный шум, в спектре которого имеются выраженные, тоны. Тональный характер шума для практических целей устанавливается измерением в 1/3 - октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шум подразделяют на:

— постоянный шум, уровень звука которого за 8-часовой рабо­чий день или за время измерения в помещениях жилых и об­щественных зданий, на территории жилой застройки изменя­ется во времени не более чем на 5 дБА при измерениях на вре­менной характеристике шумомера «медленно»;

— непостоянный шум, уровень которого за 8-часовой рабочий День, рабочую смену или во время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой за­стройки изменяется во времени более чем на 5 дБА при изме­рениях на временной характеристике шумомера «медленно».

Непостоянные шумы, в свою очередь, можно разделить на:

— колеблющийся во времени шум, уровень звука которого прерывно изменяется во времени;

— прерывистый шум, уровень звука которого ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;

— импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБАимп и дБАмед, измеренные соответственно на временных характеристиках «импульс» и «медленно», от­личаются не менее чем на 7 дБ.

Нормативными документами, регламентирующими уровень шума на рабочих местах, являются ГОСТ 12.1.003—83 и СН 2.2.4/2.1.8.562—96. При нормировании используют понятия:

— эквивалентный (по энергии) уровень звука LA экв, дБ А, непо­стоянного шума — это уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет такое же среднеквадратичное звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение определенного интервала времени.

 предельно допустимый уровень (ПДУ) шума – это уровень фактора шума, который при ежедневной работе, но не более часа в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц;

 допустимый уровень шума – это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму.

Нормируемые параметры, ограничивающие уровень шума, зависят от вида шума.

        Таблица 1             

Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах для трудовой деятельности разных категорий тяжести и напряженности, дБА 

Воздействие шума на организм человека. Средства и методы защиты от шума

Воздействие шума на человека

К настоящему вре­мени накоплены многочисленные данные, позволяющие судить о характере и особенностях влияния шумового фактора на слу­ховую функцию. Течение функциональных изменений может иметь различные стадии. Кратковременное понижение остроты слуха под воздействием шума с быстрым восстановлением функ­ции после прекращения действия фактора рассматривается как проявление адаптационной защитно-приспособительной реакции слухового органа. Адаптацией к шуму принято считать временное понижение слуха не более чем на 10—15 дБ с восста­новлением его в течение 3 мин после прекращения действия шума. Длительное воздействие интенсивного шума может при­водить к перераздражению клеток звукового анализатора и его утомлению, а затем к стойкому снижению остроты слуха.

Человек воспринимает шум слуховым анализатором — органом слуха, в котором происходит преобразование механической энергии раздражения рецептора в ощущение, наибольшая чувствительность наблюдается в области частот от 800 до 4000 Гц.

Слуховой анализатор обладает высокой чувствительностью, по­зволяет человеку воспринимать широкий диапазон звуков окру­жающей среды и анализировать их по силе, высоте тона отмечать изменения по интенсивности и частотному диапазону. Острота слуха не постоянна. В тишине она возрастает, под влиянием шума снижа­ется. Такое временное изменение чувствительности слухового аппа­рата называется адаптацией слуха. Адаптация играет защитную роль против продолжительно действующих шумов. Люди по-раз­ному воспринимают шум. Так, например, выявлено, что мужчины предпочитают большую громкость звучания, чем женщины.

Длительное воздействие шума большой интенсивности приводит к патологическому состоянию слухового органа, к его  утомлению.

Появление утомления органа слуха следует рассматривать как ранний сигнал угрозы развития тугоухости и глухоты. Синдромом  заболевания слухового рецептора являются головные боли и шум в ушах, иногда потеря равновесия и тошнота.

