Влияние вибрации на человека
Вибрация представляет собой механические колебательные движения, непосредственно передаваемые телу человека. Основными физическими характеристиками вибрации являются амплитуда и частота колебаний. Амплитуда вибросмещения измеряется в м или см, а частота колебаний - в герцах.
Учитывая, что при любом колебательном движении непрерывно изменяется скорость и ускорение (наибольшие на осевой линии колебания и наименьшие в крайних позициях), вибрацию оценивают по скорости и ускорению.
Для вибрации отсчет децибел ведется от условной опорной виброскорости, равной 5-108 м/с, виброускорения - 3-104 м/с2.
Виброскорость и виброускорение выражаются в дБ относительно их нулевых порогов. При этом порог восприятия вибрации составляет около 70 дБ.
Виброскорость и виброускорение оцениваются в пределах стандартных октав со среднегеометрическими частотами - 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250 Гц и выше. Вибрация с частотой до 32 Гц относится к низкочастотной, а более 32 Гц - к высокочастотной.
Преимущества одночисловых интегральных показателей, таких, как доза или эквивалентный уровень, определили интерес исследователей к дозовой оценке вибрации. Если для шума этот подход достаточно обоснован, что нашло отражение в стандарте ИСО R-1999 (1971 г.), то в отношении вибрации имеются лишь единичные работы экспериментального плана.
Необходимо отметить, что действующий ГОСТ 12.1.012-78 регламентирует ПДУ вибрации по кинематическому параметру виброскорости, а доза - параметр энергетический, учитывающий уровень вибрации и время ее действия.
Источниками вибрации являются широко применяемые в промышленности, строительстве, транспорте, сельском хозяйстве и в быту пневматические и электрические ручные механизированные инструменты, различные машины и оборудование, станки, транспортные средства. Вибрацию широко применяют не только в технике, но и в медицине для лечения некоторых нервных и мышечных заболеваний (вибротерапия, вибромассаж).
Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Характер, глубина и направленность физиологических сдвигов различных систем организма определяются уровнями, спектральным составом вибрации, а также физиологическими свойствами тела человека. В генезисе этих реакций важную роль играют анализаторы - вестибулярный, двигательный, зрительный, кожный и др.
Следует отметить важную роль биохимических свойств человеческого тела в субъективном восприятии вибрации. Действие вибрации на организм опосредуется следующими явлениями: физическим воздействием на поверхность контакта, распрос-транением колебаний по тканям, непосредственной реакцией на воздействия в органах и тканях, а также раздражением механорецепторов, вызывающим нейрорецепторные и субъективные реакции.
В настоящее время накоплен экспериментальный и клинический материал, подчеркивающий роль рефлекторных регуляторных влияний ЦНС в возникновении функциональных сдвигов в нервно-мышечном аппарате у лиц, подвергающихся воздействию вибрации. Эти исследования показывают, что расстройства двигательной функции, возникающие под воздействием вибрации, обусловлены как нарушениями регуляторных воздействий ЦНС, так и непосредственным поражением мышц. При этом преобладание диффузных сдвигов может быть объяснено преимущественно изменениями в деятельности суперспинальных структур, тогда как большая выраженность локальных изменений в мышцах может быть связана с их непосредственной травматизацией.
Особенно чувствительными к действию локальной вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов, а также отделы периферической нервной системы, связанные с вибрационной и тактильной чувствительностью.
Доказано, что направленность сосудистых нарушений определяется, в первую очередь, параметрами воздействующей вибрации. Спастические явления в капиллярах происходят при вибрации выше 35 Гц, а ниже наблюдается преимущественно картина атонии капилляров или спастико-атоническое их состояние. Область частот 35-250 Гц наиболее опасна в отношении развития спазма сосудов.
