103. Производственная вибрация, влияние на организм человека, меры профилактики.

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/с2).

В зависимости от характера контакта работника с вибрирующим оборудованием различают локальную и общую вибрацию. Локальная вибрация передается в основном через конечности рук и ног. Общая — через опорно-двигательный аппарат. Существует еще и смешанная вибрация, которая воздействует и на конечности, и на весь корпус человека. Локальная вибрация имеет место в основном при работе с вибрирующим ручным инструментом или настольным оборудованием. Общая вибрация преобладает на транспортных машинах, в производственных цехах тяжелого машиностроения, лифтах и т. д., где вибрируют полы, стены или основания оборудования.

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. 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 ЦНС. Эти нарушения вызывают головные боли, головокружения, нарушения сна, снижение работоспособности, ухудшение самочувствия, нарушения сердечной деятельности. 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 не относится к числу наиболее распространенных факторов профессиональной вредности. В 2000 г. в промышленности, строительстве, транспорте и связи на производствах с повышенным уровнем вибрации работали 445 тыс. чел., что в 5 раз меньше, чем количество работающих на производствах с повышенным уровнем запыленности и в 4,6 раза — при повышенных уровнях шума. Вместе с тем, по уровню профессиональной заболеваемости виброопасные профессии занимают одно из первых мест.

По своим физическим характеристикам вибрация мало отличается от шума.

Вибрация — это периодическое отклонение твердого тела от точки своего равновесия. Если нет постоянного энергетического побудителя, то эти отклонения быстро гаснут. Но в производственных условиях этот побудитель (электроэнергия, трансмиссия и др.) постоянно присутствует и, следовательно, вибрация генерируется постоянно.

Вибрация как фактор производственной среды встречается в металлообрабатывающей, горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, строительной, авиа- и судостроительной промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и других отраслях народного хозяйства.

Вибрационные процессы являются действующим началом при уплотнении, формовании, прессовании, вибрационной интенсификации, механической обработке материалов, вибрационном бурении, рыхлении и резании горных пород и грунтов, вибротранспортировке и т.п. Вибрацией сопровождается работа передвижных и стационарных механизмов и агрегатов, в основу действия которых положено вращательное или возвратно-поступательное движение.

По способу передачи механических колебаний на человека различают:

• общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;

• локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.

По источнику возникновения вибраций различают:

• локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного механизированного инструмента, органов ручного управления машинами и оборудованием;

• локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного немеханизированного инструмента (например, рихтовочных молотков) или самих обрабатываемых деталей;

• общую вибрацию 1-й категории — транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных машин при движении по местности (тракторы сельскохозяйственные и промышленные, самоходные сельскохозяйственные машины, автомобили грузовые, снегоочистители и др.);

• общую вибрацию 2-й категории — транспортно-технологическую, воздействующую на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок (экскаваторы, строительные и промышленные краны, машины для загрузки мартеновских печей, горные комбайны, самоходные бурильные установки, бетоноукладчики и др.);

• общую вибрацию 3-й категории — технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации (станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечнопрессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, насосные агрегаты и вентиляторы, оборудование для бурения, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна и т.д.).

По характеру спектра вибрации выделяют:

• узкополосные вибрации, при которых контролируемые параметры в одной 1/3 октавной полосе более чем на 15 дБ превышает значение соседних полос

• широкополосные вибрации, с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

В зависимости от частотного состава вибрации подразделяют:

• на низкочастотные — с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1 — 4 Гц (для общих вибраций) и 6 — 16 Гц (для локальных вибраций);

• среднечастотные (8—16 Гц для общих и 31,5 — 63 Гц для локальных вибраций);

• высокочастотные (31,5 — 63 Гц для общих и 125 — 1000 Гц для локальных вибраций).

По временным характеристикам выделяют постоянные и непостоянные вибрации (колеблющиеся во времени, прерывистые, импульсные).

При контакте человека с этими сотрясающимися объектами его организм включается в общую систему сотрясений. Костная система, нервные структуры, вся сосудистая система являются хорошими проводниками и резонаторами вибрации. Степень чувствительности организма в целом к этому очень вредному производственному фактору зависит от функционального состояния коры больших полушарий.