Установлено, что утомляющее и повреждающее слух действие шума пропорционально его высоте (частоте). Наиболее выраженные и ранние изменения наблюдаются на частоте 4000 Гц и близкой к ней области частот. При этом импульсный шум (при одинаковой эквивалентной мощности) действует более неблаго­приятно, чем непрерывный. Особенности его воздействия сущес­твенно зависят от превышения уровня импульса над уровнем, определяющим шумовой фон на рабочем месте.

Развитие профессиональной тугоухости зависит от сум­марного времени воздействия шума в течение рабочего дня и наличия пауз, а также общего стажа работы. Начальные ста­дии профессионального поражения наблюдаются у рабочих со стажем 5 лет, выраженные (поражение слуха на все частоты, нарушение восприятия шепотной и разговорной речи) — свыше 10 лет.

Помимо действия шума на органы слуха установлено его вредное влияние на многие органы и системы организма, в пер­вую очередь на центральную    нервную     систему,   функциональные   изменения   в    которой

происходят раньше, чем диагностируется нарушение слуховой чувствительности. Поражение нервной сис­темы под действием шума сопровождается раздражительнос­тью, ослаблением памяти, апатией, подавленным настроением, изменением кожной чувствительности и другими нарушениями, в частности замедляется скорость психических реакций, насту­пает расстройство сна и т. д. У работников умственного труда происходит снижение темпа работы, ее качества и производи­тельности.

Действие шума может привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта, сдвигам в обменных процессах (нарушение основного, витаминного, углеводного, белкового, жирового, со­левого обменов), нарушению функционального состояния сер­дечно-сосудистой системы. Звуковые колебания могут воспри­ниматься не только органами слуха, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость). Уровень шума, передаваемого этим путем, на 20-30 дБ меньше уровня, воспринимаемого ухом. Если при невысоких уровнях шума пере­дача за счет костной проводимости мала, то при высоких уровнях она значительно возрастает и усугубляет вредное действие на организм человека. При действии шума очень высоких уровней (более 145 дБ) возможен разрыв барабанной перепонки.

Шум на производстве является причиной быстрого утомления работающих, а это приводит к снижению концентрации внимания и увеличению брака. Чрезмерные уровни шума приводят не только к потере слуховой чувствительности, но и нарушениям вегетативной, сердечно-сосудистой и центральной нервной систем. Интенсивный шум вызывает изменения сердечно-сосудистой системы, сопровождаемые нарушением тонуса и ритма сердечных сокращений. Артериальное кровяное давление в большинстве случаев изменяется, что способствует общей слабости организма. Под влиянием шума наблюдаются также изменения функционального состояния, центральной нервной системы.

В шумных районах города болезни сердечно-сосудистой систе­мы у женщин встречаются в 3 раза чаще по сравнению с заболевае­мостью женщин в тихих городских районах. У населения, прожи­вающего вблизи аэропортов, отмечается более частое обращение медицинской помощью по поводу коронарной недостаточности и гипертонии. В целом в шумных районах около 50% населения имеют ют изменения сердечно-сосудистой системы.

Отрицательное влияние на психику человека оказывает недостаточная разборчивость речи в условиях шумного производства.        

Таким образом, воздействие шума может привести к соче­танию профессиональной тугоухости (неврит слухового нерва) с функциональными расстройствами центральной нервной, веге­тативной, сердечно-сосудистой и других систем, которые могут рассматриваться как профессиональное заболевание — шумовая болезнь. Профессиональный неврит слухового нерва (шумовая болезнь) чаще всего встречается у рабочих различных отраслей машиностроения, текстильной промышленности и проч. Случаи заболевания встречаются у лиц, работающих на ткацких стан­ках, с рубильными, клепальными молотками, обслуживающих прессоштамповочное оборудование, у испытателей-мотористов и других профессиональных групп, длительно подвергающихся интенсивному шуму.