Вибрация может прямым путем мешать выполнению рабочих операций или косвенно отрицательно влиять на работоспособность человека. Ряд авторов рассматривают вибрацию как сильный стресс-фактор, оказывающий отрицательное влияние на психомоторную работоспособность, эмоциональную сферу и умственную деятельность человека и повышающий вероятность возникновения несчастных случаев.
За последние годы установлено, что вибрация, как и шум, действует на организм человека энергетически, поэтому ее стали характеризовать спектром по колебательной скорости, измеряемой в сантиметрах в секунду или как и шум, в децибелах; за пороговую величину вибрации условно принята скорость в 5-106 см/сек. Вибрация воспринимается (ощущается) лишь при непосредственном соприкосновении с вибрирующим телом или через другие твердые тела, соприкасающиеся с ним. При соприкосновении с источником колебаний, генерирующим (издающим) звуки наиболее низких частот (басовые), наряду со звуком воспринимается и сотрясение, то есть вибрация.
В зависимости от того, на какие части тела человека распространяются механические колебания, различают местную и общую вибрацию. При местной вибрации сотрясению подвергается лишь та часть тела, которая непосредственно соприкасается с вибрирующей поверхностью, чаще всего руки (при работе с ручными вибрирующими инструментами или при удержании вибрирующего предмета, детали машины и т. п.). Иногда местная вибрация передается на части тела, сочлененные с подвергающимися непосредственно вибрации суставами. Однако амплитуда колебаний этих частей тела обычно ниже, так как по мере передачи колебаний по тканям, и тем более мягким, они постепенно затухают. Общая вибрация распространяется на все тело и происходит, как правило, от вибрации поверхности, на которой находится рабочий (пол, сиденье, виброплатформа и т. п.).
При воздействии вестибулярных раздражителей, к которым относится вибрация, нарушаются восприятие и оценка времени, снижается скорость переработки информации. Низкочастотная вибрация вызывает нарушение координации движения, причем наиболее выраженные изменения отмечаются при частотах 4-11 Гц.
Длительное влияние вибрации приводит к стойким патологическим нарушениям в организме работающих. Всесторонний анализ этого патологического процесса послужил основанием для выделения его в качестве самостоятельной нозологической формы профессионального заболевания - вибрационной болезни.
Вибрационная болезнь продолжает занимать одно из ведущих мест среди всех профессиональных заболеваний. Причиной этого является как использование ручных машин, не отвечающих требованиям санитарных норм, так и развивающаяся специализация труда, ведущая к увеличению времени воздействия на организм вибрации. Опасность развития вибрационной болезни возрастает с увеличением интенсивности и длительности действия вибрации; при этом существенное значение имеет индивидуальная чувствительность. Вредное действие вибрации усиливают шум, охлаждение, переутомление, значительное мышечное напряжение, алкогольное опьянение и др. Условно различают местную вибрацию, действующую преимущественно на руки работающих, и общую вибрацию, когда при колебании пола, сиденья (рабочего места) действию вибрации подвергается весь организм.
В отличие от местной при действии общей вибрации возникают клинические симптомы, связанные с расстройствами деятельности мозга. При этом особенно часто страдает вестибулярный аппарат, появляются головные боли, головокружения. По степени выраженности патологического процесса выделяют 4 стадии заболевания:
I -- начальная,
II -- умеренно выраженная,
III -- выраженная,
IV -- генерализованная (встречается крайне редко).
Помимо стадий, отмечают наиболее типичные синдромы: ангиодистонический, ангиоспастический, вегетативного полиневрита, невротический, вегетомиофасцита, диэнцефальный и вестибулярный.
Низкочастотная общая вибрация, особенно резонансного диапазона, вызывая длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменения 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, хроническим гастритом.
У женщин, подвергающихся длительному воздействию общей вибрации, отмечается повышенная частота гинекологических заболеваний, самопроизвольных абортов, преждевременных родов. Низкочастотная вибрация вызывает у женщин нарушение кровообращения органов малого таза.
