Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий.

Между ответными реакциями организма и уровнем воздействующей вибрации нет линейной зависимости. Причину этого явления видят в резонансном эффекте. При повышении частот колебаний более 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20 - 30 Гц, при горизонтальных - 1,5 - 2 Гц.

Особое значение резонанс приобретает по отношению к органу зрения. Расстройство зрительных восприятий проявляется в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости, резонансными являются частоты 3 - 3,5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4 - 6 Гц.

Вибрационная патология стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний. Рассматривая нарушения состояния здоровья при вибрационном воздействии, следует отметить, что частота заболеваний определяется величиной дозы, а особенности клинических проявлений формируются под влиянием спектра вибраций. Выделяют три вида вибрационной патологии от воздействия общей, локальной и толчкообразной вибраций.

При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Вибрация является специфическим раздражителем для вестибулярного анализатора, причем линейные ускорения - для отолитового аппарата, расположенного в мешочках преддверия, а угловые ускорения - для полукружных каналов внутреннего уха.

У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуло-вегетативная неустойчивость. Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадением отдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40%, субъективно - потемнением в глазах. Под влиянием общих вибраций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими реактивными изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.

Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации и толчков регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, на заводах железобетонных изделий. Для водителей машин, трактористов, бульдозеристов, машинистов экскаваторов , подвергающихся воздействию низкочастотной и толчкообразной вибраций, характерны изменения в пояснично-крестцовом отделе позвоночника. Рабочие часто жалуются на боли в пояснице, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость. В целом картина воздействия общей низко- и среднечастотной вибраций выражается общими вегетативными расстройствами с периферическими нарушениями, преимущественно в конечностях, снижением сосудистого тонуса и чувствительности.

Бич современного производства, особенно машиностроения, - локальная вибрация . Локальной вибрации подвергаются главным образом люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов.

Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот - спазм сосудов.

Сроки развития периферических расстройств зависят не столько от уровня, сколько от дозы (эквивалентного уровня) вибрации в течение рабочей смены. Преимущественное значение имеет время непрерывного контакта с вибрацией и суммарное время воздействия вибрации за смену. У формовщиков, бурильщиков, заточников, рихтовщиков при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через 8 - 10 лет работы. Обслуживание инструмента ударного действия (клепка, обрубка), генерирующим вибрацию среднечастотного диапазона (30 - 125 Гц), приводит к развитию сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений через 12 - 15 лет. При локальном воздействии низкочастотной вибрации, особенно при значительном физическом напряжении, рабочие жалуются на ноющие, ломящие, тянущие боли в верхних конечностях, часто по ночам. Одним из постоянных симптомов локального и общего воздействия является расстройство чувствительности. Наиболее резко страдает вибрационная, болевая и температурная чувствительность.

К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибрации на организм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия, особенно пониженная температура, шум высокой интенсивности, психоэмоциональный стресс. Охлаждение и смачивание рук значительно повышает риск развития вибрационной болезни за счет усиления сосудистых реакций. При совместном действии шума и вибрации наблюдается взаимное усиление эффекта в результате его суммации, а возможно, и потенцирования.

Длительное систематическое воздействие вибрации приводит к развитию вибрационной болезни, которая включена в список профессиональных заболеваний. Эта болезнь диагностируется, как правило, у работающих на производстве. В условиях населенных мест вибрационная болезнь не регистрируется, несмотря на наличие многих источников вибрации (наземный и подземный транспорт, промышленные источники и др.). Лица, подвергающиеся воздействию вибрации окружающей среды, чаще болеют сердечно-сосудистыми и нервными заболеваниями и обычно предъявляют много жалоб общесоматического характера.

Предельно допустимый уровень (ПДУ) вибрации - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ вибрации не исключает нарушение здоровья у сверхчувствительных лиц.

В целях профилактики неблагоприятного воздействия локальной и общей вибрации , работающие должны использовать средства индивидуальной защиты. Средства индивидуальной защиты подразделяются на средства:

Для рук оператора - рукавицы, перчатки, вкладыши, прокладки. (ГОСТ 12.4.002-74 Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общетехнические требования).

Для ног машиниста - специальная обувь, подмётки, наколенники. (ГОСТ 12.4.024-76. Обувь специальная виброзащитная. Общие технические требования. На предприятиях с участием санэпиднадзора медицинских учреждений, служб охраны труда должен быть разработан конкретный комплекс медико-биологических профилактических мероприятий с учетом характера воздействующей вибрации и сопутствующих факторов производственной среды.

Вибрации – это колебания твердых тел – частей аппаратов, машин, оборудования, сооружений, воспринимаемые организмом человека как сотрясения. Часто вибрации сопровождаются слышимым шумом.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на локальную и общую.

Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека. Наиболее опасная частота общей вибрации лежит в диапазоне 6-9 Гц, поскольку она совпадает с собственной частотой колебаний внутренних органов человека, в результате чего может возникнуть резонанс.

Локальная (местная) вибрация передается через руки человека . К локальной вибрации может быть отнесена и вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов.

Источниками локальной вибрации , передающейся на работающих, могут быть: ручные машины с двигателем или ручной механизированный инструмент; органы управления машинами и оборудованием; ручной инструмент и обрабатываемые детали.

Общая вибрация в зависимости от источника ее возникновения подразделяется на:

общую вибрацию 2 категории - транспортно-технологическую, воздействующую на человека на рабочих местах в машинах, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок;

По временным характеристикам вибрация подразделяется на:

– постоянную, для которой спектральный или корректированный по частоте нормируемый параметр за время наблюдения (не менее 10 минут или время технологического цикла) изменяются не более чем в 2 раза (6 дБ) при измерении с постоянной времени 1 с;

– непостоянную вибрацию, для которой спектральный или корректированный по частоте нормируемый параметр за время наблюдения (не менее 10 минут или время технологического цикла) изменяются более чем в 2 раза (6 дБ) при измерении с постоянной времени 1 с.

Предельно допустимый уровень вибрации - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Вред вибрации

Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью . Выраженность ответных реакций обусловливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий.

Между ответными реакциями организма и уровнем воздействующей вибрации нет линейной зависимости. Причину этого явления видят в резонансном эффекте . При повышении частот колебаний более 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20 – 30 Гц, при горизонтальных – 1,5 – 2 Гц.

Особое значение резонанс приобретает по отношению к органу зрения. Расстройство зрительных восприятий проявляется в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок . Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости, резонансными являются частоты 3 – 3,5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4 – 6 Гц.

Длительное систематическое воздействие вибрации приводит к развитию вибрационной болезни , которая включена в список профессиональных заболеваний. Эта болезнь диагностируется, как правило, у работающих на производстве. В условиях населенных мест вибрационная болезнь не регистрируется, несмотря на наличие многих источников вибрации (наземный и подземный транспорт, промышленные источники и др.).

Колебания, передаваемые от вибрирующей поверхности телу человека, вызывают раздражение многочисленных нервных окончаний в стенках кровеносных сосудов, мышечных и других тканях. Ответные импульсы приводят к нарушениям обычного функционального состояния некоторых внутренних органов и систем, и в первую очередь периферических нервов и кровеносных сосудов, вызывая их сокращение. Сами же нервные окончания, особенно кожные, также подвергаются изменению - становятся менее восприимчивыми к раздражениям. Все это проявляется в виде беспричинных болей в руках, особенно по ночам, онемения, ощущения «ползания мурашек», внезапного побеления пальцев, снижения всех видов кожной чувствительности (болевой, температурной, тактильной). Весь этот комплекс симптомов, характерный для воздействия вибрации , получил название вибрационной болезни. Больные вибрационной болезнью обычно жалуются на мышечную слабость и быструю утомляемость. У женщин от воздействия вибрации, помимо этого, нередко появляются нарушения функционального состояния половой сферы.

