Створення нових галузей промисловості та інтенсифікація технологічних процесів, що супроводжуються збільшенням рівнів шуму і вібрації, розширенням діапазону коливань у бік ультразвукових та інфразвукових частот, в умовах психоемоційного напруження та інтелектуалізації трудових процесів, ставлять додаткові вимоги до організму людини в процесі її трудової діяльності.
Значна кількість виробничого устаткування в процесі роботи характеризується механічними коливаннями різної частоти. Це створює найрізноманітніші за рівнем та спектром шуми.
За характером загального рівня щодо часу розрізняють, як уже згадувалося в розділі "Комунальна гігієна", постійні шуми, рівень звуку яких протягом робочого дня змінюється в часі не більше ніж на 5 дБА, непостійні, рівень звуку яких змінюється більше ніж на 5 дБА, коливні, переривчасті, рівень звуку яких східчасто змінюється на 5 дБА і більше, та імпульсні — з різким зростанням і наступним швидким спадом рівня, що сприймається як послідовні умови.
За шириною спектра розрізняють шуми широкосмугові — з безперервним спектром шириною понад 1 октаву і тональні, в яких прослуховуються виражені дискретні тони.
За частотним складом виробничі шуми поділяються на низькочастотні шуми (16—350 Гц) тихохідних агрегатів, середньочастотні шуми (нижче ніж 800 Гц) більшості машин і агрегатів неударної дії та високочастотні шуми (понад 800 Г'ц) — дзвенячі, шиплячі, свистячі, характерні для агрегатів ударної дії.
Для гігієнічної оцінки шумів використовують рівні звукового тиску в децибелах в октавних смугах із середньогеометричними частотами 31,5; 63,125, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гід. Як орієнтовну характеристику постійного широкосмугового шуму допускається приймати рівень звуку (в дБ), а характеристикою непостійного шуму є інтегральний параметр — еквівалентний за енергією рівень звуку (в дБА). Максимальний рівень звуку, що коливається в часі, і переривчастого шуму не повинен перевищувати 110 дБА, а імпульсного шуму — 125 дБА. Шумні операції в промисловості — це обрубні і клепальні роботи з використанням пневматичних інструментів, випробування двигунів та їхніх агрегатів, стендові випробування на вібростійкість виробів, шліфування, полірування деталей, штампування, карбування, шум від повітряних потоків. Шум у клепальних цехах, наприклад, досягає 90 дБА, а в прядильних — 100 дБ.
Найнесприятливішими щодо дії шуму на організм людини професіями слід вважати професії котельника, клепальника, бляхаря, обрубника, моториста, прядильника тощо.
Специфічною реакцією організму на інтенсивну дію шуму є зміни в слуховому аналізаторі. Під впливом шуму виникають нервові імпульси, які передаються по слуховому нерву і центральних слухових шляхах у скроневу частку мозку, де інтерпретуються як звук. Провідною клінічною ознакою дії виробничого шуму на слуховий аналізатор є зниження слуху, що поступово прогресує і яке має назву професійної приглухуватості, або кохлеарного невриту. Характерною рисою цього захворювання є приглухуватість внутрішнього вуха з початковим ураженням у ділянці високих тонів. Із характерними змінами слуху зазвичай поєднуються функціональні порушення нервової системи: якщо є шум у 130 дБ, частота функціональних порушень ЦНС може досягти 45%, а потужніша дія шуму — спричинитися до психічних розладів.
Із шумом також пов'язують розвиток втоми, посилення напруження фізіологічних функцій у процесі праці та зниження працездатності людини. Період розвитку професійної приглухуватості залежить від багатьох чинників, зокрема, від індивідуальної чутливості, інтенсивності та спектра шуму, умов праці. Втрата слуху може призвести до втрати працездатності. До неспецифічних змін, які зумовлює дія шуму на організм людини, належить синдром неврастенії або вегетосудинної дисфункції. Хворі скаржаться на головний біль, втомлюваність, порушення сну, серцебиття, зниження пам'яті й апетиту. Шум викликає зміни функціонального стану зорового, вестибулярного, шкірного аналізаторів, зниження м'язової витривалості.
Метаболічні зміни внаслідок дії шуму охоплюють найрізноманітніші аспекти обмінних процесів. Описані зміни вуглеводного, білкового, холестеринового, жирового, водно-сольового обміну. Шляхом біохімічних досліджень вмісту ліпідів і холестерину визначено передчасний розвиток коронарної патології під впливом шуму як професійної шкідливості.
