Чем отличается общая вибрация от локальной. Общая вибрация, источники. Действие на организм. Вибрационная болезнь. Принцип нормирования общей вибрации. Профилактические мероприятия. Влияние локальной вибрации на организм человека

Вибрация – это сложный колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести тела или системы тел от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которую оно имело в статическом положении.

Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. Источники вибраций - возвратно-поступательно движущиеся системы (кривошипно-шатунные механизмы, ручные перфораторы, пломбиры, вибротрамбовки, приборы для упаковки товаров и пр.), а также неуравновешенные вращающиеся массы (электрические и пневматические шлифовальные и режущие машины, режущие инструменты).

Основными параметрами вибрации, происходящей по синусоидальному закону, являются: частота, амплитуда смещения, скорость, ускорение, период колебания (время, в течение которого совершается одно полное колебание).

В зависимости от контакта работника с вибрирующим оборудованием различают местную (локальную) и общую вибрацию (вибрацию рабочих мест). Вибрация, воздействующая на отдельные части организма работающего, определяется как местная. Вибрация рабочего места, воздействующая на весь организм, определяется как общая. В производственных условиях часто встречается одновременно местная и общая вибрация, которая называется смешанной вибрацией.

По направлению действия вибрацию подразделяют на действующую вдоль осей ортогональной системы координат X, Y, Z.

Общую вибрацию по источнику ее возникновения подразделяют:

1. На транспортную, которая возникает в результате движения машин по местности и дорогам.

2. Транспортно-технологическую, которая возникает при работе машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении и при перемещении по специально подготовленной части производственного помещения, промышленной площадки.

3. Технологическую, которая возникает при работе стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Генераторами технологической вибрации является оборудование: лесопильное, деревообрабатывающее, для изготовления технологической щепы, металлообрабатывающее, кузнечно-прессовое, а также компрессоры, насосные агрегаты, вентиляторы и другие установки.

2 Воздействие вибраций на организм человека

Тело человека рассматривается как сочетание масс с упругими элементами, имеющими собственные частоты, которые для плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (положение "стоя") составляют 4-6 Гц, головы относительно плеч (положение "сидя") - 25-30 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6-9 Гц. Общая вибрация с частотой менее 0,7 Гц, определяемая как качка, хотя и неприятна, но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, вызванная нарушением нормальной деятельности вестибулярного аппарата по причине резонансных явлений.

При частоте колебаний рабочих мест, близкой к собственным частотам внутренних органов, возможны механические повреждения или даже разрывы. Систематическое воздействие общих вибраций, характеризующихся высоким уровнем виброскорости, приводит к вибрационной болезни, которая характеризуется нарушениями физиологических функций организма, связанными с поражением центральной нервной системы. Эти нарушения вызывают головные боли, головокружения, нарушения сна, снижение работоспособности, ухудшение самочувствия, нарушения сердечной деятельности.

Амплитуда и частота вибрации существенно влияют на тяжесть заболевания и при определенных величинах вызывают вибрационную болезнь (таблица 1).

Таблица 1 - Влияние вибрации на организм человека

Особенности воздействия вибрации определяются частотным спектром и расположением в его пределах максимальных уровней энергии колебаний. Местная вибрация малой интенсивности может благоприятно воздействовать на организм человека, восстанавливать трофические изменения, улучшать функциональное состояние центральной нервной системы, ускорять заживление ран и т. п.

При увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии - вибрационной болезни.

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.

Под вибрацией понимают возвратно-поступательное движение твердого тела. Это явление широко распространено при работе различных механизмов и машин.

Источники вибрации: транспортеры сыпучих грузов, перфораторы, зубчатые передачи, пневмомолотки, двигатели внутреннего сгорания, электромоторы и т. д.

Основные параметры вибрации: частота (Гц), амплитуда колебания (м), период колебания (с), виброскорость (м/с), виброускорение (м/с^2).

ВИДЫ ВИБРАЦИИ

В зависимости от характера контакта работника с вибрирующим оборудованием различают локальную и общую вибрацию .

Локальная вибрация передается в основном через конечности рук и ног. Она имеет место в основном при работе с вибрирующим ручным инструментом или настольным оборудованием.

Общая вибрация - через опорно-двигательный аппарат. Она преобладает на транспортных машинах, в производственных цехах тяжелого машиностроения, лифтах и т. д., где вибрируют полы, стены или основания оборудования.

Существует еще и смешанная вибрация , которая воздействует и на конечности, и на весь корпус человека.