Развитие вибрационной болезни и. других неблагоприятных явлений зависит в основном от спектрального состава вибрации: чем выше частота вибрации и чем больше амплитуда и скорости колебаний , тем большую опасность представляет вибрация в отношении сроков развития и тяжести вибрационной болезни.

Вибрационная патология стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний. Рассматривая нарушения состояния здоровья при вибрационном воздействии, следует отметить, что частота заболеваний определяется величиной дозы, а особенности клинических проявлений формируются под влиянием спектра вибраций. Выделяют три вида вибрационной патологии от воздействия общей, локальной и толчкообразной вибраций.

При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный . Вибрация является специфическим раздражителем для вестибулярного анализатора, причем линейные ускорения – для отолитового аппарата, расположенного в мешочках преддверия, а угловые ускорения – для полукружных каналов внутреннего уха.

У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуло-вегетативная неустойчивость. Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадением отдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40%, субъективно – потемнением в глазах. Под влиянием общих вибраций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими реактивными изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.

Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации и толчков регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, на заводах железобетонных изделий. Для водителей машин, трактористов, бульдозеристов, машинистов экскаваторов, подвергающихся воздействию низкочастотной и толчкообразной вибраций, характерны изменения в пояснично-крестцовом отделе позвоночника. Рабочие часто жалуются на боли в пояснице, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость. В целом картина воздействия общей низко- и среднечастотной вибраций выражается общими вегетативными расстройствами с периферическими нарушениями, преимущественно в конечностях, снижением сосудистого тонуса и чувствительности.

Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот – спазм сосудов.

Мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией во многом однотипны.

Прежде всего, необходимо обратить внимание на технологический процесс и оборудование, по возможности заменить операции, сопровождающиеся шумом или вибрацией, другими.

Немаловажную роль в борьбе с шумом и вибрацией играют архитектурно-строительные и планировочные решения при проектировании и строительстве промышленных зданий. Прежде всего, необходимо наиболее шумящее и вибрирующее оборудование вынести за пределы производственных помещений, где находятся рабочие; если это оборудование требует постоянного или частого периодического наблюдения, на участке его размещения оборудуются звукоизолированные будки или комнаты для обслуживающего персонала.

В целях профилактики неблагоприятного воздействия локальной и общей вибрации, работающие должны использовать средства индивидуальной защиты. При воздействии местной вибрации (чаще на руки) рукоятки и другие вибрирующие части машин и инструмента (например, пневмомолоток), соприкасающиеся с телом рабочего, покрываются резиной или другим мягким материалом. Виброгасящую роль играют и рукавицы.

Выводы

Шум и вибрация объединяются общим принципом их образования: все они являются результатом колебания тел, передаваемого непосредственно или через газообразные, жидкие и твердые среды. Отличаются они друг от друга лишь по частоте этих колебаний и различным восприятием их человеком.

Колебания с частотой от 20 до 20000 гц (герц - единица измерения частоты, равная одному колебанию в секунду), передаваемые через газообразную среду, называются звуками и воспринимаются органами слуха человека как звуки; беспорядочное сочетание таких звуков составляет шум.

Колебания твердых тел или передаваемые через твердые тела (машины, строительные конструкции и т. п.) называются вибрацией. Вибрация воспринимается человеком как сотрясение при общей вибрации с частотой от 1 до 100 гц, а при локальной (местной)- от 10 до 1000 гц (например, при работе с виброинструментом).

Четких границ между шумом и вибрацией не существует, поэтому на пограничных частотах обычно имеет место воздействие на человека двух вышеуказанных факторов.

Похожая информация.

Вибрация, как фактор производственной среды, встречается в самых разнообразных отраслях промышленности: металлообрабатывающей,

металлургической, горнодобывающей, нефте-, газодобывающей,

машиностроительной промышленности, на транспорте и сельском хозяйстве, а также многих других производствах.

Некоторые технологические процессы - виброуплотнение, прессование, формование, процессы бурения и рыхления, транспортировка и др. также сопровождаются генерированием тех или иных видов вибрации.

Вибрация - это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил.

Самое разнообразное оборудование и аппаратура, транспортные механизмы, использующие возвратно-поступательные движущиеся системы (кривошипношатунные механизмы, перфораторы, вибротрамбовки, виброфармовочные машины и др.); неуравновешенные вращающиеся массы, ударное взаимодействие сопрягаемых деталей (режущий инструмент, дрели, шлифовальные машины, технологическое оборудование, зубчатые передачи, подшипниковые узлы); оборудование и инструмент, использующие в технологических целях ударное воздействие на обрабатываемый материал (рубильные и отбойные молотки, прессы, инструмент используемый в клепке, чеканке и т.д.) являются источником вибрации.

Вибрационная зона - это область распространения вибрации.

Характеристика вибрации. Вибрация характеризуется скоростью (и, м/с) и ускорением (а, м/с) колеблющейся твердой поверхности. Обычно эти параметры называют виброскоростью и виброускорением.

В соответствии с законами биомеханики, ощущение человека, возникающие при различного рода внешних воздействиях и, в частности, вибрации, пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя (закон Вебера- Фехнера). В этой связи в практику введены логарифмические величины - уровни виброскорости и виброускорения:

Lv = 10lg02/^o) = 20lg(U/U0), La = 10lg(a / a0)

Единицей измерения уровня вибрации являются децибелы (ДБ). Стандартизированные в международном масштабе величины и0 = 5 10" м/с, а0 = 3 10 м/с приняты за пороговые значения виброскорости и виброускорения.

Частота вибрации (f) - количество колебаний в единицу времени. Частота измеряется в герцах (Гц, 1/с) - количестве колебаний в секунду, а частота производственных вибраций изменяется в диапазоне от 0,5 до 8000 Гц. Период колебания Т (с): Т = 1/f - время, в течение которого происходит одно колебание. Амплитуда виброперемещения А (м) - максимальное расстояние, на которое перемещается любая точка вибрирующего тела. Связь между виброперемещением, виброскоростью и виброускорением выражается формулами

v = 2nfA, а = (2f)2 A,

где п = 3,14.

Вибрация может характеризоваться одной или несколькими частотами (дискретный спектр) или широким набором частот (непрерывный спектр). Спектр частот разбивается на частотные полосы (октавные диапазоны). В октавном диапазоне верхняя граничная частотаf вдвое больше нижней граничной частоты f2, т.е. f / f = 2. Октавная полоса характеризуется ее среднегеометрической частотой.

Среднегеометрические частоты октавных полос частот вибрации стандартизированы

и составляют: 1, 2, 4, 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Из определения октавы по среднегеометрическому значению ее частоты можно определить нижнее и верхнее значения октавной полосы частот.

