Приемлемые амплитуды вибрации в зданиях тесно связаны с порогами восприятия вибрации. Допустимая степень вибрационных воздействий внутри зданий зависит, кроме частоты, направления и продолжительности вибрации, от назначения здания. Руководство по оценке вибрации здания приводится в различных стандартах, таких как Британский Стандарт 6472 (1992), который определяет процедуру оценки вибрации и ударной нагрузки зданий.
Вибрация может ослаблять восприятие информации (например, зрительное), передачу информации (например, посредством движений рук или ног) или комплексные центральные процессы, связывающие восприятие и передачу (обучение, память, принятие решений). Наибольшее воздействие вибрации, проходящей через все тело, сказывается на процессах получения входящей информации (в основном зрительной) и процессах передачи информации (непрерывный контроль деятельности рук).
Воздействие вибрации на зрительный или ручной контроль вызывается, прежде всего, движениями находящихся под ее влиянием частей тела (т.е. глаз или рук). Последствия могут уменьшаться за счет снижения передачи вибрации глазам или рукам или при выполнении задач, на которые помехи оказывают меньшее влияние (например, увеличение размера дисплея или сокращение чувствительности контроля). Часто воздействия вибрации на зрительный и ручной контроль могут сокращаться за счет повторного выполнения задачи.
Простые познавательные задачи считаются неподверженными вибрации, в отличие от тех, на которые влияют возбуждение или мотивация либо непосредственное воздействие на процессы восприятия или передачи информации. Это также может быть верным для некоторых сложных познавательных задач. Однако редкость и разнородность экспериментальных исследований не исключает возможности изучения реальных и значительных воздействий вибрации. Вибрация может вызывать усталость, это мало подтверждено научно и не подтверждается сложной формой "предел снижения усталости на основании приобретенного опыта", предлагаемой Международным Стандартом 2631 (ISO 1974, 1985).
В лабораторных условиях, при дополнительной вибрации, проходящей через все тело, наблюдаются изменения физиологических функций. Изменения, типичные для "реакции на испуг" (например, повышенная частота сердечных сокращений), нормализуются быстро при продолжительном воздействии, несмотря на то, что другие реакции продолжаются или постепенно развиваются. Последние могут зависеть от всех характеристик вибрации, включая ось, амплитуду ускорения и способ вибрации (синусоидальный или шумовой), а также от других переменных, таких как циркадный ритм и характеристики объектов (смотри работы: Хасан, 1970; Дупиус и Церлетт, 1986). Изменения физиологических функций в полевых условиях часто могут не относиться непосредственно к вибрации, так как вибрация обычно действует параллельно другими значительными факторами, такими как сильное умственное напряжение, шум и токсичные вещества Комкин,А. И. Вибрация. Воздействие, нормирование, защита (школа БЖД) /Комкин А. И.-М.: Новые технологии, 2004. - С. 10..
при среднеквадратическом значении 100 Гц. Проводилось множество исследований на животных, но их результаты применительно к человеку остаются под сомнением.
Во время обычного активного движения двигательные механизмы управления действуют как упреждающий контроль, что постоянно регулируется дополнительной обратной связью от чувствительных элементов мышц, сухожилий и суставов. Вибрация, проходящая через все тело, вызывает пассивное искусственное действие человеческого тела, условие, которое в полной мере отличается от самоиндуктивной вибрации, вызываемой передвижением. Отсутствие контроля подачи вперед во время вибрации, проходящей через все тело, является наиболее определенным изменением нормальной физиологической функции нервно-мышечной системы.
Более широкий диапазон, связанный с вибрацией через все тело (между 0,5 и 100 Гц), по сравнению с обычным движением (между 2 и 8 Гц для произвольных движений и ниже 4 Гц для передвижения), является дополнительным отличием, помогающим объяснить реакции механизма нервно-мышечного контроля при очень высоких и очень низких частотах.
Вибрация, проходящая через все тело и ускорение передачи, вызывают на электромиограмме (ЭМГ) переменную активность, связанную с ускорением мышц спины сидящего человека, что требует сохранения тонизирующего сокращения. Предполагается, что такая активность, является свойством, похожим на рефлекс. Она обычно полностью исчезает, когда объекты, подвергаемые вибрации, сидят, расслаблено в согнутом положении. Временная продолжительность мышечной активности зависит от частоты и амплитуды ускорения.
