Производственный шум. Характеристики. Нормирование. Воздействие на организм человека

2. Производственный шум. Характеристики. Нормирование. Воздействие на организм человека

Шум − это совокупность звуков разной интенсивности и высоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у работающих неприятные субъективные ощущения. С физиологической точки зрения, шумом является любой нежелательный звук, мешающий восприятию полезных звуков в виде производственных сигналов и речи. Источником шума является любое колеблющееся тело, выведенное из устойчивого состояния внешней силой. [1, стр.128]

В условиях производства, как правило, имеют место шумы различной интенсивности и частоты, которые создаются в результате работы разнообразных механизмов, агрегатов и других устройств. Производственный шум, являющийся сложным звуком, может быть разложен на простые составляющие, графическое изображение которых называется спектром. Он представляет собой совокупность восьми уровней звукового давления на всех среднегеометрических частотах. По характеру может быть различным в зависимости от преобладающих частот. [1, стр.130]

Согласно ГОСТ 12.1.003 шум классифицируется по следующим признакам:

1) по характеру спектра: широкополосный, с непрерывным спектром шириной более октавы; тональный, в спектре которого имеются слышимые тона. Тональный характер определяют по превышению уровня шума в одной полосе над соседними третьоктавными полосами не менее чем на 10 дБ; [1, стр.131]

2) по временным характеристикам: постоянный и непостоянный; Постоянным считается такой шум, уровень звука которого за восьмичасовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5дБА. Непостоянные шумы, уровень звука которых изменяется за восьмичасовой рабочий день более чем на 5дБА. [2, стр.185]

3) по частотной характеристике различают шумы низко-, средне- и высокочастотные, имеющие соответственно границы 16-350, 350-800 и выше 800 Гц.

Непостоянные шумы, в свою очередь, подразделяются:

а) на колеблющиеся во времени, уровень звука которых изменяется во времени непрерывно;

б) прерывистые, уровень звука которых ступенчато изменяется (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;

в) импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука различаются не менее чем на 7 дБ. [1, стр.132]

Звук представляет собой колебательное движение упругой среды, воспринимаемое нашим органом слуха. Движение звуковой волны в воздухе сопровождается периодическим повышением и понижением давления. Периодическое повышение давления в воздухе по сравнению с атмосферным давлением в невозмущенной среде называется звуковым давлением. Чем больше давление, тем сильнее раздражение органа слуха и ощущение громкости звука. В акустике звуковое давление измеряется в Н/м², или Па. Звуковая волна характеризуется частотой f, Гц, силой звука I, Вт/м², звуковой мощностью W, Вт.

Органы слуха человека воспринимают звуковые колебания в интервале частот от 16 до 20 000 Гц, зона наибольшей чувствительности слуха находится в области 50-5000 Гц. Колебания с частотой до 16 Гц (инфразвук) и выше 20 000 Гц (ультразвук) не воспринимаются органами слуха человека.

Интенсивность шума (звука) измеряют как во всей области частот (суммарная звуковая энергия), так и в определенном диапазоне частотной полосы - в пределах октав.

Октава - это диапазон частот, в котором верхняя граница частоты вдвое больше нижней (например, 40-80, 80-160 Гц). Однако для обозначения октавы обычно указывают не диапазон частот, а так называемые среднегеометрические частоты, которые характеризуют полосу в целом и определяются по формуле:

, (2.1)

где f₁ и f₂− соответственно низшая и высшая частоты, Гц.

Так, для октавы 40-80 Гц среднегеометрическая частота равна 62,5 Гц; для октавы 80-160 Гц − 125 Гц и т. д.

При акустических измерениях определяют интенсивность в пределах частотных полос, равных октаве, полуоктаве и трети октавы. [1, стр.129]

Среднегеометрические частоты октавных полос стандартизированы и для санитарно-гигиенической оценки шума составляют 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

Минимальная сила звука, воспринимаемая ухом, называется порогом слышимости (I₀⁼ 10^-12 Вт/м²). Ему соответствует звуковое давление:

Р₀ = 2×10^-5 Па

Порог болевого ощущения наступает при силе звука, равной 10² Вт/м², и соответствующего ему звукового давления − 2×10² Па. Для удобства измерения и санитарно-гигиенического нормирования интенсивности звука и звукового давления принимают не абсолютные физические, а относительные единицы, которые представляют собой логарифмы отношений этих величин к условному нулевому уровню, соответствующему порогу слышимости стандартного тона с частотой 1000 Гц.