Классификация вибрации. Производственная вибрация, в зависимости от ее физических характеристик, распространения в окружающей среде, источника возникновения классифицируется на следующие виды (Рисунок № 22):

По способу передачи - на общую и локальную. Общая вибрация (вибрация рабочих мест) передается через опорные поверхности на все тело сидящего или стоящего человека. Локальная вибрация (местная) передается на руки или отдельные участки тела человека, контактирующие с вибрирующим инструментом или вибрирующими поверхностями технологического оборудования.

По направлению действия - на вертикальную вибрацию (Z), действующую вдоль ортогональной оси системы координат (стопа-голова); горизонтальную вибрацию (X) (спина-грудь) и горизонтальную вибрацию (Y) (правое плечо - левое плечо).

По временным характеристикам - на постоянные вибрации (величина виброскорости изменяется не более чем на 6 дБ); непостоянные вибрации (величина виброскорости изменяется не менее чем на 6 дБ).

По спектру - на узкополосные (уровни виброскорости на отдельных частотах или диапазонах частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних диапазонах); широкополосные (отсутствуют выраженные частоты или узкие диапазоны частот, на которых уровни виброскорости превышают более чем 15 дб уровни соседних частот).

По частотному спектру - на низкочастотную (fсг = 8, 16 Гц для локальной вибрации и 1, 4 Гц для общей вибрации); среднечастотную (fсг = 31,5, 63 Гц для локальной и 8, 16 Гц для общей,); высокочастотную (fсг = 125, 250, 500, 1000 Гц для локальной и 31,5, 63 Гц - для общей).

По источнику возникновения общая вибрация подразделяется на 3 категории: транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах транспортных средств при их движении по местности (категория 1); транспортнотехнологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин с ограниченной зоной перемещения при их перемещении по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок (категория 2); технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин и технологического оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации (категория 3).

Действие вибрации на организм. В связи с тем, что вибрация воспринимается несколькими анализаторами (кожный, вестибулярный и др.), обладающими различными свойствами, ощущение вибрации меняется с изменением ее интенсивности, частотной характеристики, продолжительности, места и направления передачи и т.д.

Согласно современным представлениям, эффекты вибрационного воздействия на человека определяются деформацией или смещением тканей и органов, что нарушает их нормальное функционирование и приводит к раздражению многочисленных механорецепторов, воспринимающих вибрацию. Следствием этого является изменение психологических и физиологических реакций человека.

Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Характер, глубина и направление физиологических и патологических изменений со стороны различных систем организма определяется не только характером вибрационного воздействия (частота и уровень действующей вибрации, продолжительность и место ее действия, направление оси действия вибрации), но и различными свойствами анатомических структур органов и тканей тела человека, а также особенностями индивидуальной чувствительности.

При воздействии вибрации на человека, наиболее существенно то, что тело человека в данном случае является сложной динамической системой, которой присущи ритмичные колебания, в том числе и внутренних органов. В этих условиях, при совпадении собственных частот внутренних органов человека и отдельных частей его тела с частотой вынужденной вибрации возникает явление резонанса, при котором резко возрастает амплитуда колебаний органов и частей тела. Поскольку тело человека является сложной колебательной системой с собственным резонансом, многие биологические эффекты имеют строго частотную зависимость.

Область резонанса для головы сидящего человека находится в зоне между 20 и 30 Гц. В этом диапазоне амплитуда ускорения головы может в 3 раза превышать амплитуду плеч. Установлено, что главный резонанс тела спящего или лежащего человека для вибрации, действующей в направлении оси Z, отмечается на частотах 4-6 Гц. Для стоящего на виброплощадке человека различают 2 резонансных типа на частотах 5-12 и 17-25 Гц.

Колебания внутренних органов в грудной и брюшной полостях при положении стоя обнаруживают резонанс под влиянием вибрации при частоте 3,0-3,5 Г ц, но максимальная амплитуда колебаний брюшной стенки отмечается на частотах от 7-8 Гц, передней грудной стенки - от 7 до 11 Гц. Частотный диапазон от 4 до 8 Гц может оказаться лимитирующим для устойчивости человека и вибрации из-за смещения внутренних органов, особенно брюшной полости.

На рукоятке ручной машины при работе с ней имеются один максимум вибрации в области ниже 5 Гц и второй - в области 30-40 Гц.

Механическая система прямой руки человека имеет резонанс в области частот 30-60 Гц. При передаче вибрации от ладони к тыльной стороне кисти амплитуда колебаний при неизменной частоте 40-50 Гц уменьшается на 35-65%. Затухание колебаний увеличивается от кисти к локтю с максимальным эффектом в плечевом суставе и голове.

При длительном воздействии общей и локальной вибрации в организме человека возникают сложные морфо-функциональные изменения в различных органах и тканях. Преимущественно страдают центральная и периферическая нервная системы, регуляция сосудистого тонуса, приводящие в конечном итоге к развитию вибрационной болезни. К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибрации на организм человека, относятся повышенные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия (прежде всего пониженная температура и повышенная влажность), шум высокой интенсивности, который, как правило, сопровождает вибрацию, психоэмоциональная напряженность. Охлаждение и смачивание рук значительно повышает риск развития вибрационной болезни за счет усиления сосудистых реакций.

Гигиеническое нормирование вибрации. Основными нормативными документами, регламентирующими предельно допустимые величины вибрации являются следующие санитарные нормы, правила и стандарты: «Санитарноэпидемиологические требования к условиям работы с источниками вибрации» № 310 (2005 г.); «Санитарные нормы и правила при работе с машинами и оборудованием, создающими локальную вибрацию, передающуюся на руки работающих» № 3041-84; ГОСТ 12.1.012-7 «ССБТ. Вибрация. Общие требования безопасности».

Гигиеническое нормирование устанавливается отдельно для общей и локальной вибрации. Общая вибрация нормируется в диапазонах октавных полос со среднегеометрическими значениями частот 2, 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц (для транспортной вибрации дополнительно нормируется вибрация в октавной полосе с f^ = 1 Гц). Локальная вибрация нормируется в диапазонах частот с f^ = 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Нормы установлены для продолжительности рабочей смены в 8 часов.

Допустимые значения уровня виброскорости для общей транспортной, транспортно-технологической и технологической вибрации, а также допустимые значения транспортной вибрации и локальной вибрации в октавных полосах частот представлены в таблицах № 26-28.

Таблица № 27. Гигиенические нормы вибрации.

Таблица № 28. Предельно допустимые значения параметров локальной вибрации по осям Z, X, Y.

Профилактические мероприятия. Меры предупреждения неблагоприятного воздействия на организм общей и локальной вибрации включают в себя технические, административные и медико-профилактические мероприятия. При использовании виброопасных ручных инструментов, работы следует проводить с применением режимов труда, которые должны обеспечивать: ограничение времени воздействия вибрации и рациональное распределение работ с виброопасными ручными инструментами в течение рабочей смены, ограничение длительности непрерывного одноразового воздействия вибрации и использование регламентированных перерывов для отдыха и лечебно-профилактических мероприятий.

В режимах труда необходимо указывать допустимое суммарное время контакта с вибрирующими ручными инструментами, продолжительность и время организации перерывов, как регламентированных, так и в соответствии с режимами труда, а также перечень работ, которыми операторы с ручными инструментами могут быть заняты во время перерывов.

