5.3. Ультра и инфразвук, их действие на организм человека,

гигиеническое нормирование и принципы защиты

Ультразвук представляет собой механические колебания упругой среды, имеющие одинаковую со звуком физическую природу, но отличаю­щиеся более высокой частотой, превышающей принятую верхнюю границу слышимости - свыше 20 кГц, хотя при больших интенсивностях (120…145дБ) слышимыми могут быть и звуки более высокой частоты. Ультразвук, как и звук, характеризуется ультразвуковым давлением (Р, Па), интенсивностью (J, Вт/м² ) и частотой колебаний (, Гц). При распространении в различных средах ультразвуковые волны поглощаются, причем тем больше, чем выше их частота. В упругих следах (воде, металле и др.) ультразвук мало поглощается и способен распро­страниться на большие расстояния, практически не теряя энергии. Поглощение ультразвука сопровождается нагреванием среды. Специфической особенностью ультразвука, обусловленной большой частотой и малой длиной волны, является возможность распространения ультразвуковых колебаний направленными пучками, получившими название ультразвуковых лучей. Они создают на относительно небольшой площади очень большое ультразвуковое давление. Это свойство ультразвука обусловило широкое его применение: для очистки деталей, механической обработки твер­дых материалов, сварки, пайки, ускорения химических реакций, дефектоскопии, проверки размеров выпускаемых изделий, структурного анали­за веществ, гидролокации и др. Нашел применение ультразвук и в меди­цине для лечения заболеваний позвоночника, суставов, периферической нервной системы и т.п. При длительной работе с ультразвуковыми установками, генерирую­щими шум и ультразвук, превышающие установленные ПДУ, могут прои­зойти функциональные изменения центральной и периферической нер­вной системы, слухового и вестибулярного аппарата и т.п. По сравнению с высокочастотным шумом ультразвук значительно слабее влия­ет на слуховую функцию, но вызывает более выраженные отклонения от нормы вестибулярной функции, болевой чувствительности и термо­регуляции. То, что ультразвук воздействует на разные органы и си­стемы человека не только через слуховой аппарат, подтверждается неблагоприятным его действием на глухонемых. Основными документами, регламентирующими безопасность при ра­боте ультразвуком, являются "Санитарные нормы и правила при ра­боте на промышленных ультразвуковых установках", ГОСТ 12.1.001-83 "ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности" и ГОСТ 12.2.051-80 "ССБТ. Оборудование технологическое ультразвуковое. Требования безопасности".

Характеристикой ультразвука, создаваемого колебаниями воз­душной среды в рабочей зоне, являются уровни звукового давления (дБ). Допустимые уровни звукового давления на рабочих местах при­ведены в ГОСТ 12.1.001-83. Они нормируются в 1/3-октавных полосах частот и не должны превышать следующих значений (см. таблица 5.2):

Таблица 5.2

Среднегеометрическая частота третьоктавных полос, кГц	Уровни звукового давления, дБ
12,5	80
16,0	90
20,0	100
25,0	105
31,5…100,0	110

Допустимые уровни ультразвука в зонах контакта рук и других частей тела оператора с рабочими органами приборов и установок не должны превышать 110 дБ.

Для коллективной защиты от воздействия повышенных уровней ультразвука можно использовать следующие направления: уменьше­ние вредного излучения ультразвуковой энергии в источнике её возникновения; локализацию действия ультразвука конструктивными и планировочными решениями; проведение организационно-профилакти­ческих мероприятий.

Для уменьшения вредного излучения звуковой энергии в источ­нике рекомендуется повышать рабочие частоты источников ультра­звука, что обеспечивает уменьшение интенсивности ультразвука, а также исключать паразитные излучения звуковой энергии. для локализации ультразвука обязательным является применение звукоизолирующих кожухов, полукожухов, экранов. Если эти меры не дают положительного эффекта, то ультразвуковые установки нужно размещать в отдельных помещениях и кабинах, облицованных звукопоглощающими материалами.

Конструктивно-планировочные решения требуют применения дистанционного управления и системы блокировки, отключающей генера­тор источника ультразвука при нарушении звукоизоляции. Контактное воздействие ультразвука исключается автоматиза­цией производственных процессов и применением дистанционного управ­ления. При особой необходимости используют специальный инструмент с виброизолирующей рукояткой и защитные перчатки.

Организационно-профилактические мероприятия заключаются в про­ведении инструктажа работающих в установлении рациональных режимов труда и отдыха.

В качестве средств индивидуальной защиты применяются противошумы (ГОСТ 12.051-78). Инфразвук представляет собой механические колебания упругой сре­ды, имеющие одинаковую с шумом физическую природу, но распространяю­щиеся с частотами менее 20 Гц. В воздухе инфразвук мало поглощается и поэтому способен распространяться на большие расстояния. Инфразвук характеризуется инфразвуковым давлением (Па), интенсивностью инфра­звука и инфразвукового давления выражаются в децибелах (дБ).

Многие явления природы (землетрясения, извержения вулканов, мор­ские бури) сопровождаются излучением инфразвуковых колебаний. В про­изводственных условиях инфразвук образуется, главным образом, при ра­боте тихоходных крупногабаритных машин и механизмов (компрессоров, дизельных двигателей, электровозов, вентиляторов, турбин, реактивных двигателей и др.), совершающих вращательное или возвратно-поступа­тельное движение с повторением цикла менее чем 20 раз в секунду (инфразвук механического происхождения). Инфразвук аэродинамического происхождения возникает при турбулентных процессах в потоках га­зов или жидкостей. Инфразвук оказывает неблагоприятное воздействие на весь орга­низм человека, в том числе и на орган слуха, понижая слуховую чувствительность на всех частотах. Инфразвуковые колебания воспринимаются как физическая нагрузка: возникают утомление, головная боль, голово­кружение, вестибулярные нарушения, снижается острота зрения и слуха, нарушается периферическое кровообращение, появляются чувство страха и т.п. Тяжесть воздействия зависит от диапазона частот, уровня звуко­вого давления и длительности. Низкочастотные колебания с уровнем инфразвукового давления свыше 150 дБ совершенно не переносятся человеком.

Особенно неблагоприятные последствия вызывают инфразвуковые колебания с частотой 2...15 Гц в связи с возникновением резонан­сных явлений в организме человека, причем наиболее опасна частота 7 Гц, так как возможно его совпадение с альфа-ритмом биотоков мозга. В соответствии с СН 22-74-80 уровни инфразвукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц не должны превышать 105 дБ, а в полосе с частотой 32 Гц - 102 дБ. Борьба с неблагоприятным воздействием инфразвука должна ве­стись в тех же направлениях, что и борьба с шумом. Наиболее целесо­образно уменьшать интенсивность инфразвуковых колебаний на стадии проектирования машин или агрегатов.