ОБЩАЯ ВИБРАЦИЯ

Общая вибрация нормируется с учетом свойств источника ее возникновения и подразделяется на вибрацию :

1) транспортную , которая возникает в результате движения машин по местности и дорогам;

2) транспортно-технологическую , которая возникает при работе машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении, а также при перемещении по специально подготовленной части производственного помещения, промышленной площадке или на оптовых базах;

3) технологическую , которая возникает при работе стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибраций (например, от работы холодильных, фасовочно-упаковочных машин).

ВОЗДЕЙСТВИЕ ВИБРАЦИИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Тело человека рассматривается как сочетание масс с упругими элементами, имеющими собственные частоты, которые для плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (положение "стоя") составляют 4~6 Гц, головы относительно плеч (положение "сидя") - 25-30 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6-9 Гц.

Общая вибрация с частотой менее 0,7 Гц, определяемая как качка, хотя и неприятна, но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, вызванная нарушением нормальной деятельности вестибулярного аппарата по причине резонансных явлений.

МЕРЫ ПРОФИЛАКТИКИ ВИБРАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

В профилактике вредного воздействия вибрации ведущая роль принадлежит техническим и организационно-техническим мероприятиям:

Создание новых конструкций и машин;

Автоматизация процессов, их дистанционное управление;

Ослабление локальной вибрации и передачи вибрации на пол и сиденье достигается средствами виброизоляции и вибропоглощения, использованием пружинных и резиновых амортизаторов, прокладок и др.

Для уменьшения вибрации, передаваемой на рабочие места, применяются специальные амортизирующие сиденья, площадки с пассивной пружинной изоляцией, резиновые, поролоновые и другие виброгасящие настилы.

Важным направлением профилактики вибрационной болезни является внедрение рационального режима труда и отдыха:

Регламентированные перерывы,

Ограничения времени контакта с вибрирующими машинами

И другие.

К работе с вибрирующими машинами и оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, получившие соответствующую квалификацию и сдавшие технический минимум по правилам безопасности выполнения работ.

Рабочие, подвергающиеся в процессе трудовой деятельности воздействию вибрации, подлежат предварительным и периодическим медицинским осмотрам.

Вопросы к пройденному материалу:

Что такое вибрация?

Перечислите основные параметры, характеризующие вибрацию.

Назовите виды вибрации.

Чем отличается локальная вибрация от общей?

Что может послужить следствием общей вибрации?

Какие применяются меры профилактики вибрационного воздействия?

Какая амплитуда колебаний вибрации не влияет на организм человека?

Каковы виды общей вибрации

Можно ли на производстве определить уровень вибрации?

10) Как уменьшить вибрацию, передаваемую на рабочие места?

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 промышленностях, 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.

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 приспособ-

ления (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, Zjj.

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 тех- нического 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?10 -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 - среднеквадратические 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?10 -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 прогнози-

рования характера нарушений здоровья и выбора мер профилактики вибрационной болезни.

В отечественной литературе для характеристики вибрации ручных машин принято использовать в основном единицы логарифми- ческих 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 ортогональ- ным направлениям-осям (Х л, У л, Zjj), при этом за вибрационную характеристику ручной машины принимается значение контроли- руемого 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), а^ у, для которой установлены следующие крите- риальные 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 вибрацион- ного 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, наждачников, 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 дан- ных 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, подвергающихся 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

Таблица 14.1. Сроки развития вибрационной болезни в виброопасных профессиях

группах (например, среди формовщиков) при значительных уровнях вибрации инструментов обусловлены низкочастотным спектром вибрации, вызывающим в основном изменения со стороны нервномышечного 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, интероцептивный, вестибулярный. В кожном анализаторе преобразование меха- нической 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 костно-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 состоя-

ния 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 вибра-

ционных 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 какоголибо конкретного рабочего, а может быть использована для опре- деления 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:

ln T= -20 ln L + C p ,

где :

Т - латентный период развития ВБ, годы;

L - эквивалентный корректированный уровень виброскорости,

дБ;

Ср - 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 чувствительностей, 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 при- знака 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 перемно- жения 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 510 Вт/(м 2 -К), или должны быть целиком изготовлены из материала с коэффициентом теплопроводности не более 0,5 Вт/(м. К). 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.

