Физические факторы окружающей среды воздействующие на человека

Вопрос 1

 Физические факторы окружающей среды воздействующие на человека

 

Акустические колебания. Физическое понятие об акустических колебаниях охватывает как слышимые, так и неслышимые колебания упругих сред. Акустические колебания в диапазоне 16 Гц...20 кГц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом, называют звуковыми. Акустические колебания с частотой менее 16 Гц называют инфразвуковыми, выше 20 кГц — ультразвуковыми. Распространяясь в пространстве, звуковые колебания создают акустическое поле.

Ухо человека может воспринимать и  анализировать звуки в широком диапазоне частот и интенсивностей. Самые низкие значения порогов лежат в диапазоне частот 1...5 кГц. Порог слуха молодого человека составляет 0 дБ на частоте 1000 Гц, на частоте 100 Гц порог слухового восприятия значительно выше, так как ухо менее чувствительно к звукам низких частот. Болевым порогом принято считать звук с уровнем 140 дБ, что соответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности 100 Вт/м², звуковые ощущения оцениваются по порогу дискомфорта (слабая боль в ухе, ощущение касания, щекотания).

Шум — это совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятно воспринимаемый звук. Окружающие нас шумы имеют разный уровень звука: разговорная речь — 50...60 дБА, автосирена — 100 дБА, шум двигателя легкового автомобиля — 80 дБА, громкая музыка — 70 дБА, шум в обычной квартире — 30...40 дБА.

По спектральному составу, в  зависимости от преобладания звуковой энергии в соответствующем диапазоне частот различают низко-,

средне- и высокочастотные шумы, по временным характеристикам постоянные и непостоянные (колеблющиеся, прерывистые  и импульсные), по длительности действия — продолжительные и кратковременные, по спектру — широкополосные и  тональные.

Интенсивный шум на производстве способствует снижению ими мания и увеличению ошибок при выполнении работы. Из-за шума снижается производительность труда и ухудшается качество работы Шум затрудняет своевременную реакцию  работающих на предупреди тельные сигналы внутрицехового транспорта (автопогрузчики, мостовые краны и т. п.), что способствует возникновению несчастных случаев на производстве.

Степень влияния шума зависит от его интенсивности и продолжительности воздействия, состояния ЦНС и что очень важно, от индивидуальной чувствительности организма к акустическому раздражителю. Особенно чувствительны к шуму детский и женский организмы. Высокая индивидуальная чувствительность может быть одной из при чин повышенной утомляемости и развития неврозов.

Шум влияет на весь организм человека: угнетает ЦНС, вызываем изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению  об

мена веществ, возникновению сердечнососудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонической болезни, может приводить к профессиональным заболеваниям.

Шум с уровнем звукового давления до 30...35 дБ является привычным для  человека и не беспокоит его. Повышение  уровня звуковою давления до 40...70 дБ в  условиях бытовой или природной  среды создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывает ухудшение  самочувствия и при длительном действии может стать причиной неврозов. Воздействие  шума уровнем свыше 75 дБ может привести к потере слуха — профессиональной тугоухости. При действии шума высоких  уровней (140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при еще  более высоких (более 160 дБ) и смерть.

Снижение слуха на 10 дБ практически  неощутимо, на 20 дБ начинает серьезно мешать человеку, так как нарушается способность  слышать важные звуковые сигналы, наступает  ослабление разборчивости речи.

Помимо снижения слуха при воздействии  шума наблюдаются общие изменения  в организме. Рабочие жалуются на головные боли, головокружение, боли в  области сердца, повышение артериального  давления, боли в области желудка  и желчного пузыря, изменение кислотности  желудочного сока. Шум вызывает снижение функции защитных систем и общей  устойчивости организма к внешним  воздействиям.

Гигиенические нормативы  шума определены ГОСТ 12.1.003—83 и СН 2.2.4/2.1.8.562—96. Для нормирования постоянных шумов применяют допустимые уровни звукового давления (УЗД) в девяти октавных полосах частот в зависимости от вида производственной деятельности. Для ориентировочной оценки в качестве характеристики постоянного шума на рабочих местах допускается принимать уровень звука (дБА), определяемый по шкале А шумомера с коррекцией низкочастотной составляющей по закону чувствительности органов слуха и приближением результатов объективных измерений к субъективному восприятию (табл. 1).