Результати обстежень робітників, які зазнали дії інтенсивного шуму, дали змогу виділити шумову хворобу як самостійну форму професійної патології. Шумова хвороба — це загальне захворювання організму з переважним ураженням органа слуху, ЦНС і серцево-судинної системи, що розвивається внаслідок тривалої дії інтенсивного шуму.
Клінічні симптоми шумової хвороби поділяються також на специфічні, що виникають у периферійному відділі органа слуху, і неспецифічні, що виявляються у вигляді вегетоастенічного синдрому з чітко вираженою нейроциркуляторною дистонією.
Процес адаптації слухового аналізатора і ЦНС до дії шуму не завжди захищає від виснаження вищих відділів ЦНС. Тривала дія сильного подразника призводить до зниження працездатності, уваги і пам'яті. Таким чином, оцінка впливу шуму на організм повинна включати в себе комплекс специфічних і неспецифічних змін усього організму робітника.
Припустимі рівні шуму на постійних робочих місцях наведені в табл. 48.
Заходи щодо запобігання шкідливій дії шуму мають бути спрямовані на зміну технології процесів і конструкції машин, що є джерелами шуму, заміну шумних агрегатів на безшумні, ударних процесів на безударні, виготовлення машин, в яких добре підігнані всі деталі, і на поглинання вібрації. Застосовують також установку глушників для поглинання шуму вихлопу повітря. Велике значення має звукоізоляція. Агрегати, які шумлять, повинні бути виділені у спеціальні шумоізольовані приміщення. Потрібно також планувати розміщення шумних виробництв на певній відстані з урахуванням санітарно-захисних зон.
Індивідуальними засобами захисту від шуму є різні типи навушників. Доцільно влаштовувати кімнати відпочинку у звукоізольованих приміщеннях.
Слід також проводити регулярні запобіжні та періодичні медичні огляди робітників з обов'язковою перевіркою слуху аудіометрами.
Ультразвук в умовах виробництва зустрічається, зокрема, у металургії, машинобудуванні, хімічній, радіотехнічній, фармацевтичній промисловості. У медицині ультразвук застосовують для діагностики і лікування захворювань. За допомогою ультразвукової біолокації можна досліджувати серце, діагностувати пухлини, виявляти камені, катаракту, крововиливи тощо. Як лікувальний засіб у фізіотерапії ультразвук є стимулятором захисних функцій організму, характеризується болезаспокійливою, спазмолітичною, протизапальною та бактерицидною дією.
В умовах виробництва ультразвук є несприятливим чинником виробничого середовища і негативно впливає на організм робітників. Це нечутний звук. Ультразвуковими називають механічні коливання пружного середовища. Вони відрізняються від звукових хвиль високою частотою, що перевищує верхній поріг чутності (20 ООО Гц). Ультразвук має зі звуком однакові фізико-гігієнічні характеристики, одиницею виміру інтенсивності ультразвуку є ват на квадратний сантиметр (Вт/см2) а інтенсивність ультразвуку оцінюється в дБ. Малі дози, що дають стимулювальний ефект, досягають рівня звуку 80—90 дБ, а великі дози — 120 дБ і більше — дають несприятливий ефект.
Елементами ультразвукового устаткування у виробничих умовах є генератор і акустичний перетворювач, в якому збуджуються механічні коливання під дією змінного електричного струму, що подається з генератора. Ультразвукове устаткування поширює ультразвукові коливання в навколишньому середовищі, що супроводжується шумом, який чується. В умовах виробництва сумарні рівні звукового та ультразвукового тиску під час різних технологічних процесів коливаються в межах 90—130 дБ. Спектр коливань, створюваних ультразвуковим обладнанням у повітрі, охоплює весь чутний діапазон частот і продовжується в ультразвуковій ділянці.
Вплив звукових і ультразвукових коливань на організм робітників здійснюється через повітря або внаслідок безпосереднього контакту рук із середовищами, де збуджуються коливання. При цьому виникають серйозні зміни в тканинах організму у вигляді запальних реакцій, геморагій і навіть некрозу. Частіше спостерігають сумарну дію на організм шуму та ультразвуку. Хворі скаржаться на головний біль, запаморочення, швидку втомлюваність, розлади сну, дратівливість, підвищену чутливість до звуків. У робітників виявляють діенцефальні порушення, нерідко порушення функції периферійного відділу нервової системи, зниження всіх видів чутливості, а також зниження слуху та розлади з боку вестибулярного апарату.