14.2. ОБЩАЯ ВИБРАЦИЯ

Общая вибрация классифицируется по следующим признакам: По источнику возникновения вибраций выделяются:

общая вибрация 1 категории - транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности, агрофонам и дорогам (в том числе, при их строительстве). К источникам транспортной вибрации относят: тракторы сельскохозяйственные и промышленные, самоходные сельскохозяйственные машины (в том числе комбайны), автомобили грузовые (в том числе тягачи, скреперы, бульдозеры, грейдеры, катки и т.д.), снегоочистители, самоходный горно-шахтовый рельсовый транспорт;

общая вибрация 2 категории - транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах в

машинах, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок. К источникам транспортнотехнологической вибрации относят: экскаваторы (в том числе роторные), краны промышленные и строительные, машины для загрузки (завалочные) мартеновских печей в металлургическом производстве, горные комбайны, шахтные погрузочные машины, самоходные бурильные каретки, путевые машины, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт; общая вибрация 3 категории - технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологической вибрации относят: станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы, оборудование для бурения скважин, буровые станки, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна (в том числе сушилки), оборудование промышленности стройматериалов (кроме бетоноукладчиков), установки химической и нефтехимической промышленности и др.

Общая вибрация категории 3 по месту нахождения подразделяется на:

а) технологическую вибрацию на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

б) технологическую вибрацию на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещениях, где нет машин, генерирующих вибрацию;

в) технологическую вибрацию на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещений, рабочих комнат и других помещениях для работников умственного труда.

По направлению действия общую вибрацию подразделяют на действующую вдоль осей ортогональной системы координат Х о, У о, Zj, где Х о (от спины к груди) и У о (от правого плеча к левому) - гори- зонтальные оси, направленные параллельно опорным поверхностям, а - вертикальная ось, перпендикулярная опорным поверхностям тела в местах его контакта с сидением, полом и т.п.

По характеру спектра общую вибрацию подразделяют на низкочастотную общую вибрацию (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 1-4 Гц), среднечастотную вибрацию (8-16 Гц) и высокочастотную вибрацию (31,5 и 63 Гц).

По временным характеристикам общие вибрации разделяют на постоянные вибрации, для которых величина виброскорости или виброускорения изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения; непостоянные вибрации (колеблющиеся, переменные, импульсные), для которых величина виброскорости или виброускорения изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с.

Вибрация рабочих мест операторов транспортных средств и самоходной техники носит преимущественно низкочастотный характер с высокими уровнями интенсивности (до 132 дБ) и зависит от скорости передвижения, типа сидения и амортизирующей системы, степени изношенности машины и покрытия дорог, выполняемого технологического процесса. Анализ вибрационного воздействия показывает, что на операторов машин обычно воздействует переменная по уровням и спектрам вибрация, включающая микро- и макропаузы. Операторы имеют возможность в известных пределах регулирования вибрационной экспозиции.

Технологическое оборудование, как правило, вибрирует постоянно, монотонно, в течение всего рабочего дня, при этом вибрация рабочих мест имеет средне- и высокочастотный характер с максимумом интенсивности в октавах 20-63 Гц. Максимальная энергия по колебательной скорости для самоходных машин наблюдается в октавах 1-8 Гц, для полустационарных (транспортно-технологических) машин - в октавах 4-63 Гц.

Для транспортных вибраций наибольшая интенсивность отмечается в вертикальном направлении, для транспортно-технологических и технологических - в горизонтальном направлении. Уровни транспортных вибраций значительно выше, чем технологических, однако суммарное время контакта с вибрацией почти в 2 раза меньше.

Из факторов производственной среды, усугубляющих вредное воздействие вибраций на организм, следует отметить: чрезмерные мышечные нагрузки, шум высокой интенсивности, неблагоприятные микроклиматические условия.

Биологическое действие. Вибрация относится к факторам, обладающим значительной биологической активностью. Характер, глу-

бина и направленность функциональных сдвигов со стороны различных систем организма определяются уровнем, спектральным составом и продолжительностью воздействия вибрации. В субъективном восприятии вибрации и объективных физиологических реакциях важная роль принадлежит биомеханическим свойствам тела человека - сложной колебательной системы. Важнейшей из биодинамических характеристик тела человека является входной механический импеданс, характеризующий величину сопротивления тела колебаниям.

Измерение импеданса в позе сидя и стоя при вертикальной вибрации показало, что при частоте менее 2 Гц тело отвечает на 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.

Степень распространения колебаний по телу зависит от их частоты, амплитуды, площади участков тела, соприкасающихся с вибрирующим объектом, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явления резонанса и других условий.