Ткани человека обладают различной способностью к передаче вибрации. Наилучшим проводником вибрации являются кости, мягкие ткани. Суставы же являются эффективными гасителями колебаний. С повышением частоты вибрации амплитуда колебаний частей тела по мере удаления от точки приложения уменьшается. Так, например, в диапазоне частот 50-70 Гц до головы доходит около 10% энергии передаваемой вибрации человеку, находящегося на виброплатформе. Вибрация частотой более 100 Гц практически не передается по телу человека и является большей частью местной.
Органы, непосредственно воспринимающие вибрации, делятся на две группы. К первой относятся органы равновесия (вестибулярный аппарат), находящиеся во внутреннем ухе. Взаимодействуя с соответствующими связями в мозгу, они работают как интегральный измеритель угловых и линейных ускорений. Информация, посылаемая в мозг органами равновесия, находящимися под влиянием вибраций, может оказаться искаженной, дезориентирующей, а в некоторых случаях раздражающей и вызывающей у человека состояние болезни. Силы и перемещения, вызываемые вибрацией, улавливаются большим числом механорецепторов во всем организме. Некоторые из них, находящиеся в мышцах и сухожилиях, сигнализируют о положении тела и действующих на него нагрузках. Они взаимодействуют с отделом центральной нервной системы, регулирующим положение тела и его движение. Эти рецепторы реагируют на любые изменения, в том числе низкочастотные.
Ко второй группе относятся рецепторы, расположенные в коже и соединительных тканях. Они выполняют функции осязания, реагируя на более высокие частоты (около 30 Гц). Вибрации оказывают определенное влияние на организм также через органы зрения и слуха.
Характер воздействий вибрации на человека зависит от их длительности. Нарушения физиологических функций организма, наступающие под влиянием вибраций, имеют тенденцию к усилению с увеличением длительности воздействия.
Вибрация, высокий вибрационный фон среды представляют опасность для здоровья не только рабочих, в условиях производства, но и для других групп населения. Источниками вибрации в жилых зданиях являются: транспорт, промышленные установки, инженерно-технологическое оборудование зданий. По интенсивности колебаний наиболее воздействует на человека городской рельсовый транспорт: мелкого заложения и открытые радиусы метрополитена, железнодорожные магистрали. Вибрация, возникающая в зданиях от движения поездов, имеет регулярный прерывистый характер. По мере удаления от источника амплитуда колебаний снижается.
При распространении колебаний по высоте многоэтажного здания на верхних этажах наблюдается как ослабление, так и усиление вибрации, в зависимости от резонанса. Изученные типы конструкций зданий в условиях одинаковых грунтов не оказывают существенного влияния на уровни вибрации в жилых помещениях.
В некоторых случаях регистрируются высокие уровни вибрации от инженерно-технологического оборудования самих зданий (лифты) и встроенных объектов.
В основе профилактики вибрационной болезни лежит гигиенически обоснованное нормирование уровней вибрации. При этом учитываются направленность, продолжительность действия, характер вибрации. В Российской Федерации уровни вибрации на рабочих местах в производственных помещениях, на горных, сельско-хозяйственных, мелиоративных, строительно-дорожных машинах, железнодорожном и автомобильном транспорте, на судах регламентируются санитарным законодательством. вибрация колебательный организм
Основными нормативными правовыми актами, регламентирующими параметры производственных вибраций, являются: "Санитарные нормы и правила при работе с машинами и оборудованием, создающими локальную вибрацию, передающуюся на руки работающих" № 3041-84 и "Санитарные нормы вибрации рабочих мест" № 3044-84.
В настоящее время около 40 государственных стандартов регламентируют технические требования к вибрационным машинам и оборудованию, системам виброзащиты, методам измерения и оценки параметров вибрации и другие условия.
Список литературы
Арустамов Э. А. Безопасность жизнедеятельности. - М.: 2001.
Гарин В. М. Экология для технических вузов. - Ростов на Дону: 2001.
