11. Виброакустические факторы. Влияние на организм человека.

Виброакустические факторы- вибрация, шум, ультразвук, инфразвук

Вибрация (лат. Vibratio — колебание, дрожание) — механические колебания. Вибрация — колебание твердых тел.

О вибрации также говорят в более узком смысле, подразумевая механические колебания, оказывающее ощутимое влияние на человека. В этом случае подразумевается частотный диапазон 1,6—1000 Гц. Понятие вибрация тесно связано с понятиями шум, инфразвук, звук.

По способу передачи различают следующие виды вибрации:

• общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;

• локальную вибрацию, передающуюся через руки или ноги человека, а также через предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями.

В зависимости от источника возникновения различают следующие виды вибраций:

• локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного механизированного (с двигателями) инструмента;

• локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного немеханизированного инструмента;

• общая вибрация 1 категории — транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах транспортных средств, движущихся по местности, дорогам и пр.' Пример: тракторы, грузовые автомобили, скутеры, мотоциклы, мопеды;

• общая вибрация 2 категории — транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений и т. п. Пример: краны, напольный производственный транспорт;

• общая вибрация 3 категории — технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющих источников вибрации. Пример: станки, литейные машины.

• общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников. Пример: вибрация от проходящего трамвая.

• общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников. Пример: лифты, холодильники.

Вибрации в технике, конструкциях и природе:

• Работающие электродвигатели, особенно плохо сбалансированные.

• Дрожание нагревательных обмоток муфельных печей.

• Дрожание водопровода и систем отопления при наличии «воздушных пробок».

• Вибрации металлоконструкций.

• Вибрации железобетонных конструкций вследствие теплового нагрева.

• Низкочастотные вибрации музыкальных установок.

• Инфразвуковые боевые генераторы.

• Вибрации ракетных двигателей при работе.

• Природные вибрации — землетрясения, атмосферные разряды.

Производственными источниками локальной вибрации являются ручные механизированные машины ударного, ударно-вращательного и вращательного действия с пневматическим или электрическим приводом. Инструменты ударного действия основаны на принципе вибрации. К ним относятся клепальные, рубильные, отбойные молотки, пневмотрамбовки

Допустимый уровень вибрации

Нормирование технологической вибрации как общей, так и локальной производится в зависимости от ее направления в каждой октавной полосе(1,6 — 1000 Гц) со среднеквадратическими виброскоростями (1,4 — 0,28)10−2м/сек, и логарифмическими уравнениями виброскорости (115—109 Дб), а также виброускорением (85 — 0,1 м/сек²). Нормирование общей технологической вибрации производится также в 1/3 октавных полосах частот (1,6 — 80 Гц)[4].

Измерение вибрации

Для измерения вибрации и дополнительной оценки уровня шума применяются специализированные виброметры и универсальные шумовиброметры.

Воздействие на организм

Действие вибраций на человека различно. Оно зависит от того, вовлечён ли в неё весь организм или часть, от частоты, силы и продолжительности и пр.

Воздействие вибрации может ограничиться ощущением сотрясения (паллестезия) или привести к изменениям в нервной, сердечно-сосудистой, опорно-двигательнойсистемах.

Но вибрация в небольшой степени и в небольших количествах оказывает положительное влияние на человека.

Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной испектральной структуры. Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).

Классификация шумов

Шум — совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.

По спектру

Шумы подразделяются на стационарные и нестационарные.

По характеру спектра шумы подразделяют на:

• широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;

• тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тона. Выраженным тон считается, если одна из третьоктавных полос частот превышает остальные не менее, чем на 10 дБ

По частоте (Гц)

По частотной характеристике шумы подразделяются на:

• низкочастотный (<400 Гц)

• среднечастотный (400—1000 Гц)

• высокочастотный (>1000 Гц)

По природе возникновения

• Механический

• Аэродинамический

• Гидравлический

• Электромагнитный

Воздействие шума На человека

Шум звукового диапазона замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы, это приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнении различных видов работ. Шум угнетает центральную нервную систему (ЦНС), вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни.