При изучении биологического действия вибрации принимается во внимание характер ее распространения по телу человека, которое рассматривается как сочетание масс с упругими элементами. В одном случае это все туловище с нижней частью позвоночника и тазом (стоящий человек), в другом случае - верхняя часть туловища в сочетании с верхней частью позвоночника, нагибающийся вперед (сидящий человек).

Для стоящего на вибрирующей поверхности человека имеются два резонансных пика на частотах 5-12 Гц и 17-25 Гц, для сидящего - на частотах 4-6 Гц. Для головы резонансные частоты лежат в области 20-30 Гц. В этом диапазоне частот амплитуда колебаний головы может превышать амплитуду колебаний плеч в три раза. Для лежащего человека область резонансных частот находится в интервале 3-3,5 Гц. Одной из наиболее важных колебательных систем является совокупность грудной клетки и брюшной полости. В положении стоя колебания внутренних органов этих полостей обнаруживают резонанс на частотах 3,0-3,5 Гц; максимальная амплитуда колебаний брюшной стенки наблюдается на частотах от 7 до 8 Гц, передней стенки грудной клетки - от 7 до 11 Гц.

Независимо от места возбуждения колебания затухают при распространении по телу тем больше, чем выше их частота, причем величина затухания не зависит от уровня интенсивности колебаний в зоне возбуждения.

Согласно современным представлениям, физиологические эффекты вибрационного воздействия на человека определяются деформацией или смещением органов и тканей, что нарушает их нормальное функционирование и приводит к раздражению многочисленных механорецепторов, которые воспринимают вибрацию. Все это отражается на физиологических и психических реакциях организма человека.

Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Характер, глубина и направленность физиологических и патологических сдвигов в различных системах организма определяется уровнями, частотными характеристиками вибрации, а также физиологическими свойствами тела человека. В генезе этих реакций важную роль играют анализаторы - вестибулярный, двигательный, зрительный и др. Вестибулярный анализатор является преобразователем энергии линейных и угловых перемещений тела в сигналы о его положении и движениях.

Под действием вибрации может наблюдаться раздражение не только отолитового аппарата, но и нервных окончаний полукруж- ных каналов. Возникающие под влиянием вибрации низких частот сдвиги в функциональном состоянии вестибулярного анализатора рассматриваются как состояние укачивания - болезнь движения, проявляющаяся в следующих основных клинических формах: нервной, сердечно-сосудистой, желудочно-кишечной и смешанной. Болезнь движения является важнейшей гигиенической проблемой в условиях труда работников различных видов транспорта - железнодорожного, морского, авиационного, самоходных транспортных средств.

Вестибулярный анализатор при взаимодействии с двигательным, зрительным и др. участвует в формировании позы и пространствен- ной ориентации человека. Двигательная система анатомически и функционально связана с вестибулярным и зрительным анализаторами. Поэтому оптовестибулоспинальную систему рассматривают как функциональный комплекс, обеспечивающий регуляцию позы и организацию движений, что играет немаловажную роль при вибрационном воздействии.

Двигательная система - главный объект воздействия вибрации и в зависимости от ее частоты проявляется качественно разными эффектами. На низких частотах (до 1-2 Гц), когда время латентной мышечной системы меньше периода колебаний, она еще способна достаточно эффективно компенсировать вибрационные возмущения. Поэтому преобладающими эффектами являются реакции оптовестибулоспинальной системы, проявляющиеся, в частности, в симптомокомплексе укачивания.

На более высоких частотах (свыше 2 Гц) механизм противодействия не успевает срабатывать, поэтому мышечная система находится постоянно в состоянии напряжения в связи с нарушением взаимоот- ношений афферентной и эфферентной импульсаций. На низких частотах регуляция сводится в конечном счете к общей или региональной мышечной работе. В случае воздействия вибрации с частотами выше 2 Гц (особенно в резонансном для тела человека диапазоне 4-8 Гц) напряжение скелетно-мышечной системы, как проявление компенсаторного механизма противодействия вибрационным перемещениям, способствует тем не менее распространению вибрации по телу человека. В результате оба этих механизма не только вызывают повышение утомления мышечной системы, но и создают условия для микротравматизации опорно-двигательного аппарата.

Оценка напряжения мышц верхних конечностей, спины, затылка при воздействии вибрации (низкочастотной - 4-8 Гц) свидетельст- вует о том, что двигательная система активно участвует в колебаниях и одновременно, используя механизмы центральной и периферической коррекции, формирует противодействие вибрации. Поэтому при обеспечении статической (поддержание позы) и динамической (управление рычагами и педалями) регуляций нервно-мышечный аппарат испытывает двойную нагрузку. Противодействие вибрационным перемещениям при необходимости выполнения требуемых движений в системе оператор-машина сопряжено со значительными энергозатратами и может привести к утомлению.

