Вибрация с амплитудой менее 0,5 мм гасится тканями, более 33 мм — действует на системы и органы.
Действие вибрации зависит от силы, с которой рабочий удерживает инструмент (статическое напряжение усиливает действие вибрации). Низкая температура также усиливает действие вибрации, вызывая дополнительный спазм сосудов.
По способу передачи на человека вибрация подразделяется на:
1) общую (вибрацию рабочих мест), которая передается через опорные поверхности на тело человека;
2) локальную — через руки при работе с разными инструментами (машинами).
Общая вибрация по источнику возникновения подразделяется на:
1) транспортную (категория 1), возникающую при движении машин по местности;
2) транспортно-технологическую (категория 2), воздействующую на человека на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью и перемещающихся только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок (экскаваторов, кранов промышленных и строительных, завалочных машин для загрузки мартеновских печей, горных комбайнов, путевых машин, бетоноукладчиков и т. д.);
3) технологическую (категория 3), воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации (станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные и электрические машины, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы, оборудование для производства стройматериалов, установки химической и нефтехимической промышленности и др.).
Технологическая вибрация подразделяется на:
1) тип А — возникающую на постоянных рабочих местах производственных помещений;
2) тип Б — возникающую на рабочих местах складов, столовых и других помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;
3) тип В — возникающую на рабочих местах в помещениях заводоуправлений, конструкторских бюро, лабораториях, учебных классов, в помещениях для работников умственного труда.
Регламентация вибрации осуществляется на основании СН 2.2.4/2.1/8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».
Локальная вибрация классифицируется по такому же принципу, что и общая, но источники ее другие:
1) ручные машины с двигателями (или ручной механизированный инструмент), органы ручного управления машинами и оборудованием;
2) ручные инструменты без двигателей и обрабатываемые детали.
По направлению действия вдоль осей вибрацию можно обозначить следующим образом:
1) локальная, где:
z — ось, близкая к направлению приложения силы или ось предплечья;
x — ось, параллельная оси охватываемых рукояток;
y — ось, перпендикулярная осям z и x;
2) общая, где:
z — вертикальная ось;
x — горизонтальная ось (спина и грудь);
y — горизонтальная ось (плечо и плечо).
По частотному составу (см. табл. 1)
Таблица 1
Локальная |
Общая |
8 и 16 (низкочастотные) |
1 и 4 |
31,5—63 (среднечастотные) |
8 и 16 |
125, 250, 500 и более (высокочастотные) |
31,5 и 63 |
По временным характеристикам вибрации делятся на следующие виды;
1) постоянные (величина виброскорости изменяется до 6 дБ за время более 1 мин);
2) непостоянные (величина виброскорости изменяется более 6 дБ за время большее или равное 1 мин):
а) колеблющаяся вибрация — уровень виброскорости непрерывно изменяется во времени;
б) прерывистая вибрация — контакт оператора с вибрацией прерывается во время работы (длительность интервалов, когда имеет место контакт с вибрацией более 1 с);
в) импульсная вибрация — состоит из одного или нескольких воздействий, каждое длительностью менее 1 с.
Вибрация, передающаяся на организм человека, вне зависимости от места контакта распространяется по всему телу.
Наиболее высокой вибрационной чувствительностью обладает кожа ладонной поверхности концевых фаланг пальцев рук.
Наибольшая чувствительность наблюдается к вибрации с частотами 100—250 Гц, причем в дневное время чувствительность выражена в большей степени, чем утром и вечером.
Вибрационный фактор служит источником многих заболеваний, объединенных в отечественной литературе под общим названием «вибрационная болезнь». Разные формы этого заболевания существенно отличаются между собой как по клинической картине, развитию и течению, так и по механизму своего возникновения и патогенезу.
Различают 3 основные формы вибрационной болезни:
1) периферическая, или местная, вибрация, обусловленная преимущественным воздействием локальной вибрации на руки рабочих;
2) церебральная форма, или общая вибрация, вызванная преимущественным воздействием общей вибрации;
3) церебрально-периферическая, или промежуточная, форма, которая порождается комбинированным действием общей и локальной вибрации.
Церебральная форма возникает у рабочих при виброуплотнении бетона, водителей машин, железнодорожников. Вибрационная болезнь рабочих-бетонщиков отличается тяжестью и напряженностью. При ней на первый план выступают изменения со стороны нервной системы, протекающие по типу тяжелого вазоневроза. Ее принимают за церебральную форму с одновременным наличием и местных поражений с аналогичными симптомами и синдромами, которые наблюдаются и при вибрационной болезни, вызванной действием локальной вибрации.