При воздействии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при ещё более высоких (более 160 дБ) — и смерть.

Шум, производимый ветроэлектростанциями, также воздействует на среду обитания человека и природы.

Инфразву́к (от лат. infra — ниже, под) — звуковые волны, имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. Поскольку обычно человеческое ухо способно слышать звуки в диапазоне частот 16 − 20 000 Гц, то за верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0,001 Гц. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей герц, то есть с периодами в десяток секунд.

Природа возникновения инфразвуковых колебаний такая же, как и у слышимого звука, поэтому инфразвук подчиняется тем же закономерностям, и для его описания используется такой же математический аппарат, как и для обычного слышимого звука (кроме понятий, связанных с уровнем звука). Инфразвук слабо поглощается средой, поэтому может распространяться на значительные расстояния от источника. Из-за очень большой длины волны ярко выражена дифракция.

Физиологическое действие инфразвука

Органы человека, как и любое физическое тело, имеют собственную резонансную частоту. Под воздействием звука с этой частотой они могут испытывать внутреннее изменение структуры, вплоть до потери собственной работоспособности. Предполагается, что на этом принципе может быть создано инфразвуковое оружие. Также при совпадении воздействующего звука с ритмами мозга, такими как альфа-ритм, бета-ритм, гамма-ритм, дельта-ритм, тета-ритм, каппа-ритм, мю-ритм, сигма-ритм и др., может возникнуть нарушение активности церебральных механизмов мозга.

Ультразву́к — упругие колебания в среде с частотой за пределом слышимости человека. Обычно под ультразвуком понимают частоты выше 20 000 Герц.

Влияние на организм:

При воздействии ультразвука на организм человека отмечается, прежде всего, термическое действие вследствие превращения энергии ультразвука в тепло. Ультразвук вызывает микромассаж тканей (сжатие и растяжение), что способствует кровообращению и, следовательно, улучшению функции ткани. Ультразвук стимулирует обменные процессы и оказывает также нервнорефлекторное действие.

Под влиянием ультразвука изменения отмечаются не только в органах, подвергшихся воздействию, но и в других частях организма. При длительном и интенсивном воздействии ультразвук может вызвать разрушение клеток тканей.

12. Неионизирующее излучение.

Распространение через вещество электромагнитных полей является потенциально опасным для человека. Электромагнитные поля разной частоты несут разную энергию и по-разному действуют на вещество биологических тканей организма человека.

Спектр электромагнитных излучений включает в себя высокочастотные энергетически мощные ионизирующие излучения (гамма-излучение, рентгеновские лучи). Затем идут ультрафиолетовое излучение, видимый свет и инфракрасное излучение. За ними располагается широкий диапазон радиочастот, включающий (в нисходящем порядке) микроволны, сотовую радиотелефонию, телевидение, коротковолновое радио, средне- и длинноволновое радио, короткие волны, использующиеся в диэлектрических и индукционных нагревателях, и поля токов так называемой промышленной частоты (50 либо 60 Гц).

Заметим, что понятие «неионизирующее излучение» объединяет все излучения и поля электромагнитного спектра, у которых не хватает энергии для ионизации материи. Строгое научное определение неионизирующих излучений определяет их как излучения с длиной волны более 1000 нм и энергией меньше 10 кэВ, заведомо недостаточной, чтобы ионизировать вещество. Заметим, что с этих позиций ультрафиолетовое излучение не всегда является «неионизирующим», поскольку в отдельных случаях оно может ионизировать вещество.

Ультрафиолетовое излучение представляет собой форму оптического излучения с более короткой длиной волны и большей энергией фотонов (частиц излучения), чем видимый свет. Обычно ультрафиолетовое излучение невидимо и может быть обнаружено по свечению ряда материалов под его действием.