Уровень интенсивности звука L, дБ, определяется по формуле:

, (2.2)

где I − интенсивность звука, Вт/м²;

I₀ − интенсивность звука, принимаемая за порог слышимости, равная 10^-12 Вт/м².

Так как интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, то формулу (2.2) можно записать в виде:

, (2.3)

Эти логарифмы отношений называют соответственно уровнями интенсивности звука или чаще уровнями звукового давления, они выражаются в белах (Б).

Кроме того, для санитарно-гигиенической оценки воздействия шума на организм человека используют такой показатель, как уровень звука, определяемый по шкале А шумомера с размерностью в дБА.

Так как орган слуха человека способен различать изменение уровня интенсивности звука на 0,1Б, то для практического использования удобнее единица в 10 раз меньше − децибел (дБ). [1, стр.130]

Пользоваться шкалой децибел очень удобно, так как весь огромный диапазон слышимых звуков укладывается менее чем в 140 дБ. При действии звука более 140 дБ возможны болевые ощущения и разрыв барабанной перепонки.

Характеристика шума в децибелах в пределах частот не всегда достаточна. Известно, что звуки, имеющие одну и ту же интенсивность, но разную частоту воспринимаются на слух как неодинаково громкие. Звуки, имеющие низкую или очень большую частоту (вблизи верхней границы воспринимаемых частот) ощущаются как более тихие в сравнении со звуками, находящимися в средней зоне. Поэтому для сравнения между собой различных по частотному составу звуков в отношении их громкости используют единицы громкости − фоны и соны.

За единицу сравнения условно принят звук с частотой 1000 Гц. В международных рекомендациях в последние годы стандартным принят звук с частотой 2000 Гц.

Уровнем громкости шума (звука) называется уровень силы равногромкого с этим шумом звука с частотой колебаний 1000 Гц, для которого уровень силы звука в децибелах условно принят за уровень громкости в фонах. Один фон − это громкость звука при частоте 1000 Гц и уровне интенсивности в 1 дБ. На частоте 1000 Гц уровни громкости равны уровням звукового давления. Например, звук с частотой колебаний 100 Гц и силой 50 дБ воспринимается как равногромкий звуку с частотой колебаний 1000 Гц и силой 20 дБ (20 фонов). При малых уровнях громкости и низких частотах расхождения между силой звука в децибелах и уровнем громкости в фонах наибольшие. По мере увеличения громкости и частоты эта разница сглаживается. [1, стр.132]

Наряду с оценкой громкости шума в фонах используют и другую единицу громкости − сон, которая нагляднее отражает изменение субъективно воспринимаемой громкости и позволяет определить, во сколько раз один звук громче другого. С увеличением громкости на 10 фонов уровень громкости в сонах возрастает в 2 раза.

Шкала громкости в сонах позволяет определить во сколько раз снизилась громкость шума после внедрения тех или иных мер борьбы с ним, или во сколько раз шум на одном рабочем месте превышает по громкости шум на другом.

При одновременном распространении нескольких звуковых волн возможно увеличение или снижение громкости шума в результате интерференционных явлений. [1, стр.133]

Шум может в большей или меньшей степени временно активизировать или постоянно подавлять определенные психические процессы в организме человека. Физиопатологические последствия могут проявляться в форме нарушения функций слуха и других анализаторов, например, вестибулярного аппарата, координирующей функции коры головного мозга, нервной или пищеварительной системы, системы органов кровообращения. Кроме того, шум влияет на углеводный, жировой и белковый обмены веществ в организме.

Звуки различных частот даже при одинаковой их интенсивности воспринимаются по-разному. Низкочастотные звуки воспринимаются как относительно тихие, но по мере увеличения их частоты усиливается громкость восприятия, а при приближении их к верхней высокочастотной границе звуковой части спектра, громкость восприятия снова падает.

Область слухового восприятия, доступная человеческому уху, ограничивается порогами слышимости и болевого ощущения. Границы этих порогов в зависимости от частоты существенно меняются. Этим объясняется, что высокочастотные звуки более неприятны для человека, чем низкочастотные (при одинаковых уровнях звукового давления). [1, стр.136]

Производственный шум различной интенсивности и спектра, длительно воздействующий на работающих, может привести со временем к понижению остроты слуха у последних, а иногда и к развитию профессиональной глухоты, основным симптомом которой является постепенная потеря слуха на оба уха, первоначально лежащая в области высоких частот (4000 Гц), с последующим распространением на более низкие частоты, определяющие способность воспринимать речь. Установлено, что потеря слуха обычно наступает при воздействии шума в диапазоне частот 3000-6000 Гц, а нарушение разборчивости речи − при частоте 1000-2000 Гц. Наибольшая потеря слуха работающих наблюдается в первые десять лет работы, причем эта опасность увеличивается с возрастом. [1, стр.137]