В технических документах (паспорт, техническое описание, инструкция) на то или иное оборудование, инструмент и аппарат, являющихся источниками локальной вибрации, необходимо указывать следующее:

■ наличие конструктивных решений, исключающих или ограничивающих неблагоприятное влияние вибрации;

■ вибрационные характеристики (значения виброскорости и виброускорения) для всех номинальных режимов работы оборудования, инструмента и аппарата, измеренные в трех направлениях ортогональной системы осей координат в точках соприкосновения с руками оператора, шумовые характеристики;

■ масса ручного инструмента, вес ручного инструмента, приходящийся на руки работающего при выполнении различных технологических операций, минимальную силу нажатия, прикладываемую руками работающего в установленном паспортом режиме;

■ сопутствующие вредные производственные факторы, источниками которых являются данный инструмент и оборудование.

Комплекс мер медико-профилактического характера включает в себя проведение ежегодных профосмотров работающего контингента, получение лечебно-профилактического питания и витаминопрофилактику, санаторнокурортное лечение и ряд других мероприятий.

Техническая защита от вибраций включает следующие меры активной виброзащиты:

■ виброизоляция - уменьшение передачи колебаний от источника возбуждения к защищаемому объекту при помощи устройств, помещенных между ними (резиновые, пружинные виброизоляторы);

■ вибродемпфирование - увеличение механического активного импеданса колеблющегося элементов путем увеличения диссипативных сил при колебаниях с частотами, близкими к резонансным;

■ динамическое гашение колебаний путем присоединения к защищенному объекту системы, реакция которой уменьшает размах вибрации в точках присоединения;

■ изменение конструктивных элементов и строительных конструкций.

Снижение неблагоприятного воздействия вибрации на работающих осуществляется за счет уменьшения вибрации в источнике образования, за счет конструктивных и технологических решений при разработке новых и модернизации существующих машин, оборудования, инструментов; уменьшение вибрации на пути распространения средствами виброизоляции и вибропоглощения; применения дистанционного и автоматического управления. Соблюдение требований безопасности, касающиеся исключения контакта работающих с вибрирующими поверхностями за пределами рабочей зоны (предупреждающие надписи, сигнализация, ограждение и др.), запрещение пребывания рабочих на вибрирующей поверхности производственного оборудования во время его работы, планового и предупредительного ремонта машин и оборудования, способствуют снижению повреждающего влияния вибрации на организм ведущих профессиональных групп рабочих.

а) Общая вибрация- это колебание всего тела, передающееся с рабочего места.

Исследования особенностей механического эффекта общей вибрации показали следующее. Тело человека благодаря наличию мягких тканей, костей, суставов, внутренних органов представляет собой сложную колебательную систему, механическая реакция которой зависит от параметров вибрационного воздействия. При частоте менее 2 Гц тело отвечает на общую вибрацию как жесткая масса. На более высоких частотах тело реагирует как колебательная система с одной или несколькими степенями свободы, что проявляется в резонансном усилении колебаний на отдельных частотах. Для сидящего человека резонанс находится на частотах 4-6 Гц, в положении стоя обнаружены 2 резонансных пика: в 5 и 12 Гц. Собственная частота колебаний таза и спины - 5 Гц, а системы грудь-живот - 3 Гц.

При длительном воздействии общей вибрации возможны механические повреждения тканей, органов и различных систем организма (особенно при возникновении резонанса собственных колебаний тела и внешних воздействий). Вот почему механическое воздействие вибрацией часто ведет к возникновению многообразных патологических реакций у водителей грузовых машин, трактористов, летчиков и т. д.

б) Локальная вибрация- действует на отдельные части орга­низма (верхние конечности, плечевой пояс, сосуды сердца).

При исследовании особенностей механического эффекта воздействия локальной вибрации на организм человека было установлено, что вибрация, приложенная к любому участку, генерируется по всему телу. Зона распространения при воздействии низкой частоты вибрации больше, так как поглощение колебательной энергии при ней в структурах тела меньше. При систематическом вибрационном воздействии низкочастотных колебаний в первую очередь поражаются мышцы, и тем сильнее, чем большего мышечного напряжения требует работа с инструментом.

У рабочих, длительное время использующих ручные машины, возникают, разнообразные изменения в мышцах плечевого пояса, рук и кистей. Связано это как с непосредственной травматизацией мышц, так и с нарушениями регуляции вследствие поражений ЦНС. Под влиянием локальной вибрации возникают также костно-суставные изменения, особенно в локтевых и лучезапястных суставах, в мелких суставах кистей. Костно-суставные деформации происходят из-за нарушения дисперсности тканевых коллоидов, в результате чего кость теряет способность связывать соли кальция.

Действие вибрации на нервную систему вызывает нарушение равновесия нервных процессов в сторону преобладания возбуждения, а затем - торможения. Корковые отделы головного мозга чутко реагируют на вибрацию. Особенно чувствительными к действию локальной вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов.

Обследования рабочих различных профессиональных групп: обрубщиков, клепальщиков, шлифовщиков, бурильщиков - позволили установить, что спазм капилляров чаще бывает при вибрациях с частотой свыше 35 Гц, а при меньших частотах у капилляров обычно наступает атоническое состояние. У больных, подвергавшихся воздействию локальной вибрации, в первую очередь наблюдаются изменения на реограммах пальцев и кисти, а вследствие общего воздействия вибрации - на реограммах стоп и на реоэнцефалограммах. У многих больных наблюдали изменения ЭКГ, частоты пульса, артериального давления, показателей мозгового кровообращения.

Действие вибрации на вестибулярный аппарат приводит к возникновению разнообразных вестибулосоматических и вестибуловегетативных реакций. Воздействие на зрение, особенно на резонансных частотах 20-40 и 60-90 Гц, увеличивает амплитуду колебаний глазного яблока и ухудшает остроту зрения, снижает цветовую чувствительность, суживает границы поля зрения.

Нормируемый диапазон частот для технологической вибрации, для вибрации на рабочих местах работников умственного труда устанавливается в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами:

Для локальной вибрации -2; 4;8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

Для общей вибрации - 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц.

Время воздействия вибрации принимается paвным длительности непрерывного или суммарного воздействия измеряемого в минутах или часах.

Нормируемыми показателями вибрационной нагрузки на оператора на рабочих местах в процессе труда являются одночисловые параметры (корректированное по частоте значение контролируемого параметра, доза вибрации, эквивалентное корректированное значение контролируемого параметра) или спектр вибрации (приложения 1-4).

Вибрационная нагрузка на оператора нормируется для каждого направления действия вибрации.

Для локальной вибрации норма вибрационной нагрузки на оператора обеспечивает отсутствие вибрационной болезни, что соответствует критерию "безопасность".

Для общей вибрации нормы вибрационной нагрузки на оператора установлены для категорий вибрации и соответствующих им критериям оценки по табл.1.

Критерий "безопасность" означает ненарушение здоровья оператора, оцениваемого по объективным показателям с учетом риска возникновения предусмотренных медицинской классификацией профессиональной болезни и патологии, а также исключающий возможность возникновения травмоопасных или аварийных ситуаций из-за воздействия вибрации.

Критерий «граница снижения производительности труда» означает поддержание нормативной производительности труда оператора, не снижающийся из-за развития усталости под воздействием вибрации.

Критерий "комфорт" означает создание условий труда, обеспечивающих оператору ощущение комфортности при полном отсутствии мешающего действия вибрации.

Методы и средства защиты от вибрации.