Профілактичні заходи мають бути спрямовані на зниження шуму та ультразвуку, обладнання звукоізоляції, застосування спеціальних пристроїв для за¬вантаження деталей. Слід у визначений час проводити запобіжні та періодичні медичні огляди робітників.
Інфразвук характеризується низькочастотними коливаннями — менше ніж 20 Гц, тобто нижче від частот, які ми чуємо. Особливістю інфразвукових хвиль є велика їхня довжина внаслідок малої частоти коливань. На робочих місцях інфразвук оцінюється також за рівнем звукового тиску в децибелах. Виробничі і транспортні шуми включають інфразвукові складники. Такі звукові коливання створюють дизелі, потужні компресори, двигуни літаків, гелікоптерів і наземні транспортні засоби. У спектрах шумів виробничого устаткування, турбін, вентиляторів максимальні рівні звукового тиску виконують інфразвуковий діапазон частот. Найчастіші рівні інфразвуку на робочих місцях становлять 90 —120 дБ.
Особливістю впливу інфразвуку на організм людини є те, що в умовах виробництва він поєднується з низькочастотними шумами. Дія інфразвуку в межах 120 дБ і більше на організм людини спричинює зміни функціонального стану слухового і вестибулярного аналізаторів, зміни нервової, серцево-судинної та дихальної систем. Суб'єктивні реакції виявляються нудотою, вібрацією грудної клітки, болем у шлунку, головним болем, почуттям неспокою і дезорієнтацією. Інфразвук спричинює гіперемію барабанної перетинки і гіперемію м'язів середнього вуха. Вплив інфразвуку супроводжується пригніченням мозкової гемодинаміки, дихання, негативно позначається на здатності людини виконувати прості завдання та утримувати рівновагу, негативно впливає на нервово-емоційну сферу, працездатність і втомлюваність.
Заходи профілактики, спрямовані на боротьбу з інфразвуком, мають передбачати передусім зниження його в місцях утворення, під час вибору конструкцій, шляхом зміни режиму роботи технологічного устаткування, обмеження швидкостей руху транспорту тощо. Ефективними можуть бути також спеціальні глушники та звукопоглинальні панелі. Державним законодавством заборонено навіть короткочасне перебування в зонах з октавними рівнями звукового тиску понад 135 дБ у будь-якій октавній смузі.
Індивідуальними заходами захисту є застосування відповідних навушників.
Усі працівники, які зазнають впливу інфразвуку, повинні проходити медичні огляди, лікувальні та профілактичні процедури.
Виробнича вібрація — це чинник навколишнього середовища, що теж може негативно впливати на організм робітника. Вібрація — це складний коливальний процес, коли механічні коливання, що генеруються ручним інструментом, верстатами, машинами і механізмами, призводять до періодичного відхилення частинок тіла, яке коливається, від положення стійкої рівноваги. Коливальний рух, що виникає внаслідок роботи машин, складається з коливань взаємодіючих між собою частин устаткування і виробу, який підлягає обробленню. Вібрація як фізичний чинник виробничого середовища зустрічається в металообробній, гірничодобувній, металургійній, машинобудівній, авіаційній та інших галузях народного господарства. Джерелом вібрації можуть бути різні механізми, особливе вібраційне устаткування, віброінструменти, акустичні системи, транспорт тощо.
Вібрація сприймається тілом робітника внаслідок безпосереднього контакту. Її поділяють на загальну і локальну. Загальна вібрація передається на тіло людини через опірні поверхні — сидіння, підлогу або робочий майданчик. Локальна вібрація передається на руки робітника під час контакту з вібруючим інструментом або обладнанням.
Загальну вібрацію поділяють за джерелом виникнення на транспортну, транспортно-технологічну і технологічну.
За характером спектра вібрацію поділяють на вузькосмугову і широкосмугову.
Вібрація характеризується частотою, вираженою в герцах. За одиницю частоти беруть 1 коливання на 1 с — герц. Вібрація буває низькочастотною з переважанням максимальних рівнів в октавних смугах 8 і 16 Гц, середньочастотною (31,5 і 63 Гц) і високочастотною (125, 250, 500 і 1000 Гц) — для локальних вібрацій. Для вібрацій робочих місць — відповідно 1 і 4; 8 і 16; 31,5 і 63 Гц. Вібрація характеризується також і амплітудою, що вимірюється в лінійних одиницях (м). Амплітудою називається максимальне відхилення тіла від положення стійкої рівноваги. Вібрація характеризується також швидкістю (м/с) і прискоренням (м/с2). Швидкість є першою похідною зміщення за часом, а прискорення — другою похідною. Відносні (логарифмічні) рівні віброшвидкості і віброприскорення виражають у децибелах. Отже, інтенсивність вібрації вимірюють не лише абсолютною величиною віброшвидкості або віброприскорення, а й у децибелах.