Низкочастотная общая вибрация, особенно резонансного диапазона, вызывает длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменение моторики гладкой мускулатуры желудка и кишечника, может приводить к болевым ощущениям в области поясницы, возникновению и прогрессированию дегенеративных изменений позвоночника, заболеваний хроническим пояснично-крестцовым радикулитом, которые

чаще регистрируются у трактористов, рабочих, занятых в производстве сборного железобетона, у водителей автомобилей.

При воздействии низкочастотной вибрации снижается острота зрения, нарушается цветоощущение, сужаются границы поля зре- ния, уменьшается устойчивость ясного видения, снижается функциональная подвижность, происходит расстройство фиксации предметов глазами, нарушается четкость восприятия объектов, затрудняется чтение приборной информации.

Отмечена зависимость снижения остроты зрения от параметров воздействующей вибрации: ухудшение обнаруживается на резонан- сной частоте тела, а также на частотах 20-40 Гц и 6-90 Гц. В основе понижения остроты зрения лежит изменение колебательных движений глазного яблока, что ведет к нарушению точной фиксации объекта и смещению изображения на сетчатке.

Вибрация может прямым путем мешать выполнению рабочих операций или косвенно влиять на работоспособность за счет снижения уровня функционального состояния человека. Вибрацию рассматривают как сильный стресс-фактор, оказывающий отрицательное влияние на психомоторную работоспособность, эмоциональную сферу и умственную деятельность человека и повышающий вероятность возникновения несчастных случаев.

Низкочастотная общая вибрация вызывает нарушение координации движений, причем наиболее выраженные изменения отмечаются при частотах 4-11 Гц.

Общая вибрация оказывает воздействие на функцию дыхания. Изменения дыхания наблюдаются при воздействии вибрации с частотой 4-5 Гц; как правило, их связывают с явлениями резонанса торакоабдоминальной области и раздражением интерорецепторов диафрагмы.

Обобщенная клинико-физиологическая картина действия общей вибрации позволяет высказать гипотезу о механизме прямого микро- травмирующего действия вибрации на опорно-двигательный аппарат, вестибулообусловленные и экстравестибулярные реакции. Частота и степень выраженности нарушений зависят от физических характеристик вибрации, эргономических параметров рабочего места и медико-биологических параметров человека-оператора.

Механизм формирования вибрационных нарушений от воздействия общей вибрации является сложным процессом, состоящим из трех основных взаимосвязанных этапов.

Первый этап - рецепторные изменения, характеризующиеся дисфункцией вестибулярного аппарата, и связанные с ними функциональные нарушения вестибулосоматических, вестибуловегетативных и вестибулосенсорных реакций.

Второй этап - дегенеративно-дистрофические нарушения поз- воночника (остеохондроз), возникающие при наличии экзогенных и эндогенных факторов, и связанные с ними явления декомпепсации трофической системы.

Третий этап - потеря адаптационных способностей органами равновесия и связанные с этим нарушения функционального состояния оптовестибулоспинального комплекса вследствие патологической вестибулоафферентации.

Установлено, что при воздействии общей вибрации важное значение, наряду с нервно-рефлекторными нарушениями, имеют повышение венозного сопротивления и изменение венозного оттока, приводящие к венозному полнокровию, увеличение фильтрации жидкости и снижению питания тканей с развитием в дальнейшем периферического ангиодистонического синдрома. Низкочастотная вибрация ведет к изменению морфологического состава крови: эритроцитопении, лейкоцитозу; имеет место снижение уровня гемоглобина.

Отмечено влияние общей вибрации на обменные процессы (изменение углеводного обмена) и биохимические показатели крови (нарушения белкового и ферментативного, а также витаминного и холестеринового обменов). Наблюдаются нарушения окислительновосстановительных процессов (снижение активности цитохромоксидазы, креатинкиназы, повышение концентрации молочной кислоты крови), изменения показателей азотистого обмена, снижение альбумин-глобулинового коэффициента, изменения активности коагулирующих и антисвертывающих факторов крови. Выявлено изменение минералкортикоидной функции: понижение концентрации ионов натрия в крови, повышение экскреции солей натрия и снижение солей калия.