Для защиты от вибрации применяют следующие методы: снижение виброактивности машин; отстройка от резонансных частот; вибродемпфирование; виброизоляция; виброгашение, а также индивидуальные средства защиты. Снижение виброактивности машин (уменьшение Fm) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены, например, заменой клепки сваркой; хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей; применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности, например, шевронных и косозубых зубчатых колес вместо прямозубых; заменой подшипников качения на подшипники скольжения; применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.

Отстройка от резонансных частот заключается в изменении режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы, например установкой ребер жесткости или изменения массы системы (например, путем закрепления на машине дополнительных масс).

Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение,- мягких покрытий (резина, пенопласт ПХВ-9, мастика ВД17-59, мастика «Анти-вибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как у рессор); установкой специальных демпферов.

Виброгашение (увеличение массы системы) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Виброгашение наиболее эффективно при средних и высоких частотах вибрации. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).

Повышение жесткости системы, например путем установки ребер жесткости. Этот способ эффективен только при низких частотах вибрации.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания. Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи КП, равным отношению амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта, или действующей на него силы к соответствующему параметру источника вибрации. Виброизоляция только в том случае снижает вибрацию, когда КП < 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.

Профилактические меры по защите от вибраций заключаются в уменьшении их в источнике образования и на пути распространения, а также в применении индивидуальных средств защиты, проведении санитарных и организационных мероприятий.

Уменьшения вибрации в источнике возникновения достигают изменением технологического процесса с изготовлением деталей из капрона, резины, текстолита, своевременным проведением профилактических мероприятий и смазочных операций; центрированием и балансировкой деталей; уменьшением зазоров в сочленениях. Передачу колебаний на основание агрегата или конструкцию здания ослабляют посредством экранирования, что является одновременно средством борьбы и с шумом.

Если методы коллективной защиты не дают результата или их нерационально применять, то используют средства индивидуальной защиты. В качестве средств защиты от вибрации при работе с механизированным инструментом применяют антивибрационные рукавицы и специальную обувь. Антивибрационные полусапоги имеют многослойную резиновую подошву.

Длительность работы с вибрирующим инструментом не должна превышать 2/3 рабочей смены. Операции распределяют между работниками так, чтобы продолжительность непрерывного действия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15...20 мин. Рекомендуется делать перерывы на 20 мин через 1...2ч после начала смены и на 30 мин через 2 ч после обеда.

" у " Вибрация

На современном этапе технического прогресса борьба с неблаго­приятными последствиями воздействия вибрации приобретает все большую социальную и гигиеническую значимость. Это вызвано, с одной стороны, интенсификацией существующих технологических процессов, с другой - возрастающим внедрением во все отрасли эко­номики виброактивной техники, и, в первую очередь, ручных машин, парк которых в настоящее время насчитывает миллионы единиц.

Совершенствование технико-экономических показателей машин и оборудования осуществляется путем увеличения мощности и рабочей скорости при одновременном уменьшении массы, что ведет к возрастанию виброактивности машин.

Вибрация как фактор производственной среды встречается в металлообрабатывающей, горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, строительной, авиа- и судостроительной про-мышленностях, в сельском хозяйстве, на транспорте и других отрас­лях экономики. Вибрационные процессы являются действующим началом при уплотнении, прессовании, вибрационной интенсифи­кации, механической обработке материалов, вибрационном бурении, рыхлении, резании горных пород и фунтов, вибротранспортировке и т.п. Вибрацией сопровождается работа передвижных и стационар­ных механизмов и агрегатов, в основу действия которых положено вращательное или возвратно-поступательное движения.

Вибрация - это колебательные движения системы с упругими связями. По способу передачи человеку-оператору выделяют локаль­ную и общую вибрации.

У 14.1. Локальная вибрация

Локальная вибрация - один из наиболее распространенных профессиональных факторов. Ее источниками являются ручные машины (или ручные механизированные инструменты), органы управления машинами и оборудованием (рукоятки, рулевые колеса, педали), ручные немеханизированные инструменты и приспособ­ления (например, различные молотки), а также обрабатываемые детали, которые работающие удерживают в руках. Работа с этим обо­рудованием связана с воздействием на организм человека вибрации, передающейся через руки, ступни ног или другие части тела.

Локальная вибрация классифицируется по следующим призна­кам:

по способу передачи, человеку-оператору, при этом выделя­ют вибрации, передающиеся через руки, через ступни ног, а также воздействующие на другие части тела (на поясницу, бедро, грудь при использовании некоторых виброинструмен­тов, например, перфораторов);

по временным характеристикам - выделяют постоянные (для локальной вибрации нехарактерные) и непостоянные вибра­ции, в т.ч. импульсные, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий, каждый длительностью менее 1 с;

по спектральным характеристикам - выделяют диапазоны с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 8-16 Гц (низкочастотный), 31,5-63 Гц (среднечастотный) и 125-1000 Гц (высокочастотный);

по направлению действия - выделяют вибрацию, действую­щую вдоль осей ортогональной системы координат Х л, У л, Ъ Л .

Ручные машины по виду привода подразделяются на пневмати­ческие, электрические и бензиномоторные, а по принципу работы - на машины вращательного действия (шлифовальные, полироваль­ные машины и т.п.), ударного действия с возвратно-поступательным движением ударника (молотки рубильные, чеканные, клепальные и т.п.), ударно-вращательного действия (гайковерты), ударно-поворот­ного действия (перфораторы и т.п.), давящего действия (ножницы разных типов).

Параметры вибрации могут значительно меняться в зависимости от режима работы, вида обрабатываемого материала, а также от тех­нического состояния инструмента. К вибрирующим принято отно­сить такие источники (объекты), при работе с которыми возникают вибрации, составляющие не менее, чем 20% от ПДУ, что соответс­твует 108 дБ (4,0-10" 3 м/с) виброскорости или 112 дБ (4,0-Ю" 1 м/с 2) виброускорения.

Уровни вибрации на рукоятках механизированных и немехани­зированных инструментов колеблются, в большинстве случаев, в пределах от 112-124 дБ, но могут на некоторых видах инструментов достигать 128-136 дБ (при оценке по корректированному уровню виброскорости), частотный диапазон при этом варьирует от 2 до 2000 Гц.

Нормируемыми параметрами локальной вибрации являются:

частотные (спектральные) характеристики - среднеквадра-тические значения виброскорости или виброускорения в абсолютных единицах (в м/с или м/с 2 соответственно) или их логарифмические уровни (в дБ), измеряемые в октавных полосах среднегеометриче­ских частот в диапазоне от 8 до 1000 Гц;

одночисловой частотно-взвешенный показатель - корректи­рованное значение виброскорости или виброускорения или их лога­рифмический уровень (интегральная оценка по частоте нормируемо­го параметра);

интегральная оценка по частоте нормируемого параметра с учетом времени воздействия вибрации - эквивалентное коррек­тированное значение виброскорости или виброускорения или их логарифмический уровень (эквивалентный по энергии уровень нор­мируемого параметра).

Для интегральных параметров - корректированного и корректи­рованного эквивалентного уровней вибраций - установлены следу­ющие предельно допустимые величины: при оценке по виброскорос­ти - 2,0-Ю" 2 м/с (112 дБ), по виброускорению - 2,0 м/с 2 (126 дБ).