Рефлексы сухожилий могут уменьшаться или вообще исчезать при синусоидальной вибрации, проходящей через все тело при частотах приблизительно равных 10 Гц. Незначительное количество изменений контроля положения тела после воздействия вибрации через все тело, являются достаточно непостоянными, а их механизмы и практическая значимость не являются определенными.
Изменения, наблюдаемые при вибрации, сравнимы с теми, которые происходят при умеренной физической работе (например, увеличение частоты сердечных сокращений, кровяного давления, расхода кислорода), даже при амплитуде вибрации, близкой к предельно допустимому значению. Увеличенная вентиляция частично вызывается колебаниями воздуха в дыхательной системе. Респираторные и метаболические изменения могут различаться, указывая на возможное расстройство механизмов респираторного контроля. Имеются различные и частично противоречивые сведения относительно изменений адренокортикотропных гормонов (АКТГ) и катехоламинов.
Сенсорные изменения и изменения в центральной нервной системе
Изменения вестибулярной функции из-за вибрации, проходящей через все тело, вызывались неестественным регулированием положения тела, хотя оно и контролируется очень сложной системой, в которой нарушение вестибулярной функции может в значительной степени компенсироваться другими механизмами.
Изменение вестибулярной функции происходит при очень низких частотах или при резонансе всего тела. Сенсорное несоответствие между вестибулярной, визуальной и проприоцепторной (раздражение, получаемое через ткань) информацией, считается важным механизмом, лежащим в основе физиологических реакций на некоторые движения искусственно созданной окружающей обстановки. Считается, что эксперименты, проводимые с кратковременным и длительным воздействием шума и вибрации, проходящей через все тело, предполагают незначительность синергетических воздействий на слух. Высокая интенсивность вибрации, проходящей через все тело при частоте 4 или 5 Гц, связана с более высокими дополнительными временными смещениями порога (ВСП). Не существует четкой связи между дополнительными ВСП и временем воздействия. По всей видимости, дополнительное ВСП, возрастает при увеличенной дозе вибрации, проходящей через все тело.
Импульсные вертикальные и горизонтальные вибрации вызывают биопотенциалы головного мозга. Изменения функции центральной нервной системы человека так же были обнаружены при использовании биопотенциалов головного мозга, вызванных слуховым воздействием. Воздействия были вызваны влиянием других факторов окружающей среды (например, шумом), трудностью выполнения задачи, а также внутренним состоянием объекта (например, возбуждение, степень внимания к стимулу) Комкин,А. И. Вибрация. Воздействие, нормирование, защита (школа БЖД) /Комкин А. И.-М.: Новые технологии, 2004. - С. 11..
вибрация вредный машинист профессиональный
4. Профессиональные заболевания, возможные при длительном действии вибрации
Эпидемиологические исследования часто указывали на увеличение риска заболеваний позвоночника при длительной работе, связанной с интенсивной вибрацией, проходящей через все тело (например, работа на тракторах или дорожных машинах). В данных обзорах было сделано заключение о том, что, интенсивная долговременная вибрация может нежелательным образом воздействовать на позвоночник и увеличивать риск возникновения боли в области нижней части спины. Последнее может являться побочным следствием первичного дегенеративного изменения позвонков и дисков. Поясничная часть позвоночного столба была расценена как наиболее часто страдающая область, после области груди. Высокая степень повреждения цервикальной части, на которую жаловались некоторые авторы, по-видимому, вызывается неподвижным неблагоприятным положением тела, а не вибрацией, хотя четких оснований для данной гипотезы не имеется Охрана труда и промышленная экология: [учеб. для сред. проф. образования] /[В. Т. Медведев и др.].-М.: Academia, 2006. - С. 83..
Только несколько исследований были посвящены функции мышц спины и обнаружили мышечную недостаточность. Некоторые жалобы указывали на значительный повышенный риск смещения поясничных дисков. В профильных исследованиях Бонгерс и Бошуицен (1990) обнаружили большую вероятность возникновения боли в нижней области спины у водителей и пилотов вертолетов, чем у рабочих. Они сделали заключение, что профессиональное вождение транспортных средств и управление вертолетами, являются наиболее важными причинами возникновения боли в нижней части спины и нарушения функций позвоночника. Увеличение нетрудоспособности к пенсионному возрасту и длительное отсутствие на работе из-за смещения межпозвоночных дисков наблюдалось среди машинистов.