Криксунов Е. А., Пасечник В. В., Сидорин А. П. Экология. - М.: "Дрофа", 2004.
Похожие статьи
-
Вредные факторы вибрации - Влияние вибрации на человека
Одним из наиболее опасных для человеческого организма производственных факторов является вибрация. Под вибрацией понимается колебание твердых тел....
-
Вибрация - Условия труда и работоспособность человека
На работоспособность большое влияние оказывает и такой фактор производственной среды как вибрации. По характеру воздействия на организм человека вибрация...
-
Под вибрацией понимают возвратнопоступательное движение твердого тела. Это явление широко распространено при работе различных механизмов и машин. При...
-
Вибрации и акустические колебания - Влияние акустических колебаний на здоровье человека
К акустическим относятся слышимые и неслышимые колебания упругих сред и в первую очередь атмосферного воздуха. Болевым порогом считается звук с уровнем...
-
Допустимое воздействие вредных факторов на человека и среду обитания Вредный фактор - негативное воздействие на человека, которое приводит к ухудшению...
-
Введение - Влияние вибрации на человека
Актуальность. Работа локомотивных бригад характеризуется специфическим режимом труда и отдыха: начало и окончание работы в разные часы суток, наличие...
-
Виды очистки воздуха, Опасность вибрации для человек - Параметры микроклимата на рабочем месте
Промышленные вредности в виде пыли, дыма и газов приводят к загрязнению окружающего воздушного бассейна. Для предотвращения загрязнения окружающего...
-
Введение, Действие электротока на организм человека - Влияние тока на организм
В данной работе были рассмотрены принципы и средства электрической защиты. В частности зануление. Также были включены в работу такие вопросы как: -...
-
Вибрация -- механические колебания механизмов, машин или их деталей. В соответствии с ГОСТ 12.1.012--78 вибрацию классифицируют следующим образом. По...
-
Вибрация шум излучение Вибрация и акустические колебания (шум) -- это механические колебания, распространяющиеся в газообразной и твердой средах. Шум и...
-
Заключение - Влияние загрязнения окружающей среды на человека
Деятельность и отдых проходят в непрерывном взаимодействии с окружающей средой. В системе "человек - среда обитания" место жительства, вид деятельности,...
-
Влияние на нервную систему: На уровне нервной клетки, структурных образований по передачи нервных импульсов (синапсе), на уровне изолированных нервных...
-
Влияние звуков на человека - Влияние условий окружающей среды на здоровье человека
Человек всегда жил в мире звуков и шума. Звуком называют такие механические колебания внешней среды, которые воспринимаются слуховым аппаратом человека...
-
Физиологические механизмы повреждающего действия вибрации на организм - Влияние вибрации на человека
Сроки развития периферических расстройств зависят не столько от уровня, сколько от дозы (эквивалентного уровня) вибрации в течение рабочей смены....
-
Вибрация как вредный фактор в деятельности машинистов железной дороги - Влияние вибрации на человека
Труд машинистов локомотивов представляет собой типичный пример управляющей и операторской деятельности с большой загрузкой органов чувств. Машинист...
-
Влияние ультразвука на организм человека - Опасность
Ультразвук обладает главным образом локальным действием на организм, поскольку передается при непосредственном контакте с ультразвуковым инструментом,...
-
Влияние персонального компьютера на организм человека Электронно-вычислительная техника сегодня оказывается одним из факторов, в значительной мере...
-
Погода и самочувствие человека - Влияние условий окружающей среды на здоровье человека
Несколько десятков лет назад практически никому и в голову не приходило связывать свою работоспособность, свое эмоциональное состояние и самочувствие с...
-
В процессе ведется опытно-конструкторская разработка устройства постановки помех. В рамках разработки проводится эксперимент. Задачей эксперимента...
-
Влияние радиации на организм - Действие на организм человека высоких и малых доз радиации
Воздействие радиации на организм может быть различным, но почти всегда оно негативно. В малых дозах радиационное излучение может стать катализатором...