Имеет место нарушение деятельности эндокринной системы: нарушается нейрогуморальная и гормональная регуляции функций, проявляющиеся в изменениях показателей гистамин-серотонина, содержания гидрокортизона, 17-оксикортикостероидов, катехоламинов. Общая вибрация оказывает также отрицательное влияние на женскую половую сферу, что выражается в расстройствах менструального цикла, альгодисменорее и меноррагии; у мужчин нередко

наблюдается импотенция - эти нарушения наиболее характерны для операторов транспортных и транспортно-технологических средств, подвергающихся действию толчкообразной вибрации.

При всех видах вибрационной болезни нередко наблюдаются изменения со стороны центральной нервной системы в виде вегето- сосудистой дисфункции на неврастеническом фоне, которые могут быть связаны с комбинированным действием вибрации и интенсивного шума, постоянно сопутствующего вибрационным процессам. По той же причине у работников виброопасных профессий с большим стажем возникают невриты слуховых нервов, при выраженных стадиях заболевания наблюдается понижение слуха не только на высокие, но и на низкие тоны.

Профилактика. Комплекс профилактических мероприятий включает: гигиеническое нормирование, организационно-технические и лечебно-профилактические меры.

Основным законодательным документом, регламентирующим параметры производственных вибраций, являются санитарные нормы «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». Санитарные нормы устанавливают классификацию вибрации, методы гигиенической оценки вибрации, нормируемые параметры и их допустимые величины.

Имеется ряд нормативных документов, регламентирующих гигиенические параметры вибрации машин и оборудования в виде ГОСТов, многие из которых относятся к стандартам системы безопасности труда (ССБТ). В настоящее время активно ведется работа по гармонизации санитарных норм и ГОСТов с международными стандартами (ИСО 2631-1:1997 «Вибрация и удар. Оценка воздействия общей вибрации на человека. Часть 1: Общие требования», EN 14253:2003 «Вибрация. Измерение и оценка воздействия общей вибрации на человека на рабочем месте. Практическое руководство»; МЭК, др.).

Наиболее действенными средствами защиты человека от вибрации являются: устранение непосредственного контакта с вибрирующим оборудованием путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, механизации и автоматизации процессов, замены технологических операций; снижение интенсивности вибрации непосредственно в источнике (за счет конструктивных усовершенствований); применение упругодемпфирующих материалов и устройств, размещенных между источником вибрации и человеком-

оператором. Например, защита операторов транспортных и транспортно-технологических средств может быть достигнута за счет совершенствования амортизации рабочего места - кресла.

В комплексе мероприятий по снижению неблагоприятного действия вибрации на организм человека важная роль отводится режимам труда и отдыха. Согласно режимам труда суммарное время контакта с вибрацией в течение смены должно быть ограничено в соответствии с величиной превышения нормативного уровня. Кроме того, рекомендуется устанавливать два регламентированных перерыва для активного отдыха, проведения физиотерапевтических процедур и т.д.; обеденный перерыв должен быть продолжительностью не менее 40 мин.

К мерам организационного характера, направленным на сокращение времени контакта с вибрационным оборудованием, относится создание комплексных бригад со взаимозаменяемостью профессий.

В целях профилактики неблагоприятного воздействия общей вибрации работающие должны использовать средства индивидуаль- ной защиты: антивибрационные рукавицы или перчатки, коврики, обувь, подметки.

Среди лечебно-профилактических мероприятий важное место отводится ранней диагностике заболеваний и активной дифферен- цированной диспансеризации работающих виброопасных профессий. Диспансеризация предусматривает предупреждение возникновения (первичная профилактика), прогрессирования (вторичная профилактика) вибрационной болезни, а также заболеваний непрофессионального характера.

К медико-биологическим и общеоздоровительным мероприятиям профилактики вибрационной патологии относятся: производственная гимнастика; УФ-облучение; витаминопрофилактика и другие мероприятия общеукрепляющего характера, например, комната пси- хологической разгрузки, кислородный коктейль и др.

14.3. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ ВИБРАЦИИ

Гигиеническое нормирование вибрации базируется на критериях здоровья и работоспособности с оценкой влияния фактора на целостный организм в процессе трудовой деятельности с учетом ее напря- женности и тяжести. Основные направления исследований для усовер- шенствования гигиенического нормирования вибраций включают:

Гигиеническую оценку биологически значимых физических параметров вибрации с учетом сопутствующих факторов (влаж- ность, охлаждение, шум, химические вещества, мышечное напряжение); учитываются влияние времени экспозиции, прерывистый и непрерывный характер вибрационного воздействия;

Оценку состояния здоровья по данным изучения общей и профессиональной заболеваемости, клинических, физиологических и психофизиологических исследований;

Экспериментальные исследования на вибростендах влияния общей вибрации и вибросиловых характеристик ручных машин (локальная вибрация) на добровольцах;

Социологические исследования основных виброопасных контингентов.