Работая с вибрирующими механизмами, инструментами (особенно пневматическими), рабочие подвергаются воздействию не только вибрации, но еще высокочастотного шума высокой интенсивности, что ускоряет и усугубляет развитие и полисимптоматичность вибрационной болезни. Значительное влияние вибрация оказывает на вестибулярный аппарат.

Сила неблагоприятного воздействия вибрации зависит от взаимодействия человека с вибрирующим предметом. Для характеристики силы повреждающего действия большое значение имеет сила обратного удара, скажем, на ладонь, удерживающую инструмент. Чем больше амплитуда, чем тяжелее инструмент, тем сильнее ответный удар, тем выраженнее травматизация.

Неблагоприятное воздействие вибрации на организм в значительной степени зависит от внешних условий. Особенно отрицательное значение оказывает низкая температура внешней среды и высокая влажность.

Вибрация (сотрясение) работающей машины, платформы, инструмента может передаваться на тело человека через нижние конечности, через все тело одновременно (сидя), через верхние конечности.

Благодаря напряжению мышц происходит гашение вибрации. Чем сильнее напряжение мышц, тем сильнее они гасят вибрацию. Если к телу человека в этот момент подключить виброграф, то можно получить запись колебаний различных участков (зон) организма.

Работа с вибрирующими приборами, аппаратами, как правило, связана с довольно большим напряжением мышц — длительное статическое напряжение, что приводит к резкой анемизации всех тканей. Возникающие колебательные движения в тканях приводят к перемещению тканей относительно друг друга, что является мощным раздражителем для воспринимающих рецепторов.

Анемизация, смещение тканей, травматизация, действующие на периферические нервы, вызывают сильное раздражение, передающееся в ЦНС, что приводит к сильному возбуждению вегетативных центров. Постоянный поток раздражений, идущий с периферии, вызывает изменения в функциональном состоянии не только периферических нервных рецепторов, но и центров спинного и головного мозга.

По месту приложения в организме вибрации разделяются на местную (работа с вибрирующим инструментом, например: пневматическим молотом) и общую, когда вибрация одномоментно действует на весь организм.

Преимущественно общее вибрационное действие возникает при виброуплотнении бетона, когда рабочий стоит на вибрирующей платформе. В меньшей степени — при работе на грузовых автомобилях, тракторах, бульдозерах и даже при передвижении на городском транспорте. Принципиальной разницы между этими формами вибрации в отношении их биологического действия нет.

Вибрация, действующая постоянно в производственных условиях, вызывает в организме сложный комплекс изменений, главным образом в нервной и сосудистой системах, и определяет вибрационную болезнь.

Вибрационная болезнь складывается из местных и общих проявлений. Одним из ведущих симптомов вибрационной болезни является нарушение периферического кровообращения на уровне прекапиллярного и капиллярного русла. Это нарушение выражается в резком спазме или атонии капилляров (в зависимости от частотной характеристики вибрации). При низкочастотной вибрации более характерна атония, при высокочастотной — спазм. И в том, и в другом случае это ведет неизбежно к нарушению трофики соответствующих зон организма, отдельных органов.

На фоне нарушения капиллярного кровообращения резко нарушается функция периферической нервной системы. Изменяются все виды чувствительности (тактильная, температурная), развиваются парестезии (покалывания, «чувство носков», «перчаток», «ползание мурашек»). В последующем развивается полиневрит с поражением чувствительных волокон. У больных появляются выраженные боли, сочетающиеся с сосудистыми явлениями (атония — багрово-синюшная кисть, при спазме — резкое побледнение — симптом «мертвых пальцев», «мертвой кисти»).

Возникают изменения со стороны мышц плечевого пояса и предплечья: болезненность при пальпации, уплотненные болезненные тяжи - миофасцикулиты. Эти явления связаны с трофическими нарушениями, которые зависят от сосудистых нарушений и расстройства питания мышц, зависящими от величины мышечного статического напряжения.

Костный аппарат при вибрационной болезни страдает в разной степени в зависимости от характера вибрации и суммы дополнительных неблагоприятных факторов. Характерными являются деформация мелких суставов и деструктивные процессы в крупных суставах. Последние связаны с нарушениями минерального обмена Са и Р. Кальций вымывается из дистальных участков кости.