Вследствие неполных или отсутствующих данных по условиям воздействия вибрации при проведении эпидемиологических исследований, не было получено точных критериев отношений между воздействием и влиянием. Существующие данные не позволяют дать обоснование уровня нежелательного воздействия (например, ограничение в отношении безопасности), так же как и мер по надежной профилактике заболеваний позвоночника.
Многолетние воздействия ниже или близко к уровню настоящего Международного Стандарта 2631 (ISO 1985) не исключают риска. Некоторые выводы указывали на возрастание риска для здоровья с увеличением продолжительности воздействия, хотя в процесс отбора оказалось трудно обнаружить связи в большинстве исследований.
Таким образом, отношение дозы к воздействию не может быть определено в настоящее время путем эпидемиологических исследований. Теоретические рассмотрения предлагают выделить максимальные значения вредных нагрузок на позвоночник, отличающиеся высокой неустойчивостью. Поэтому использование метода "энергетического эквивалента" для расчета дозы вибрации (как указано в Международном Стандарте 2631 (ISO 1985)) остается под вопросом относительно воздействий вибрации, проходящей через все тело, отличающейся высокими пиками ускорения. Данные о долговременном воздействии вибрации, проходящей через все тело и зависящей от частоты вибрации, не были получены из эпидемиологических исследований. Вибрация, проходящая через все тело при частоте от 40 до 50 Гц, воздействующая на работников, находящихся в положении стоя, через ноги вызывала дегенеративное изменение костей ног.
Вообще, различия между субъектами в значительной степени игнорируются, хотя критерии отбора предполагают их большую важность. Не имеется точных данных, показывающих, зависит ли результат вибрационного воздействия на все тело от пола.
Признание дегенеративных расстройств позвоночника профессиональным заболеванием остается предметом обсуждения. Неизвестны специфические особенности диагностики, которые позволили бы поставить надежный диагноз заболевания, как следствия воздействия вибрации, проходящей через все тело. Преобладание дегенеративных заболеваний позвоночника среди населения, не подвергающегося вибрационному воздействию, препятствует предположению преимущественно профессиональной этиологии у людей, подвергающихся вибрации, проходящей через все тело. Индивидуальные органические факторы риска, которые могут модифицировать напряжение, вызываемое вибрацией, неизвестны.
Использование минимальной интенсивности и/или минимальной продолжительности вибрации, проходящей через все тело, в качестве предпосылки для распознания профессионального заболевания, не учитывает личную восприимчивость.
Эпидемиологические исследования наводят на мысль, что вибрация, проходящая через все тело, является одним из причинных факторов, который способствует возникновению других рисков, связанных со здоровьем. Шум, сильное умственное напряжение и сменная работа, являются примерами важных сопутствующих факторов, известных как связанные с нарушениями здоровья. Результаты исследований других систем организма часто расходились или указывали на парадоксальную зависимость распространенной патологии по амплитуде вибрации, проходящей через все тело (т.е. широкое распространение неблагоприятных воздействий при низкой интенсивности).
Интенсивная вибрация, проходящая через все тело при частотах выше 40 Гц, может вызвать повреждения и расстройства центральной нервной системы. Были представлены противоречащие данные по воздействиям вибрации, проходящей через все тело при частотах ниже 20 Гц. Только в некоторых исследованиях было замечено возрастание неспецифических признаков, таких как головная боль и повышенная раздражительность Охрана труда и промышленная экология: [учеб. для сред. проф. образования] /[В. Т. Медведев и др.].-М.: Academia, 2006. - С. 84..
Однако, остается под сомнением, имеются ли причинные связи между вибрацией, проходящей через все тело и изменениями в центральной нервной системе или вестибулярной системе, так как были обнаружены парадоксальные связи между интенсивностью и ее проявлением.
5. Санитарно-гигиенические нормативы
Согласно требованиям ГОСТ 12.2.056-81 кабина современного локомотива должна обеспечивать машинисту и его помощнику при работе в положении сидя и стоя видимость пути, контактного провода, вагонов при подъезде к составу, рабочей зоны персонала, участвующего в маневрах.