При воздействие шума с очень большим звуковым давлением может произойти разрыв барабанной перепонки. [2, стр.185]

Кроме непосредственного воздействия на органы слуха производственный шум влияет на различные отделы головного мозга, изменяя нормальные процессы высшей нервной деятельности. Это воздействие шума может возникнуть даже раньше, чем изменения в органе слуха. Характерными являются жалобы на повышенную утомляемость, общую слабость, раздражительность, апатию, ослабление памяти, потливость и др. [2, стр.186]

Исследованиями последних лет установлено, что под влиянием шума наступают изменения в органе зрения человека (снижается устойчивость ясного видения и острота зрения, изменяется чувствительность к различным цветам и др.) и вестибулярном аппарате; нарушаются функции желудочно-кишечного тракта; повышается внутричерепное давление; происходят нарушения в обменных процессах организма и т. п.

Шум, особенно прерывистый, импульсный, ухудшает точность выполнения рабочих операций, затрудняет прием и восприятие информации. В документах Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) отмечается, что наиболее чувствительными к шуму являются такие операции, как слежение, сбор информации и мышление.

В результате неблагоприятного воздействия шума на работающего человека происходит снижение производительности труда, увеличивается брак в работе, создаются предпосылки к возникновению несчастных случаев. [2, стр.186]

Нормируемыми параметрами постоянного шума на рабочих местах согласно СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-32-2002 являются: уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц; уровень звука, дБА, измеряемый по шкале А шумомера, при котором чувствительность всего шумоизмерительного тракта соответствует средней чувствительности органа слуха человека на различных частотах спектра.

Нормируемыми параметрами непостоянного шума являются:

а) эквивалентный (по энергии) уровень звука, дБА;

б) максимальный уровень звука, дБА.

Эквивалентный (по энергии) уровень звука непостоянного шума - уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет такое же среднеквадратическое звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение заданного интервала времени. [1, стр.141]

Максимальный уровень звука − уровень звука, соответствующий максимальному показанию измерительного прибора при включенной необходимой стандартизованной временной характеристике.

Предельно допустимый уровень шума (ПДУ) − уровень, который при ежедневной работе (кроме выходных дней), но не более 40 часов в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

Оценка постоянного шума должна проводиться как по уровням звукового давления, так и по уровню звука, а непостоянного шума − по эквивалентному и по максимальному уровням звука (в дБА или дБА1). Превышение хотя бы одного из указанных показателей квалифицируется как несоответствие санитарным нормам.

Предельно допустимые и эквивалентные уровни шума устанавливаются в зависимости от напряженности и тяжести трудовой деятельности.

Количественную оценку тяжести и напряженности труда проводят в соответствии с Гигиенической классификацией условий труда № 11-6-2002 РБ.

Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности установлены СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-32-2002. [1, стр.142]

Кроме республиканских санитарных норм производственного шума в стране действует ГОСТ 12.1.003, регламентирующий уровни звука и звукового давления на рабочих местах. Согласно этого ГОСТа уровень звука на рабочих местах не должен превышать 50…80 дБА в зависимости от категории производственных помещений.

ГОСТ 12.1.003 помимо характера выполняемых работ учитывает и длительность воздействия шума. В этом случае при воздействии широкополосного шума в течение от 0,25 до 4 ч допустимые уровни могут быть увеличены на 20 дБ, а при воздействии тонального или импульсного на протяжении от 0,25 до 1,5 ч − на 15 дБ. [1, стр.145]

Для санитарно-гигиенической оценки условий труда в производственном помещении часто является достаточным знать уровень звука (дБА). Однако, чтобы принимать грамотные инженерные решения по снижению шума в оборудовании, подбирать материалы для звукоизоляции и звукопоглощения, а также средства индивидуальной защиты, необходимо знать спектр шума основных его источников. Они обычно представляются в паспортах на технические системы, машины и механизмы и могут быть изображены в виде таблиц или графиков. [1, стр.145]

Для измерения и анализа шума применяются шумомеры, частотные анализаторы, самописцы, осциллографы и некоторые другие приборы. В большинстве случаев при измерении шума можно ограничиться шумомером и частотным анализатором (полосным фильтром). Шумомеры измеряют уровень звукового давления, а в комплекте с частотным анализатором определяют и частотный состав (спектр) шума, т.е. распределение звуковой энергии по октавным полосам. Для измерения только уровня звука без частотного анализа используют шумомеры Шум-1М и ШМ-1. [1, стр.146]