В настоящее время разработаны методические рекомендации, в соответствии с которыми должны выполняться исследования по усовершенствованию норм на допустимые уровни вибрации рабочих мест для разных категорий трудовой деятельности и дифференцированных норм локальной вибрации с учетом вибросиловых характеристик. Сформулированы и обоснованы основополагающие принципы нормирования.

Вибрация нормируется по спектру колебательной скорости и ускорения в октавных или трехоктавных полосах со среднегеомет- рическими частотами от 0,8 до 80 Гц (общая вибрация) и от 8 до 1000 Гц (локальная вибрация) для каждого направления ее действия; предельно допустимые уровни дифференцированы в соответствии с характером трудовой деятельности для стационарного технологического и транспортно-технологического оборудования, транспортных средств и ручных машин, а также с учетом специфики воздействия вибрации, определяющей особенности развития утомления и патологии у работающих. Виды трудовой деятельности рассматриваются с позиций взаимодействия человека-оператора с машиной по степени его участия в управлении машиной - источником вибрации.

Проведенные исследования позволили установить критерии воздействия вибрации, определяющие уровни нормируемых параметров (табл. 14.2):

Критерий «безопасность», по которому нормируется локальная и транспортная вибрация;

Критерий «границы снижения производительности труда», по которому нормируется транспортно-технологическая и технологическая вибрация типа «а»;

Критерий «комфорт», по которому нормируется технологическая вибрация типа «б» и «в».

Критерий «безопасность» обеспечивает сохранение здоровья и оценивается по объективным показателям с учетом риска возникновения профессиональных поражений.

Критерий «граница снижения производительности труда» обес- печивает поддержание нормативной производительности труда, не снижающейся из-за развития усталости под воздействием вибрации.

Критерий «комфорт» обеспечивает оператору ощущение комфортности условий труда при полном отсутствии мешающего воздействия.

При оценке значимости вибрационного воздействия рабочих мест и установлении допустимых величин учитываются: низкочастотный характер спектров вибрации на рабочих местах; распространение вибрации по телу человека и вовлечение в колебательный процесс головы; заинтересованность вестибулярного анализатора, имеющего тесные вестибулоспинальные, мозжечковые, окуломоторные и корково-подкорковые связи; опосредованное влияние вибрации и трудового процесса на функциональное состояние организма, проявляющееся в изменениях клинико-физиологических показателей работоспособности и в субъективных реакциях. Рекомендуется при исследовании сдвигов физиологических показателей в качестве количественного критерия отклонение от нормы?1,5а.

При расширенных клинико-лабораторных исследованиях действия общей вибрации учитываются результаты субъективной оценки вибрации (анкетный опрос), углубленный анализ состояния ста- токинетических функций, вестибулярных функций, высшей нервной деятельности, церебральной гемодинамики, вариационной пульсометрии. Основные физиологические методы, которые учитываются при проведении производственных исследований воздействия вибрации рабочих мест - стабилография, термометрия, гальваническая проба, критическая частота световых мельканий, простая зрительномоторная реакция, статическая выносливость мышц кисти, реоэнце- фалография.

Особенности дифференцированного нормирования локальной вибрации с учетом показателей мышечной деятельности оператора

Таблица 14.2. Требования по ограничению неблагоприятного воздействия вибрации

основаны на том, что реакция его организма определяется вибросиловыми характеристиками машины.

Вибросиловые характеристики включают:

Уровни вибрации в местах контакта рук оператора с машиной;

Статическую силу нажатия, необходимую для обеспечения нормального функционирования машины;

Массу или часть массы машины, удерживаемые руками при выполнении технологической операции.

Характер мышечной деятельности оператора обусловливается степенью участия и нагрузкой основных мышечных групп, опреде- ляющих, в свою очередь, импедансные характеристики тела оператора, которые влияют на передачу колебательной энергии от машины оператору и на ее распространение по телу. Характер мышечной деятельности оператора также определяет степень мышечного утомления и характер сосудистых реакций в результате статической и динамической работ.

Специфика воздействия, соответственно, зависит от частотной характеристики вибрации, определяющей степень распространения по телу, и особенности физиологических реакций. Отдельные фун- кциональные системы организма проявляют избирательную чувствительность к различным компонентам вибросилового комплекса. Наиболее эквивалентными компонентами по величине сдвигов являются изменения вибрационной чувствительности, систолического артериального давления и тонуса мелких сосудов.

