Промышленный шум, вибрация, ультразвук и их действие на организм человека

Одним из наиболее распространенных природных и техногенных физических факторов производственной и окружающей среды является шум - любой нежелательный звук или совокупность таких звуков.

Производственный шум - это совокупность звуков различной интенсивности и высоты, беспорядочно изменяющихся во времени, возникающих в условиях производства и неблагоприятно воздействующих на организм.

Звук представляет собою волнообразно распространяющийся в упругой среде колебательный процесс. Характеристикой этих волн является звуковое давление - переменное давле­ние, возникающее при прохождении звуковых волн дополнительно к атмо­сферному давлению, т. е. зоны сгущения и разрежения воздуха. Параметрами звуковой волны являются также период, частота (число полных колебаний в 1 сек) и амплитуда (размах) колебаний. Единицей измерения частоты является герц (Гц) - 1 колебание в секунду. Человек воспринимает лишь звуки, имеющие частоту от 20 до 20000 Гц. Ниже 20 Гц находится область инфразвука. Выше 20000 Гц - область ультразвука. Амплитуда колебаний характеризует величину звукового явления. В связи с этим звуковая волна несет определенную механическую энергию, измеряемую в ваттах на 1 см ²

Спектр шума отражает совокупность частот звуковой волны. Для гигиенической оценки шума используют звуковой диа­пазон от 45 до 11 000 Гц, включающий 9 октавных полос со среднегеометри­ческими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц. Октава - диапазон частот, в котором верхняя граница частоты вдвое больше нижней.

Для сравнительной характеристики интенсивности звука в диапазоне от порога слышимости до болевого порога используется логарифм звукового давле­ния - децибел (дБ). За исходную цифру ноль Бел принята пороговая для слуха величина звукового давления 2 • 10^--5 Па (порог слышимости или восприятия). При возрастании ее в 10 раз звук субъективно воспринимается как вдвое более громкий и его интенсивность составляет 1 Бел, или 10 дБ.

Шум как общебиологический раздражитель может влиять практически на все органы и системы организма. Кроме интенсивности, на характер биологи­ческого действия шума существенно влияет его частотный спектр. Более неблагоприятны высокие частоты (выше 1000 Гц). Импульсный шум, возникающий от ударных процессов, а также шум, в спектре которого имеются слышимые дискретные тоны, более агрессивен по сравне­нию с постоянным шумом.

Источниками шума в отделении ферментации являются тру-бовоздуходувки, обеспечивающие аэрацию ферментеров. При этом значительный удельный вес в суммарный уровень шума привносится за счет работы вентиляторов скрубберов Вентури. Аэродинамический шум превышает допустимые уровни на часто­тах 500 Гц, 1000 Гц и 2000 Гц. Источниками шума в отделении сепарации являются сепараторы. Максимальные уровни звуко­вого давления приходятся на полосы со среднегеометрическими частотами 1000-4000 Гц. Шум превышает допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот 1000 Гц, 2000 Гц и 4000 Гц. На рабочих площадках вакуум-выпарных установок превышение допустимых уровней шума отмечается в октавных полосах частот 1000-4000 Гц.

В основе гигиенического нормирования шума лежит установление его ПДУ.

ПДУ шума на рабочих местах дифференцированы с учетом на­пряженности трудового процесса, вида трудовой деятельности (категории тя­жести труда), частоты звука (октавной полосы).

Нормативные уровни должны быть ниже порога раздражающего субъективно­го действия, не оказывать неблагоприятного влияния на функциональное со­стояние организма при кратковременном и длительном действии.

Биологическое действие ультразвука определяется интенсивностью колеба­ний, частотой, временными параметрами (постоянный, импульсный), дли­тельностью экспозиции, чувствительностью различных тканей, способом рас­пространения колебаний (контактный при соприкосновении рук или других частей тела с источником ультразвука, воздушный - акустический). Наиболее чувствительны к действию ультразвука центральная и периферическая нервная системы, сердечно-сосудистая, эндокринная системы, слуховой и вестибуляр­ный анализаторы. На начальных стадиях поражения развиваются вегето-сосудистая дистония и астенический синдром. Общецеребральные нарушения часто сочетаются с явлениями вегетативного полиневрита рук.

Разра­ботаны гигиенические рекомендации по оптимизации и оздоровлению усло­вий труда медработников, занятых ультразвуковой диагностикой. Так, пло­щадь диагностического кабинета должна быть не менее 20 м², санитарное бла­гоустройство включает подводку горячей и холодной воды, приточно-вытяжную вентиляцию, определенные параметры микроклимата. Расчетная норма на­грузки врача при 6,5 ч работы составляет 33 условные единицы.

Классификация вибрации. В настоящее время одно из первых мест в структуре профессиональной патологии занимает вибрационная болезнь, возникающая вследствие производственной вибрации (механических колебаний упругих тел в условиях производства, передающихся непосредственно телу человека или его частям и оказывающих неблагоприятное воздействие на организм).