Средства и методы защиты от шума в производственных условиях

Причинами возникновения высоких уровней шума машин и аг­регатов могут быть:

а)  конструктивные особенности машины, в результате которых возникают удары и трения узлов и деталей: например, удары толка­телей о штоки клапанов, работа кривошипно-шатунных механизмов и зубчатых колес, недостаточная жесткость отдельных частей маши­ны, которая приводит к ее вибрациям;

б)  технологические недостатки, появившиеся в процессе изго­товления оборудования, к которым могут быть отнесены: плохая ди­намическая балансировка вращающихся деталей и узлов, неточное выполнение шага зацепления и формы профиля зуба зубчатых ко­лес (даже ничтожно малые отклонения в размерах деталей машин отражаются на уровне шума);

в)  некачественный монтаж оборудования на производственных площадях, который приводит, с одной стороны, к перекосам и эксцентриситету работающих деталей и узлов машин, с другой — к вибрациям строительных конструкций;

г) нарушение правил технической эксплуатации машин и агрега­тов — неправильный режим работы оборудования, т. е. режим, отличающийся  от  номинального   (паспортного),   несоответствующий уход за станочным парком и др.;

д)  несвоевременное и некачественное проведение планово-пре­дупредительного ремонта, которое приводит не только к ухудшению качества работы механизмов, но и способствует увеличению произ­водственного шума; своевременный и качественный ремонт, замена износившихся деталей оборудования препятствует увеличению производственного шума; своевременный и качественный ремонт, замена износившихся деталей оборудования препятствует увеличению перекосов и люфтов в движущихся частях механизмов, а следователь но, повышению уровня шума на рабочих местах;

е)  несовершенные в отношении шумового режима отдельные технологические процессы, например сбрасывание металлических деталей, которое должно быть заменено спуском их по направляю­щим, выполненным из материала, не производящего шума, замена пневматической клепки гидравлической или сваркой и т. п.

В соответствии с ГОСТ 12.1.029—80 средства и методы защиты от шума по отношению к защищаемому объекту классифицируются следующим образом: средства и методы коллективной защиты; средства индивидуальной защиты.

Средства коллективной защиты по отношению к источнику воз­буждения шума подразделяются на:

                   средства, снижающие шум в источнике его возникновения;

                   средства, снижающие шум на пути его распространения от ис­точника до защищаемого объекта.

Средства, снижающие шум в источнике его возникновения, в за­висимости от характера образования шума подразделяются на:

                   средства, снижающие шум вибрационного (механического) происхождения;

                   средства, снижающие шум аэродинамического происхождения;

                   средства, снижающие шум электромагнитного происхождения;

                   средства, снижающие шум гидродинамического происхождения.

Средства, снижающие шум на пути его распространения, в зави­симости от среды подразделяются на:

                   средства, снижающие передачу воздушного шума;

                   средства, снижающие передачу структурного шума.

Средства и методы коллективной защиты от шума в зависимости от способа реализации подразделяются на:

                   акустические средства;

                   архитектурно-планировочные;

                   организационно-технические.

Акустические средства защиты от шума в зависимости от прин­ципа действия классифицируются на:

                   средства звукоизоляции;

                   средства звукопоглощения;

                   средства виброизоляции;

                   средства демпфирования;

                   глушители шума.

Звукоизоляция и звукопоглощение

Средства звукоизоляции в зависимости от конструкции подраз­деляются на:

— звукоизолирующие ограждения зданий и помещений;

— звукоизолирующие кожухи;

— звукоизолирующие кабины;

— акустические экраны, выгородки.

Например, установки, излучающие значительный шум, следует изолировать кожухами  или перегородками. Если по условиям эксплуатации машину, излучающую шум, изолировать нельзя, то для обслуживающего персонала необходимо построить специаль­ную звукоизолирующую кабину (рис. 1 а) или экран (рис. 1, 6), обеспечивающие защиту от шума и пригодные для наблюдения за ходом технологического процесса.   