Предельно допустимые величины установлены для длительности вибрационного воздействия в течение 480 мин (8 ч) рабочей смены. Указанные предельно допустимые значения установлены для непос­тоянной локальной вибрации. Импульсные вибрации в настоящее время не регламентированы ни в нашей стране, ни за рубежом.

Измерения корректированного виброускорения или виброско­рости требуют применения соответствующих полосовых и весовых фильтров. Величина частотной коррекции основывается на том, что вибрация на разных частотах по-разному влияет на изменение физиологических показателей.

Корректированный (по частоте) уровень используют для харак­теристики виброинструментов по степени их виброопасности. Для оценки вибрационной нагрузки и степени вредности условий труда работающих с виброинструментами измеряют или рассчитывают эквивалентный корректированный уровень вибрации с учетом про­должительности воздействия вибрации в течение рабочей смены. Спектральные характеристики вибрации используют для прогнози­рования характера нарушений здоровья и выбора мер профилактики вибрационной болезни.

В отечественной литературе для характеристики вибрации руч­ных машин принято использовать в основном единицы логарифми­ческих уровней виброскорости (в дБ), в зарубежных работах исполь­зуются абсолютные единицы виброускорения (в м/с 2). Отсутствие единого критерия для оценки локальной вибрации затрудняет сопо­ставление результатов научных исследований в области вибрацион­ных воздействий.

Измерение и оценка вибрации в соответствии с отечественными санитарными нормами производится раздельно по трем ортогональ­ным направлениям-осям (Х л, У л, 1 Л ), при этом за вибрационную характеристику ручной машины принимается значение контроли­руемого параметра по оси, на которой регистрируется максимальная величина вибрации, с указанием этой оси.

В международном стандарте ИСО 5349-1(2001) и Директиве Евросоюза 2002/44/ЕС, устанавливающих требования к измерению и оценке вибраций, передающихся на руки, введен новый нормируе­мый показатель - общая (или полная) величина вибрации, равная векторной сумме (соответствующая корню квадратному из суммы квадратов значений виброускорения, измеренных по трем ортого­нальным осям), ajjy, для которой установлены следующие крите­риальные значения для продолжительности воздействия 8 часов за рабочую смену:

предельная величина, значение которой не должно быть превы­шено 5 м/с 2 ;

величина, требующая принятия мер защиты (профилактики), - 2 м/с 2 .

Для получения полной вибрации расчетным методом измеренное значение вибрации по оси, где она максимальна, должно быть умно­жено на коэффициент от 1,0 до 1,7 (рекомендации по выбору коэффи­циента даны в стандарте ИСО 5349-2, 2001 г.).

Указанные предельные величины основываются на результатах исследований, позволивших установить, что проявления вибрацион­ного синдрома (hand arm vibration syndrome, HAVS или vibration white finger, VWF) развиваются позже у лиц, подвергающихся воздейс­твию вибрации с эквивалентным общим значением виброускорения А(8), составляющим менее 2 м/с 2 , и не регистрируются при значени­ях А(8) менее 1 м/с 2 . Считается, что повышение уровня вибрации в 2 раза сокращает вдвое безопасный стаж работы, т.е. ускоряет в 2 раза срок развития вибрационной болезни. Однако отсутствие эпидемио­логических данных, результатов длительных клинических наблюде­ний и лабораторных физиолого-гигиенических экспериментальных исследований в целях установления дозо-эффективной взаимосвязи между параметром векторной суммы вибрации и изменением физио­логических показателей, делает указанные выше предельные вели­чины не достаточно надежными.

На систему измерения и оценки локальной вибрации по полному виброускорению предполагается перейти и в нашей стране.

Факторы риска. Эффекты воздействия вибрации и вероятность развития вибрационных нарушений зависят от многих производс­твенных и непроизводственных факторов, называемыми «фактора­ми риска», в том числе: характеристик вибрационного воздействия, сопутствующих производственных факторов, индивидуальных фак­торов. Наиболее значимыми факторами являются:

Частотный состав вибрации, уровень, импульсность, общая длительность воздействия за смену, наличие перерывов в работе, включая микропаузы;

физическая нагрузка (вес, приходящийся на руки в процессе работы виброинструментом, усилия нажатия и обхвата рукояток, рабочая поза, область и расположение частей рук, подвергающихся воздействию вибрации), так как вибрация передается человеку-опе­ратору в процессе силового взаимодействия с виброинструментом, область и расположение частей рук, подвергающихся воздействию вибрации;

Тип и техническое состояние оборудования, инструментов и вспомогательных приспособлений, используемый материал рукоя­ток и вставного инструмента, теплопроводность материала;

Сопутствующие производственные факторы, усугубляющие действие вибрации и влияющие на периферическое кровообращение (охлаждение общее и локальное, обдув и смачивание рук, шум, вред­ные химические вещества);

индивидуальные факторы, влияющие на периферическое крово­обращение, такие как никотин, определенные лекарственные средс­тва, перенесенные заболевания, которые могут влиять на кровообра­щение, а также другие индивидуальные характеристики (например, возраст начала работы в виброопасной профессии менее 18 лет и старше 45 лет, морфоконституциональные критерии);

внепроизводственное воздействие вибрации и холода (домаш­ние занятия с виброинструментами, хобби).

Основными критериями, по которым можно судить о степени риска воздействия фактора на организм человека, являются:

частота специфических нарушений;

степень или выраженность нарушений;

сроки развития нарушений (латентный период).

Сопутствующие факторы усугубляют действие вибрации, уско­ряя развитие вибрационных нарушений в 1,1-1,5 раз, к числу наибо­лее сильных из указанных выше факторов относятся охлаждающий микроклимат, физические усилия, шум и курение.

Гигиеническая характеристика условий труда основных виб­роопасных профессий. Работающих с ручными машинами (ручны­ми механизированными виброинструментами) принято называть операторами, а профессии, в которых риск развития вибрационной болезни наиболее высок - «виброопасными».

Наиболее «виброопасными» профессиями являются такие, в которых работающие подвергаются воздействию высокоинтенсивной вибрации наиболее агрессивных средне- и высокочастотного диапа­зонов. Это профессиональные группы обрубщиков литья, наждач-ников, вальщиков леса, заточников, шлифовщиков. У работающих этих профессий латентный период развития вибрационной болезни минимальный (составляет в среднем 8-12 лет), а частота случаев наибольшая и может достигать 30% (по данным целевых клиничес­ких осмотров). Следует отметить, что показатели распространеннос­ти и латентный период вибрационной болезни в одних и тех же про­фессиональных группах работающих могут существенно отличаться при анализе различных источников информации о заболеваемости - данных периодических медицинских осмотров, проведенных мед­санчастями промышленных предприятий (профцентрами), или дан­ных целевых клинических осмотров профпатологических клиник.

До настоящего времени не существует единого мнения относитель­но степени вредности импульсных вибраций, генерируемых немеха­низированным ручным инструментом - рихтовочными молотками, киянками и т.п. относительно степени вредности импульсных виб­рационных воздействий. Значительная часть авторов относит их к числу наиболее вредных. Однако более продолжительный латент­ный период вибрационной болезни в группах работающих, нодверга-ющихся воздействию импульсных и непостоянных вибраций одних и тех же уровней, свидетельствует о том, что этот вопрос еще не до конца решен. В табл. 14.1 представлены средние значения латен­тного периода развития вибрационной болезни в сопоставлении с усредненными уровнями вибрации для основных виброопасных профессий.