Биологическое действие вибрации зависит от способа передачи колебаний (общая и локальная вибрация), спектра вибрации (узкополосная и широкопо­лосная вибрация), частотного состава (низкочастотные 1-4 Гц для общих виб­раций, 8-16 Гц для локальных вибраций; среднечастотные до 30Гц, высокочастотные - свыше 50Гц), временных характеристик (постоянные и непостоянные вибрации), времени воздействия, выполняемой работы и др.

Местная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное влияние, устраняя трофические изменения, улучшая функциональное состоя­ние центральной нервной системы. При увеличении интенсивности колеба­ний и длительности воздействия вибрации развивается вибрационная болезнь.

Вибрации свойствен эффект резонанса, который проявляется в резком уси­лении собственных колебательных движений тела при совпадении их кратно­сти с частотой вибрации, воздействующей извне. Собственные резонансные колебательные частоты печени составляют 5 Гц, почек - 7 Гц, сердца - 6 Гц, головы - 20 Гц и т.д. Для всего тела в положении сидя резонанс проявляется на частотах 4-6 Гц. При совпадении частот вибрации источника и собствен­ной резонансной частоты органов опасность неблагоприятного действия на организм значительно возрастает. Гигиеническая оценка вибрации и производственного шума. При действии локальной вибрации на первый план выходят местные сосуди­стые нарушения (синдром Рейно профессионального происхождения, травма­тическая вазоспастическая болезнь, феномен «белых пальцев»). В клинике вибрационной болезни выделяют периферический ангиодистонический синд­ром, вегетативно-сенсорную полинейропатию. Помимо периферических со­судистых и сенсорных расстройств, возможны развитие дистрофических нару­шений опорно-двигательного аппарата рук и плечевого пояса, нарушения мозгового кровообращения и синдром энцефалополинейропатии.

При общей вибрации механические колебания воздействуют на все туло­вище человека. В клинике вибрационной болезни от воздействия общей виб­рации ведущими считают церебрально-периферический ангиодистонический синдром, синдром вегетосенсорной полинейропатии в сочетании с синдромом полирадикулонейропатии, вторичным пояснично-крестцовым синдромом. Кли­ническая картина вибрационной болезни нередко чрезвычайно полиморфна и складывается из нейрососудистых нарушений, поражений нервно-мышечной системы, опорно-двигательного аппарата, изменений обмена веществ и др.

Производственная вибрация нормируется по спектру колебательной виб­роскорости в октавных или третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами от 0,8 до 80 Гц для общей вибрации и от 8 до 1000 Гц для локальной вибрации для каждого направления ее действия.

С учетом рассмотренных физико-гигиенических характеристик производ­ственный шум можно классифицировать по различным признакам.

По этиологии - аэродинамический, гидродинамический, металлический и т.д.

По частотной характеристике - низкочастотный (1-350 Гц), среднечастот-1 ный (350-800 Гц), высокочастотный (более 800 Гц).

По спектру - широкополосный (шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы), тональный (шум, в спектре которого имеются выраженные тоны). Широкополосный шум с одинаковой интенсивностью звуков по всем частотам условно обозначают как «белый».

По распределению энергии во времени - постоянный или стабильный, непостоянный. Непостоянный шум может быть колеблющимся, прерывистым и импульсным. Для двух последних видов шума характерно резкое изменение звуковой энергии во времени (свистки, гудки, удары кузнечного молота, выс­трелы и пр.).

Производственный шум вызывает профессиональную тугоухость, а иногда и глухоту. Чаще слух изменяется под действием высокочастотного шума. Однако и низко- и среднечастотный шум большой интенсивности также ведет к нарушению слуха. Механизм нарушения слуха заключается в развитии атрофических процессов в слуховом нерве. Показательно, что в первое время у рабочих шумных профессий сни­жение слуха адаптационное, временное. Однако постепенно в связи с атрофическими процессами снижается слух сначала на высокие частоты, а затем и на средние и низкие (кохлеарный неврит). Рабочие шумных профессий в первые годы работы часто субъективно не ощущают нарушения слуха и лишь, когда процесс становится разлитым, начинают жаловаться на снижение слуха. В связи с этим главным методом ранней диагностики нару­шения слуховой чувствительности у рабочих шумных профессий является аудиометрия.

Еще одной профессиональной патологией органа слуха может быть звуко­вая травма. Она чаще обусловлена воздействием интенсивного импульсного шума и заключается в механическом повреждении барабанной перепонки и среднего уха.

Наряду с воздействием на орган слуха происходит и общее воздействие шума на организм, в первую очередь на нервную и сердечно-сосудистую системы с преобладанием астеновегетативных нарушений. Отмечаются жалобы на го­ловную боль, повышенную утомляемость, нарушение сна, снижение памяти, раздражительность, сердцебиение. Объективно наблюдаются удлинение ла­тентного периода рефлексов, изменение дермографизма, лабильность пульса, повышение артериального давления и т.д. Отмечаются нарушения функции органов дыхания (угнетение дыхания), зрительного анализатора (снижение чувствительности роговицы, ухудшение цветового зрения), вестибу­лярного аппарата (головокружения и др.), желудочно-кишечного тракта (на­рушение моторной и секреторной функций), системы крови, мышечной и эндокринной систем и т.д. Подобный симптомокомплекс, развивающийся в организме под действием производственного шума, обозначают как «шумо­вую болезнь»