Нормируемой характеристикой непостоянного шума является эквивалентный по энергии уровень звука в дБА.

Для тонального или импульсного  шума допустимый уровень звука должен быть на 5 дБ меньше нормативных значений.

В производственных условиях нередко  возникает опасность комбинированного влияния высокочастотного шума и низкочастотного ультразвука, например, при работе реактивной техники, при плазменных технологиях.

 

Таблица  1.

Допустимые уровни звукового  давления, уровни звука

и эквивалентного уровня звука  на рабочих местах в производственных помещениях и на территории предприятий

по ГОСТ 12.1.003—83 (извлечение)

По физической сущности ультразвук (УЗ) не отличается от слышимого звука. Однако в отличие от шума УЗ характеризуется большими значениями интенсивности (до сотен ватт на квадратный метр). Он обладает значительно более короткими длинами волн, которые легче фокусировать и соответственно получать более узкое и направленное излучение, т. е. сосредотачивать всю энергию УЗ в нужном направлении и концентрировать в небольшом объеме. Частотный диапазон УЗ способствует большему затуханию колебаний из-за перехода энергии УЗ в теплоту.

По частотному спектру- ультразвук делится на:

—  низкочастотный УЗ, колебания  от 11,2 до 100 кГц;

—   высокочастотный УЗ, колебания  от 100 кГц до 1000 МГц. По способу распространения  — на воздушный УЗ и контактный. Биологический эффект воздействия УЗ на организм зависит от интенсивности, длительности воздействия и размеров поверхности тела, на которую действует УЗ. Длительное систематическое действие УЗ, распространяющегося в воздухе, вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, снижение слуха, а также изменения свойств и состава крови, артериального давления. Появляются жалобы на утомление, головные боли.

Контактное воздействие высокочастотного УЗ на руки приводит к нарушению  капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности, изменениям костной структуры с  разрежением плотности костной ткани.

Профессиональные заболевания  зарегистрированы лишь при контактной передаче ультразвука на руки.

Гигиенические нормативы  ультразвука определены ГОСТ 12.1.001— 89 и ГН 2.2.4.582—96. Гигиенической характеристикой воздушного УЗ на рабочих местах являются уровни звукового давления (УЗД), дБ, в Уз октавных полосах со среднегеометрическими частотами от 12,5 до 100 кГц. На частоте 12,5 кГц УЗД не должны превышать 80 дБ, на частоте 16 кГц — 80 (допустимо по согласованию 90) дБ, 20 кГц — 100 дБ, 25 кГц — 105 дБ,а в диапазоне частот 31,5...100 кГц — ПО дБ.

Характеристикой контактного УЗ является пиковое значение виброскорости или логарифмический уровень виброскорости. Допустимые уровни ультразвука в зонах контакта рук и других частей тела оператора с рабочими органами приборов и установок не должны превышать ПО дБ.

Когда рабочие подвергаются совместному  воздействию воздушного и контактного  ультразвука, допустимые уровни контактного  УЗ следует принимать на 5 дБ меньше.

Инфразвук — область акустических колебаний с частотой ниже 20 Гц. В условиях производства инфразвук (ИЗ), как правило, сочетается с низкочастотным шумом, в ряде случаев — с низкочастотной вибрацией.

При воздействии инфразвука на организм с уровнем от ПО до 150 дБ могут  возникать неприятные субъективные ощущения и функциональные изменения: нарушения в ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе. Отмечены жалобы на головные боли, головокружение, осязаемые движения барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижение внимания и работоспособности; может появиться чувство страха, нарушение равновесия, сонливость, затруднение речи. При воздействии ИЗ могут проявиться психофизиологические реакции в форме повышения тревожности, эмоциональной неустойчивости и неуверенности в себе.