Общеизвестное действие ультрафиолетового излучения состоит в эритеме, или «солнечном ожоге», проявляющемся в виде покраснения кожи обычно через четыре-восемь часов после воздействия ультрафиолетового излучения и постепенно бледнеющем после нескольких дней. Серьезный солнечный ожог может повлечь за собой образование пузырей на коже и ее шелушение.

Наиболее часто воздействию ультрафиолетового излучения люди подвергаются на открытом воздухе. В качестве мер защиты от ультрафиолета Солнца должна применяться специальная одежда и шляпы с полями для защиты лица и шеи. Для уменьшения уровня воздействия на открытые поверхности тела могут наноситься солнцезащитные кремы (работающие как «экраны»).

В процессе работы в помещениях работники сталкиваются с ультрафиолетовым излучением дуги электросварки и при использовании специальных искусственных источников ультрафиолетового излучения.

Величины ультрафиолетового излучения от дуговой сварки очень высоки и могут вызывать острые поражения глаз и кожи после нескольких минут воздействия.

Постоянное длительное воздействие ультрафиолетового излучения ускоряет старение кожи и увеличивает риск развития рака кожи.В результате воздействия ультрафиолетового излучения на глаза человека через нескольких часов могут возникнуть – острые воспалительные реакции, обычно длящиеся в течение нескольких дней.

Даже кратковременное воздействие мощного потока ультрафиолетового излучения может привести к фотохимическому повреждению сетчатки. Оно может выразиться во временном или постоянном снижении зрения.

Долговременное воздействие ультрафиолетового излучения (в течение десятилетий) может внести свой вклад в возникновение катаракты.
Поэтому при проведении сварки обязательна защита глаз и кожи средствами индивидуальной защиты.

Инфракрасное излучение, часто называемое тепловым излучением или лучистым теплом, испускается всеми телами. Оно становится существенным при высокой температуре поверхности тела (горячие двигатели, расплавленный металл и другие источники, связанные с литейным производством, термически обработанные поверхности, электрические лампы накаливания, системы выработки лучистого тепла и т.д.).

Инфракрасное (ИК) излучение имеет длину волны, варьирующуюся от 780 нм до 1мм. Поскольку инфракрасное излучение не проникает глубоко в ткани организма, то основными «мишенями» воздействия инфракрасного излучения становятся кожа и глаза.

Естественная защитная реакция глаз, прекращающая рассматривание источников яркого света в 0,25 секунды, не срабатывает для инфракрасного излучения, не обладающего соответствующим зрительным раздражителем. Поэтому глаз не чувствует нагрева, что приводит к его неблагоприятному воздействию, особенно на хрусталик глаза и сетчатку.

При интенсивном инфракрасном излучении, связанном, как правило, с использованием лазеров или с очень сильными источниками излучения (ксеноновая дуга), могут возникнуть термические повреждения глаз. При этом в слепом пятне сетчатки возникает местный ожог (скотома).
При длительном воздействии инфракрасного излучения с длинами волн приблизительно 800-3000 нм возможно помутнение хрусталика (катаракта).

Для предотвращения возникновения этих повреждений должны применяться средства индивидуальной защиты для глаз.

Для защиты от теплового действия инфракрасного излучения применяют экранирование и специальную одежду.

В пределе нулевой частоты электромагнитное поле расщепляется на статические электрическое и магнитное поля. В настоящее время их возможное (при определенных условиях) вредное влияние на организм человека не установлено. Однако накапливающиеся электрические заряды (статическое электричество) при разряде могут вызвать взрыв и/или пожар, нарушить технологию, они неприятны для человека. Для защиты от действия статического электричества, кроме средств коллективной защиты, применяются специальные «антистатические» средства индивидуальной защиты типа слаботокопроводящей одежды и обуви, не позволяющих скапливаться зарядам большой мощности.