Могут отмечаться «вегетативные кризы» — дурнотное состояние, чувство онемения, боли в животе, сердце, конечностях. Больные страдают бессонницей, субфибрилитетом, импотенцией, потерей аппетита, резким похуданием, чрезмерной раздражительностью. Вибрация, передающаяся от средств передвижения, может приводить к заболеваниям внутренних органов, опорно-двигательного аппарата, к функциональным сдвигам в вестибулярном аппарате, развитию соляралгий, нарушению секреторной и моторной функции желудка, обострению воспалительных процессов органов малого таза, импотенции. Могут иметь место значительные изменения поясничной части позвоночника, радикулиты.
При вибрационной болезни могут быть нарушены обменные процессы, страдают углеводный, белковый, фосфорный обмены, изменяется функциональное состояние щитовидной железы.
При местном воздействии вибрации появляются мраморность кожных покровов, боли в конечностях сначала в ночное время, затем постоянная потеря всех видов чувствительности.
У проходчиков и бурильщиков со стороны мышечной системы часто наблюдаются спастическое состояние некоторых групп мышц, судороги, перерождение мышечной ткани, гиперкальцинация мышечной ткани, и в результате происходит ее склерозирование.
В некоторых случаях вследствие поражения периферических двигательных волокон развивается атрофия мелких мышц кистей и плечевого пояса, уменьшается мышечная сила.
При работе с виброинструментами часто возникают изменения костно-суставного аппарата, уменьшается эластичность суставных хрящей. Часто развиваются асептические хондроостеонекрозы, которые поражают мелкие кости запястья и эпифизы длинных трубчатых костей.
Различают 4 стадии вибрационной болезни.
1-я стадия характеризуется субъективными явлениями (ночными непродолжительными болями в конечностях, парестезией, гипотермией, умеренным акроцианозом).
2-я стадия характеризуется усилением болей, стойкими нарушениями кожной чувствительности на всех пальцах и предплечье, резким спазмом сосудов, гипергидрозом.
3-я стадия: потеря всех видов чувствительности, симптом «мертвого пальца», снижение мышечной силы, развитие костно-суставных поражений, функциональные расстройства ЦНС астенического и астеноневротического характера.
4-я стадия: изменения в крупных коронарных и мозговых сосудах, прогрессирующая мышечная атрофия рук и ног.
1-я и 2-я стадия полностью излечимы. При 3-й стадии после лечения необходимо отстранение от работы, связанной с вибрацией и охлаждением.
Тяжелые формы болезни резко ограничивают трудоспособность, всегда являются показанием к переводу работающих на инвалидность III, а иногда и II группы.
Профилактика неблагоприятного воздействия вибрации
Среди мер, направленных на устранение неблагоприятного воздействия вибрации, различают:
1) меры гигиенического характера;
2) меры технического характера.
При помощи технических мер можно устранить или значительно уменьшить возникновения вибрации. Это рациональное конструирование ручных инструментов. Примером могут служить вибробезопасные пневматические инструменты ударного действия, различные средства амортизации и виброизоляции, применение для защиты рук при клепальных работах виброгасящих поддержек.
Если нет возможности полностью устранить вибрацию, необходимо ограничить ее распространение. Это достигается путем установки машин и станков на фундаменты из войлока или пробки. Воздушная прослойка вокруг фундамента также предотвращает передачу вибрации.
Гигиенические профилактические мероприятия
Нормирование вибрации.
Различают техническое и гигиеническое нормирование вибрации.
Техническое нормирование вибрации устанавливает допустимые значения вибрационных характеристик для отдельных типов и групп машин и адресуется их создателям – конструкторам.
Основу гигиенического нормирования вибрации составляют критерии здоровья человека при воздействии на него вибрации с учетом напряженности и тяжести труда. Вибрацию разграничивают на опасную и безопасную, научно обоснованные значения параметров которой составляют гигиенические нормы вибрации.
Основная цель нормирования вибрации на рабочих местах – это установление допустимых значений характеристик вибрации, которые при ежедневном систематическом воздействии в течение всего рабочего дня и в течение многих лет не могут вызвать существенных заболеваний организма человека и не мешают его нормальной трудовой деятельности.
Основными документами, регламентирующими уровень вибрации на рабочих местах, являются СН 2.2.4/2.1.8.566-96 “Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий”. В этих документах приведены предельно допустимые значения колебательной скорости, колебательного ускорения и их уровней в октавных и третьоктавных полосах частот для локальной и общей вибрации в зависимости от источника возникновения, направления действия.
2. Ограничение длительности воздействия вибрации.
Работа с виброинструментом не более 2/3 длительности рабочего дня, 10—15 мин — перерыв через каждый час работы.
3. Устранение условий, способствующих возникновению вибрационной болезни: температура воздуха в помещении не менее 16°С при влажности 40—60% и скорости движения воздуха 0,3 м/с. Необходимо на рабочих местах предусматривать местный обогрев рабочих. Рекомендуется использовать перчатки с виброгасящей прокладкой.