                        1а                                            1б

Рис. 1. Защита от шума на рабочих местах: а — схема устройства звукоизолирующей кабины: 1 — органическое стекло; 2 — звукоизолирующая облицовка; 3 — металлический лист; 4 — пульт управления; 5 — стул; б — звукоизолирующий экран-колпак; 1 — перфорированный звукопоглотитель; 2 — стекло; 3 — корпус; 4 — шарнир

Акустические поглощающие материалы обычно бывают пористыми или волокнистыми. Внутренняя структура материала такова, что падающая звуковая энергия преобразуется там в тепловую за счет трения в порах.

   Такие материалы, как минеральное волокно, маты из стекловолокна, асбест и т.д., являются хорошими акустическими поглощающими материалами.                               

Организационно-технические методы защиты от шума

Организационно-технические методы защиты от шума включает в себя:

— применение малошумных технологических процессов (изме­нение технологии производства, способа обработки и транс­портирования материала и др.);

— оснащение   шумных   машин   средствами   дистанционного управления и автоматического контроля;

— применение малошумных машин, изменение конструктивных элементов машин, их сборочных единиц;

— совершенствование технологии ремонта и обслуживания ма­шин;

— использование рациональных режимов труда и отдыха работ­ников на шумных предприятиях.

Все способы модернизации оборудования, уменьшающие уров­ни шума, указать невозможно, их очень много. Они определяются типом оборудования, требованиями к величине допускаемого уров­ня шума на рабочих участках, производственными возможностями и т. п. В частности, сюда могут быть отнесены:

а) изменение упругости или массы отдельных конструктивных элементов машин с целью изменения собственных частот колеба­ний, что даст возможность вывода их из состояния резонанса;

б)  обеспечение плотного прилегания в местах связи сопрягае­мых деталей путем использования амортизирующих материалов, та­ких как резина, асбест, картон, пробка и т. п., или пружинных амор­тизаторов, а также применения рациональных способов крепления отдельных элементов к корпусу машины;

в) замена металлов материалами типа пластмассы, текстолита, фибролита и т. п., хромирование, а также покрытие поверхности деталей различного рода лаками и красками;

г) покрытие вибрирующих со значительной амплитудой поверх­ностей оборудования демпфирующими материалами с большими коэффициентами внутреннего трения — битумом, резиной, толем,  асбестом, специальными мастиками при условии плотного прилегания к вибрирующей поверхности. Модернизация оборудования, как правило, увеличивает срок службы машин и улучшает технико-эксплуатационные данные.

Средства индивидуальной защиты человека от шума

Средства индивидуальной защиты человека от шума в завис мости от конструктивного исполнения подразделяются на:

— противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи;

— противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему;

— противошумные шлемы и каски;

— противошумные костюмы.

Применение средств индивидуальной защиты от интенсивных шумов является эффективным, если они рационально выбраны и систематически используются.

Исследования, проведенные с помощью современных физиоло­гических методов, показали, что индивидуальные средства значи­тельно защищают организм от раздражающего действия шума, обеспечивая предупреждение различных глубоких функциональ­ных нарушений и расстройств. Однако использование средств инди­видуальной защиты не решает проблемы борьбы с шумом в целом. Только правильно разработанный комплекс описанных выше меро­приятий может полностью предотвратить вредные воздействия шума на организм работающих.

Заключение

Долгое время влияние шума на организм человека специально не изучалось, хотя уже в древности знали о его вреде и, например, в античных городах вводились правила ограничения шума.

В заключении хочется отметить, что в настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Их исследования показали, что шум наносит ощутимый вред здоровью человека, но и абсолютная тишина пугает и угнетает его. Каждый человек воспринимает шум по-разному. Многое зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий.

Некоторые люди теряют слух даже после короткого воздействия шума сравнительно уменьшенной интенсивности.

Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия - звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости.

Шум коварен, его вредное воздействие на организм совершается незримо, незаметно. Нарушения в организме человека против шума практически беззащитен. Поэтому необходимо использовать различные средства защиты от шума, чтобы хотя как-то защитить свой организм.