-
Влияние двигательной активности и закаливания организма на здоровье человека - Здоровый образ жизни
Двигательная активность -- это любая мышечная активность, позволяющая поддерживать хорошую физическую форму, улучшать самочувствие, обеспечивать прилив...
-
Санитарно-гигиенические нормативы - Влияние вибрации на человека
Согласно требованиям ГОСТ 12.2.056-81 кабина современного локомотива должна обеспечивать машинисту и его помощнику при работе в положении сидя и стоя...
-
Эпидемиологические исследования часто указывали на увеличение риска заболеваний позвоночника при длительной работе, связанной с интенсивной вибрацией,...
-
Влияние радиации на человека - Следствия радиационного загрязнения
Радиация действительно опасна: в больших дозах для человека она приводит к поражению тканей, живой клетки, в малых - вызывает раковые явления и...
-
Влияние условий труда на организм человека - Условия труда
Нервно-психологические нагрузки определяются напряжением внимания: числом объектов наблюдения, напряжением зрения и слуха. Нагрузки такого типа могут...
-
Существование человека в любой среде связано воздействием на него и среду обитания электромагнитных полей. В случаях неподвижных электрических зарядов мы...
-
Ультразвук - не воспринимаемые человеческим ухом упругие колебания, частота которых превышает 15 - 20 килогерц; существует в природе в шуме ветра, волн,...
-
Электробезопасность, Производственный шум, Вибрация - Основы безопасности жизнедеятельности
Напряжение прикосновения -- это разность потенциалов точек эл. цепи, которых человек касается одновременно, обычно в точках расположения рук и ног....
-
Негативные факторы в системе "Человек - среда обитания" - Негативные факторы в системе "человек
Взаимодействие негативных факторов производственной сферы на организм человека, их гигиеническое нормирование и профилактика. Производственный шум....
-
Механические колебания. Вибрации - Безопасность жизнедеятельности
Определение, источники, характеристики, классификация, медико-биологические воздействия на человека, нормирование Вибрации - это вид механических...
-
Электрический удар - Электрический ток как негативный фактор воздействия на человека
Электрический удар - возбуждение живых тканей организма электрическим током, проходящим через них, сопровождающееся непроизвольным судорожным...
-
Защита от вибраций и акустических колебаний - Вибрация и акустические колебания
Для борьбы с шумом и вибрацией используются как общие, так и индивидуальные средства защиты. При планировке производственных помещений, таких как станция...
-
В истории нашей планеты (со дня ее формирования и до настоящего времени) непрерывно происходили и происходят грандиозные процессы планетарного масштаба,...
-
Заключение - Классификация вредных факторов и их влияние на организм человека
Вредный профессиональный отравление патогенетический Под вредным понимается вещество, которое при контакте с организмом человека вызывает...
-
Производственный шум -совокупность звуков различной интенсивности и частоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у работников неприятные...
-
Введение - Влияние условий окружающей среды на здоровье человека
Все процессы в биосфере взаимосвязаны. Человечество - лишь незначительная часть биосферы, а человек является лишь одним из видов Органической жизни -...
-
Производственная среда - это часть техносферы, обладающая повышенной концентрацией негативных факторов. Безопасные условия труда - условия труда, при...
-
Вредные вещества и их действие на человека - Влияние загрязнения окружающей среды на человека
Вредное вещество - это вещество, которое при контакте с организмом человека (в условиях производства или быта) может вызывать заболевания или отклонения...
-
Спутниковая связь, Сотовая связь - Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека
Системы спутниковой связи состоят из приемопередающей станции на Земле и спутника, находящегося на орбите. Диаграмма направленности антенны станций...
-
Разъяснения про поколения компьютеров - Негативное влияние компьютеров на человека
Но ведь не всеми качествами компьютер уступает своему создателю - человеку. Ведь он способен теперь решать задачи повышенной сложности в любых...
Влияние вибрации на человека