4. Повышение сопротивляемости организма: применение водных процедур (теплые ванны конечностей при температуре 35—36 °С, ежедневная производственная гимнастика, самомассаж). Вследствие усиленного разрушения в организме при воздействии шума и вибрации водорастворимых витаминов в питание следует включать продукты, являющиеся источником нутриентов. При выборе методов технологической обработки пищевых продуктов следует предпочесть те из них, которые не вызывают появления веществ, раздражающих центральную нервную систему. Так, желательно применять тушение вместо поджаривания, исключить копчености и т. д.
Все рабочие, подвергающиеся воздействию вибрации, подлежат периодическому медицинскому осмотру 1 раз в год.
Нетоксическая производственная пыль (аэрозоли) оказывает действие на организм в зависимости от ее химического состава, способа образования и величины пылевых частиц. Производственную пыль классифицируют по происхождению – на органическую (растительная, животная, искусственная, микроорганизмы и продукты их распада), неорганическую (минеральная, металлическая) и смешанную (минерально-металлическая, органическая и неорганическая) пыль; по размеру частиц (дисперсности) - на видимую (частицы свыше 10 мкм), микроскопическую (с размером частиц от 0,25 до 10 мкм) и ультрамикроскопическую (с размером частиц менее 0,25 мкм); по способу образования – аэрозоли дезинтеграции, образующиеся при дроблении, растирании, шлифовке, прочих процессах разрушения твердых материалов и транспортировке сыпучих веществ и аэрозоли конденсации, всегда мелкодисперсные, чаще всего образующиеся при охлаждении и конденсации паров металлов и неметаллов.
Нахождение пыли в воздухе во взвешенном состоянии зависит от размеров пылевых частиц (дисперсность), подвижности воздуха, электрического заряда, влажности и других факторов. Чем меньше величина пылевых частиц, тем дольше они находятся в воздухе, крупные частицы осаждаются значительно быстрее. С увеличением степени дисперсности аэрозоля резко возрастает удельная поверхность, т. е. суммарная поверхность частиц на единицу объема. Так, измельчение 1 см3 твердого вещества до частиц величиной 0,1 мкм увеличивает общую поверхность вещества в 100000 раз. Это увеличивает способность пыли адсорбировать газы. Она активно сорбирует многие токсические газы (окись углерода, окислы азота, хлор и др.), а также кислород, поэтому при больших концентрациях она легко воспламеняется и может быть взрывоопасной. Особенно взрывоопасны органические пыли.
Растворимость пыли в воде и тканевых жидкостях имеет двоякое значение. Так, растворимость токсической пыли усиливает ее вредное действие. Хорошая растворимость нетоксической пыли способствует быстрому выведению ее из организма. Наоборот, слабая растворимость пыли способствует ее накоплению и развитию пневмокониоза.
Электрозаряженность пылевых частиц определяет время нахождения их в воздухе. Так, преобладание в аэрозоле положительно и отрицательно заряженных частиц ускоряет агломерацию (укрупнение) и осаждение пылинок. Отмечено, что электрозаряженная пыль в 2—8 раз больше задерживается в дыхательном тракте. Установлено влияние электрозаряженных пылинок на активность фагоцитоза.
Определенное значение имеют также форма и степень твердости пылевых частиц, которая, практически не влияя на биологическую активность, может вызывать механическое повреждение ткани (пыль, содержащая частицы с острыми гранями - пыль от слюды, стекловолокон и др.). Форма пылевых частиц влияет на устойчивость аэрозоля. Пылинки сферической формы быстрее выпадают в осадок, но легко проникают в легкие и лучше фагоцитируются.
Важное значение имеет структура пылевых частиц. Так, аморфная двуокись кремния обладает меньшей биологической активностью, чем кристаллическая. Разновидности двуокиси кремния — кварц, тридилит и кристоболит, имеющие одинаковую химическую формулу, но разное кристаллическое строение, характеризуются различной фиброгенной активностью.
По конечному повреждающему действию на организм (уровню пневмофиброгенной активности) производственные аэрозоли можно разделить на 3 группы: аэрозоли с высоким и умеренным уровнем фиброгенного действия, аэрозоли со слабофиброгенным действием и аэрозоли, оказывающие токсико-аллергенное действие (общетоксическое, раздражающее, аллергизирующее, сенсибилизирующее, канцерогенное, мутагенное действие, а также влияющие на репродуктивную функцию).
Наиболее выраженным фиброгенным свойством обладает кварцевая пыль, содержащая диоксид кремния в свободном состоянии, все виды смешанной пыли с SiO2, пыль неорганических соединений бериллия, асбестовая пыль.
Особенности фиброгенной пыли: плохая растворимость в воде; наличие электрического заряда пылинок; кристаллическое строение; медленное осаждение из воздуха; неправильная (несферическая) форма частиц; средняя дисперсность.