Установлен аддитивный эффект действия инфразвука и низкочастотного шума. Надо отметить, что производственный шум и вибрация оказывают более агрессивное действие, чем инфразвук сопоставимых параметров.

Гигиеническая регламентация  инфразвука производится по СН 2.2.4/2.1.8.583—96, которые задают предельно допустимые уровни звукового давления (УЗД) на рабочих местах, дифференцированные для различных видов работ, а также допустимые уровни инфразвука в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки. Общий уровень звукового давления для работ различной степени тяжести не должен превышать 100 дБ, для работ различной степени интеллектуально-эмоциональной напряженности не более 95 дБ, на территории жилой застройки — 90 дБ, в помещениях и общественных зданиях — 75 дБ.

На людей и животных может  воздействовать ударная волна. Прямое действие ударной волны возникает в результате воздействия избыточного давления и скоростного напора воздуха. В виду небольших размеров тела человека ударная волна мгновенно охватывает человека и подвергает его сильному сжатию в течение нескольких секунд и воспринимается как резкий удар. Это может привести к перемещению тела в пространстве.

Косвенные поражения людей и  животных могут произойти в результате ударов осколков стекла, шлака, камней, дерева и других предметов, летящих  с большой скоростью..

Степень воздействия ударной волны  зависит от мощности взрыва, расстояния, метеоусловий, местонахождения человека (в здании, на открытой местности), положения  его тела (лежа, сидя, стоя) и характеризуется легкими, средними, тяжелыми и крайне тяжелыми травмами.

Избыточное давление во фронте ударной  волны 10 кПа и менее для людей  и животных, расположенных вне  укрытий, считаются безопасными. Легкие поражения наступают при избыточном давлении 20...40 кПа. Они выражаются кратковременными нарушениями функций организма (звон в ушах, головокружение, головная боль). Возможны вывихи, ушибы.

Поражения средней тяжести возникают  при избыточном давлении 40...60 кПа. При  этом могут быть вывихи конечностей, контузии головного мозга, повреждение  органов слуха, кровотечения из носа и ушей.

Тяжелые контузии и травмы возникают  при избыточном давлении от 60 до 100 кПа. Они характеризуются выраженной контузией всего организма, переломами костей, кровотечениями из носа и ушей. Возможно повреждение внутренних органов  и внутреннее кровотечение.

Крайне тяжелые контузии и травмы у людей возникают при избыточном давлении более 100 кПа. Возможны разрывы внутренних органов, содержащих большое количество крови (печень, селезенка, почки), органов, наполненных газом (легкие, кишечник), органов, имеющих полости, наполненные жидкостью (головной мозг, мочевой и желчный пузырь), а также переломы костей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга с длительной потерей сознания. Все эти травмы могут привести к смертельному исходу.

Радиус поражения обломками  зданий может превысить радиус непосредственного  поражения ударной волной.

Воздушная ударная волна действует  и на растения. Полное повреждение лесного массива наблюдается при избыточном давлении более 50 кПа. Деревья при этом вырываются с корнем, ломаются и отбрасываются, образуя сплошные завалы. Молодые деревья более устойчивы, чем старые.

Вибрация — это малые механические колебания, возникающие в упругих телах. Воздействие вибраций на человека классифицируется:

—   по способу передачи колебаний;

—   по направлению действия вибраций;

—   по временной характеристике.

В зависимости от способа передачи колебаний человеку вибрацию подразделяют на общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека; локальную, передающуюся через руки или участки тела человека, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов.

По направлению действия вибрация подразделяется на:

—   вертикальную;—   горизонтальную, от спины к груди;

—   горизонтальную, от правого плеча к левому плечу. По временной характеристике различается:

—   постоянная вибрация, для  которой контролируемый параметр, например, виброскорость за время наблюдения изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ);

—   непостоянная вибрация, изменяющаяся по контролируемым параметрам более  чем в 2 раза.

Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Действие вибрации зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей организма человека, явлений резонанса и других условий. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. При повышении частот колебаний выше 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20...30 Гц, при горизонтальных — 1,5...2 Гц.