«Вклад усилий нажатия» и обхвата в суммарный эффект по показателям V сдвига порогов виброчувствительности и сосудистым реакциям составляет 12-21% при уровне 117 дБ и 22-38% при уровне 105 дБ. Субъективная оценка вибрации возрастает пропорционально увеличению усилия, что связано с более эффективным распространением вибрации по телу и возрастанием механического импеданса руки, определяющего размер рецептивной зоны вибрации.

При работе ручными машинами сила нажатия, необходимая для работы в номинальном режиме, не должна превышать для одноруч- ной машины 100 Н, для двуручной - 200 Н. Усилия обхвата рукояток не должны превышать для правой руки 40 Н, для левой - 20 Н, а усилия нажатия пусковых устройств - 10 Н.

Как упоминалось, низкочастотные машины, как правило, имеют большую массу (масса, приходящаяся на руки) и требуют больших усилий, а высокочастотные - малую массу и требуют меньше

усилий. Эти же параметры определяют степень тяжести труда. Классификация вибросиловых характеристик ручных машин с учетом допустимых мышечных нагрузок и спектра вибрации представлена в табл. 14.3.

В основу классификации положен характер мышечной работы оператора (общая, регионарная или локальная мышечная нагрузки) и спектр вибрации (низко-, средне- и высокочастотный), в соответствии с чем и ограничиваются вибросиловые характеристики ручных машин. Приведенные в классификации характеристики отражают средние значения вибросиловых зон, и дальнейшей задачей нормирования является определение допустимых пределов их варьирования с учетом временных характеристик деятельности операторов ручных машин (наличие прерывистых и непрерывных циклов, импульсных ударов, формы колебательного процесса).

Исследования характера изменения физиологических функций при воздействии ручных машин с различными вибросиловыми характеристиками проводятся в условиях лабораторных испытаний на специальных вибростендах, снабженных рукоятками, позволяющими имитировать типовую рабочую позу при дозированной вибрации и мышечном усилии (сила нажатия и обжима рукоятки, вес, передаваемый на руки) и в условиях производства с учетом временных (на протяжении рабочей смены) и постоянных (стажевых) сдвигов основных физиологических функций. В методических рекомендациях по разработке дифференцированных норм локальной вибрации с учетом вибросиловых характеристик и норм на допустимые уровни вибрации рабочих мест для разных категорий трудовой деятельности приводятся основные методы и критерии оценки физиологических функций.

Классификация и оценка вибрации с учетом вибросиловых характеристик для ручных машин и с учетом категорий трудовой деятельности для рабочих мест положена в основу ныне действующих санитарных норм вибрации.

В настоящее время действуют санитарные нормы «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий», устанавливающие классификацию, нормируемые параметры, предельно допустимые значения производственной вибрации, допустимые значения вибрации в жилых и общественных зданиях. Таким образом, впервые в одном документе наряду с производственной вибрацией регламентируются уровни вибрации в помещениях

Таблица 14.3. Классификация вибросиловых характеристик ручных машин

жилых и общественных зданий. Согласно требованиям действующих санитарных норм, гигиеническая оценка постоянной и непостоянной производственной вибрации и вибрации должна выполняться следующими методами:

Частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

Интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

Интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия по эквивалентному уровню нормируемого параметра.

Нормируемый диапазон частот устанавливается:

Для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами: 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

Для общей вибрации в виде октавных или 1 /з-октавных полос со среднегеометрическими частотами 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Гц; в том числе для жилых и общественных зданий в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц.

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми параметрами являются средние квадратические значения виброскорости (v) и виброускорения (а) или их логарифмические уровни (Ц, и L a), измеряемые в 1 /1 и 1 /3-октавных полосах частот.

Логарифмические уровни виброскорости (L v) в дБ определяют по формуле:

L v = 20lg-v/5-10 -8

где:

v - среднее квадратическое значение виброскорости, м/с; 5?10 -8 - опорное значение виброскорости, м/с.

Логарифмические уровни виброускорения (L a), в дБ, определяются по формуле:

L a = 20lg-a/1-10 -6

где:

a - среднее квадратическое значение виброускорения, м/с 2 ; 1?10 -6 - опорное значение виброускорения, м/с 2 .

Примечание. Логарифмические уровни виброускорения относительно принятого нового значения опорной величины 10 -6 м/с 2 превышают логарифмические уровни виброускорения относительно ранее действовавшей опорной величины 3?10 -4 на 50 дБ.

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.