Общей гигиенической характеристикой условий труда наибо­лее виброопасных профессиональных групп является воздействие высокоинтенсивной вибрации с уровнями виброскорости 124 дБ и более, частотный диапазон которой находится в переделах 63-250 Гц и выше (средне- и высокочастотная вибрации); эти работы харак­теризуются значительной физической тяжестью (обусловленной весом инструментов) и проводятся, зачастую, в условиях общего и локального охлаждений. Эти факторы в совокупности обуславли­вают развитие в короткие сроки наиболее характерного синдрома вибрационной болезни - «белых пальцев». Более поздние сроки развития вибрационной болезни в некоторых профессиональных группах (например, среди формовщиков) при значительных уровнях вибрации инструментов обусловлены низкочастотным спектром вибрации, вызывающим в основном изменения со стороны нервно-мышечного и костно-суставного аппаратов, а также отсутствием зна­чительных физических усилий и охлаждения.

Физиологические механизмы действия вибрации. Восприятие чело­веком вибрации - сложные физиологический и психологический процессы, в осуществлении которых участвуют анализаторы сомати­ческой чувствительности: кожный, проприоцептивный, интероцеп-тивный, вестибулярный. В кожном анализаторе преобразование меха­нической энергии в нервный процесс происходит в механорецепторах, также участвуют рецепторы сухожилий, фасций и суставов.

В основном, это инкапсулированные рецепторы, относящиеся к первично чувствующим, т.е. таким, у которых воспринимающий внешнее воздействие субстрат заложен в самом сенсорном нейроне. К ним относятся такие рецепторные образования, как тельца Мейснера, тельца Пачини, волосяные фолликулы. Порог ощущения вибрации лежит примерно на уровне 70 дБ по виброскорости, т.е. гораздо выше слухового порога. Значительно уже и пределы реаги­рования кожного анализатора при восприятии механических коле­баний. Интервал между пороговой величиной и величиной стимула, вызывающего болевое ощущение, составляет для кожного анали­затора около 70 дБ. Экспериментальные психо- и нейрофизиологи­ческие исследования свидетельствуют о наличии, по крайней мере, двух самостоятельных систем восприятия вибрации: поверхностной, низкочастотной, обеспечивающей восприятие и передачи вибрации с частотой от 0,5 до 40 Гц, и глубокой, высокочастотной, активирую­щейся в диапазоне частот от 50 до 500 Гц. При этом тельца Мейснера чувствительны к низкочастотным вибрациям, а волокна второй сис­темы идут от глубоких тканей руки, иннервируя, предположительно, тельца Пачини. Проприоцептивная система тесно связана с вестибу­лярным анализатором.

При низких частотах (до 10 Гц) колебания, независимо от места их возбуждения, распространяются с весьма малым затуханием, вовлекая в колебательное движение все туловище, включая голову. С увеличением мышечного напряжения руки проводимость вибра­ций возрастает на всех исследуемых частотах колебаний, достигая наибольшей величины для частот 30-60 Гц, соответствующих диа­пазону частот собственных колебаний руки.

Особенности механических свойств тела человека и функцио­нирования сенсорных систем обусловливают неодинаковую чувст­вительность человека к вибрациям различных частот. У рабочих, длительное время использующих ручные машины, наблюдаются разнообразные изменения в мышцах плечевого пояса, рук, кистей. Под влиянием вибрации изменяются электровозбудимость и лабиль­ность нервно-мышечного аппарата, причем эти сдвиги нередко воз­никают рано, предшествуют другим субъективным и объективным изменениям и отличаются значительной стойкостью даже после прекращения контакта с вибрацией.

Действие вибрации на организм вызывает различные изменения в деятельности центральной и периферической нервной систем. Особенно чувствительными к действию вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус перифери­ческих сосудов, а также отделы периферической нервной системы, связанные с вибрационной и тактильной чувствительностями. При воздействии вибрации снижаются все виды кожной чувствительнос­ти, ухудшается скорость проведения импульса по нерву, развиваются парестезии.

Направленность сосудистых нарушений определяется, в первую очередь, частотными характеристиками вибрации. Установлено, что способность капилляров к спазму проявляется при воздействии вибрации свыше 35 Гц, при этом диапазон частот 35-250 Гц является наиболее опасным в отношении развития спазма сосудов. При воз­действии вибраций низких частот (ниже 35 Гц) наблюдается преиму­щественно картина атонии капилляров или спастико-атоническое их состояние. Нарушения периферической гемодинамики при действии локальной вибрации зависят от места ее преимущественного прило­жения. Длительное воздействие низкочастотной вибрации обуслов­ливает в основном развитие ангиодистонического синдрома и кост-но-мышечных нарушений, а высокочастотной вибрации - вызывает преимущественно ангиоспазм и вегетосенсорные полиневропатии. Особенности действия вибраций разных спектральных составов обусловливают дифференцированный подход к назначению мер профилактики.

Изучение восприятия вибраций на уровне целостного организма проводится в основном с помощью психофизиологических методов. Для оценки воздействия локальной вибрации на организм челове­ка используется комплекс методов, включающий оценку состоя­ния нервно-мышечного аппарата и периферической гемодинамики, а также слуховой чувствительности. Наиболее информативными методами являются паллестезиометрия (измерение вибрационной чувствительности) на частотах 63, 125 и 250 Гц, алгезиметрия (изме­рение болевой чувствительности), термометрия кожных покровов кистей рук с холодовой пробой, реовазография сосудов кистей рук, определение статической силы и выносливости мышц кистей рук. Изменение показателей вибрационной и болевой чувствительностей выявляется у 80-95% работающих в контакте с высокочастотной вибрацией.

Ведущее место по показателям заболеваемости вибрационной болезнью занимают угольная промышленность, цветная металлур­гия и машиностроение. Доля вибрационной болезни в общей струк­туре профессиональных заболеваний в этих отраслях составляет 15-19%. Наиболее высокие показатели заболеваемости в расчете на 100 000 работающих регистрируется среди обрубщиков - 5,4 случая вибрационной болезни; бурильщиков - 5,9; вальщиков леса - 4,0; заточников - 3,9; формовщиков - 1,0. Эти же профессиональные группы, являющиеся наиболее массовыми, вносят основной вклад в профессиональную структуру вибрационной болезни, в которой наибольший удельный вес имеют профессиональные группы обруб­щиков - до 64%. формовщиков - до 11%, наждачников - до 11% и пр. В некоторых профессиональных группах женщины составляют большинство заболевших вибрационной болезнью: среди заточников их 76%, среди стерженщиков - 57%, среди наждачников - 47%, среди шлифовщиков - 36%.

Дозо-эффективные зависимости воздействия локальной вибра­ции. Для оценки вероятности развития вибрационных нарушений у работающих от воздействия локальной вибрации в международном стандарте ИСО 5349-1(2001) предложена модель прогноза вибраци­онных нарушений.

Предлагаемая в стандарте 5349-1(2001) модель дозо-эффективной зависимости основывается на результатах исследований рабочих, которые подвергались в процессе своей профессиональной деятель­ности, воздействию вибрации с уровнями до 30 м/с 2 (приведенной к 8-часовому воздействию), в течение различного стажа работы - (до 25 лет). В разработке использовались данные о круглогодовых рабочих, которые ежедневно работали одним и тем же инструмен­том в течение всего периода работы. За критерий наличия вибра­ционных нарушений принималось появление симптома побеления пальцев рук, являющегося результатом периферических сосудистых расстройств. Этот критерий принят за основу, поскольку он лучше других изучен, может быть легко количественно оценен, наиболее просто поддается выявлению и является достаточно специфичным. Считается, что он является также и наиболее ранним признаком воз­действия вибрации.

В соответствии с установленной зависимостью, воздействие виб­рации с уровнем, близким к предложенному в данном стандарте в качестве предельного (4 м/с 2), приведет к появлению симптома побеления пальцев у 10% работающих через 8 лет, а при воздействии вибрации с уровнем 26 м/с 2 - через 1 год.

Указанная зависимость не позволяет предсказать риск появления синдрома белых пальцев, обусловленного вибрацией, для какого-либо конкретного рабочего, а может быть использована для опре­деления критерия вибрационного воздействия, предназначенного в качестве ориентира для решения вопроса о принятии мер по умень­шению опасности причинения вреда здоровью вследствие действия локальной вибрации для профессиональных групп.

Модель прогноза развития вибрационных нарушений, разрабо­танная ГУ НИИ медицины труда РАМН, основана на результатах статистической обработки данных заболеваемости вибрационной болезнью I степени среди рабочих машиностроительных предпри­ятий, расположенных в среднем климатическом поясе России.

Установленная зависимость выражена в виде формулы:

In Т= -20 In L + С р,

Т - латентный период развития ВБ, годы;

L - эквивалентный корректированный уровень виброскорости,

С р - коэффициент, зависящий от частоты (или вероятности р) развития ВБ.

В соответствии с установленной зависимостью, первые досто­верные значения вероятности появления вибрационных нарушений (более 10%) устанавливаются для работ, связанных с воздействием вибрации с эквивалентным уровнем виброскорости 115 дБ в течение 20 лет. Увеличение риска вибрационных нарушений со стажем при воздействии вибрации невысоких уровней происходит медленными темпами. При увеличении уровня вибрации вероятность заболева­ния быстро нарастает, составляя 12% при воздействии вибрации с уровнем 124 дБ в группе со стажем работы 5 лет и 46% - в группе со стажем 25 лет. Воздействие вибрации с эквивалентным корректиро­ванным уровнем 112 дБ (на уровне ПДУ) не приводит к развитию заболевания на протяжении 32-х лет работы с виброопасным инстру­ментом у 90% работающих, в то время как максимально допустимый уровень (124 дБ) будет безопасным для того же процента работаю­щих лишь в течение 4-х лет.

Сопоставление результатов прогноза по стандарту ИСО 5349-1(2001) и по отечественным данным показало, что различия в веро­ятности развития нарушений составляют от 10 до 35 раз. Это объяс­няется использованием различных критериев оценки вибрационных нарушений и методических подходов к проведению исследований. В нашей стране диагноз вибрационной болезни устанавливается на основании комплекса субъективных и объективных признаков - жалоб работающего, показателей вибрационной и болевой чувстви-тельностей, температуры кожи пальцев рук, данных реовазографии и капилляроскопии сосудов кистей рук, результатов холодовой пробы. Изменение одного из показателей не является достаточным для уста­новления диагноза. В стандарте ИСО 5349-1(2001) использованы эпидемиологические данные распространенности только одного при­знака вибрационных нарушений - симптома побеления пальцев рук, причем только в двух наиболее виброопасных профессиях - вальщи­ков леса и бурильщиков. Этот контингент работающих подвергается одновременно с вибрацией воздействию холода, способствующего ускоренному развитию вибрационных нарушений. При таком методе сбора данных возможна гипердиагностика нарушений.

Концепция профессионального риска дает возможность учиты­вать не только производственные, но и индивидуальные факторы риска. Это позволяет в ближайшем будущем перейти к оценке инди­видуального риска и расчету критического стажа работы для каждого рабочего с учетом характеристик условий его труда и индивидуаль­ных факторов риска. Принципом комплексной оценки индивидуаль­ного риска является количественный учет всех влияющих факторов риска (производственных и индивидуальных) с помощью перемно­жения парциальных весовых коэффициентов рисков, используя в качестве основы базовый риск, рассчитанный по выбранной модели прогнозирования вибрационной болезни.

Меры профилактики неблагоприятного воздействия вибрации и сопутствующих факторов при работе с виброинструментами вклю­чают технические, организационно-технические, административные и медико-профилактические мероприятия.

Технические (конструктивные) меры снижения вибрации, шума, физической нагрузки и других факторов включают максимальное снижение массы инструмента в целях снижения физической тяжес­ти работ (использование поликомпозиционных легких материалов, магниевых сплавов), что снижает риск вибрационных нарушений. При возможности должен быть предусмотрен подогрев рукояток. Рукоятки виброинструментов должны иметь виброизолирующее покрытие с коэффициентом теплопередачи не более 5-10 Вт/(м 2 -К), или должны быть целиком изготовлены из материала с коэффициен­том теплопроводности не более 0,5 ВтДмК). Конструкция виброинс­трументов должна исключать возможность обдува рук работников выхлопом сжатого воздуха или отработавшими газами и попадания их в зону дыхания.

Организационно-технические мероприятия включают:

Защиту временем - режимы труда, которые должны обеспе­чивать общее ограничение времени воздействия вибрации в течение рабочей смены; рациональное распределение работ с виброинструментами в течение рабочей смены (режимы труда с введением регулярно повторяющихся перерывов); также ограничение длительности непрерывного одноразового воз­действия вибрации, рациональное использование регламен­тированных перерывов (в зимний и переходные периоды года перерывы одновременно должны использоваться для обогре­ва работников). Не рекомендуется проведение сверхурочных работ с виброинструментами.

Меры коллективной защиты (защита от переохлаждения). При работе на открытых площадках в холодный период года следу­ет оборудовать помещения для обогрева, отдыха и укрытия от неблагоприятных метеорологических условий. Температура воздуха в этих помещениях должна находиться в пределах 22-24 °С. В холодное время года работники должны доставляться к месту работы в утепленном транспорте. В обеденный и другие перерывы для работников должно организовываться горячее питание.

Средства индивидуальной защиты (антивибрационные рука­вицы, противошумные наушники или вкладыши, теплая спе­циальная одежда; при обводнении и охлаждающем действии воды - водонепроницаемая одежда, рукавицы и обувь).

Административные меры снижения риска развития профессио­нальных заболеваний при работах виброопасными инструментами подразумевают выполнение работодателями своих обязанностей по отношению к работникам виброопасных профессий (допуск к работе только исправных и отрегулированных инструментов с виб­розащитой, с облицованными теплоизоляционными материалами рукоятками и т.п.; проведение периодического контроля за уровнями вибрации, шума и др.; разработка режимов труда; обеспечение работ­ников эффективными средствами индивидуальной и коллективной защиты, санитарно-бытовыми помещениями, профилактическим питанием и др.; обучение работников правильным способам работы с виброинструментами, уменьшающим риск развития вибрационной болезни; обеспечение прохождения работниками регулярных меди­цинских обследований и т.д.).

Медико-профилактические мероприятия включают: проведение предварительных и периодических медицинских осмотров; физиоте­рапевтические меры; витаминопрофилактику; санаторно-курортное лечение и др.