За часовими характеристиками вібрації поділяють на постійні, коли віброшвидкість змінюється не більше ніж на 6 дБ за 1 хв, і непостійні, коли віброшвидкість змінюється не менше ніж на 6 дБ за 1 хв. До непостійних вібрацій належать такі, що коливаються в часі, переривчасті та імпульсні.
Людина відчуває вібрацію в межах від часток герца до 8000 Гц. Вібрація вищої частоти відчувається як теплове випромінювання. Поріг сприйняття віброшвидкості визначають на рівні 5 • 10~8 м/с, поріг больового відчуття — на рівні 1 м/с.
Тривала дія вібрації в комплексі з іншими виробничими чинниками може призвести до виникнення вібраційної хвороби.
Розрізняють форми вібраційної хвороби, спричинені локальною і загальною вібрацією, причому більше поширена вібраційна хвороба, зумовлена дією локальної вібрації.
Клінічна картина вібраційної хвороби, зумовленої дією локальної вібрації, характеризується ураженням багатьох органів і систем організму. Однак основним є характерний судинний синдром, який супроводжується явища¬ми місцевого процесу, пов'язаного з вегетативним невритом. Вираженість і час розвитку захворювання визначається частотною характеристикою вібрації і супровідними професійними чинниками, що сприяють розвитку вібраційної хвороби. До них належать, зокрема, зворотні удари від ручних інструментів, вимушене положення тіла, шум тощо.
Захворювання розвивається поступово. Хворі скаржаться на біль у руках і ногах без чіткої локалізації, на швидке втомлювання під час ходіння, підвищену чутливість до холоду, дратівливість, безсоння, шум і відчуття тяжкості в голові. Судинний синдром супроводжується нападами побіління пальців і порушенням вібраційної, больової, температурної чутливості. Можуть спостерігатися стертість шкірного малюнка кінцевих фаланг, набряк пальців та їхня деформація, зміни в кістково-суглобовому та нервово-м'язовому апаратах. Хвороба супроводжується порушенням регуляції тонусу периферійних кровоносних судин. Унаслідок подразнення непосмугованих (гладеньких) м'язів судин виникають ангіоспазми, а внаслідок подразнення присудинних нервових сплетень порушується трофіка, що зумовлює подальше порушення вазомоторної координації.
У розвитку клінічної картини вібраційної хвороби внаслідок дії локальної вібрації розрізняють 3 ступеня. Перший ступінь характеризується початковими виявами периферійного ангіодистонічного синдрому і синдрому сенсорної поліневропатії рук. Другий ступінь характеризується помірно вираженими виявами ангіоспастичного синдрому, а третій — вираженими виявами генералізованого ангіоспастичного синдрому.
Вібраційна хвороба, зумовлена дією загальної вібрації, характеризується ураженням ЦНС і більш вираженим поліневротичним синдромом. Зміни в ЦНС провокують напади запаморочення, головного болю, тремору пальців рук, загальної слабкості. У корі великого мозку порушуються кірково-підкіркові взаємозв'язки і виникають вегетативні дисфункції. Порушуються системи нейрогуморальної регуляції, обмінні процеси, функції травної системи. Одночасно знижується гострота зору, порушується функція вестибулярного апарату, погіршується сприйняття звуків.
Клінічно розрізняють 4 стадії розвитку вібраційної хвороби, спричиненої дією загальної вібрації:
1-ша є малосимптомною, переважають скарги на нерізкий біль і парестезії рук;
2-га характеризується вираженими парестезіями та зниженням чутливості шкіри;
3-тя виявляється вираженими вазомоторними і трофічними порушеннями, а також змінами в ЦНС;
4-та характеризується генералізованими, різко вираженими судинними порушеннями, ангіоспастичними кризами судин серця і мозку.
Оскільки названі стадії вібраційної хвороби не відображують усіх клінічних особливостей, у вияві захворювання виділяють такі синдроми:
1) ангіодистонічний, який характеризується порушенням капілярного кровообігу;
2) ангіоспастичний — вираженим порушенням вібраційної чутливості;
3) синдром вегетативного поліневриту — парестезіями і болем у кінцівках;
4) синдром вегетоміофасциту — болем у м'язах;
5) синдром невриту — порушенням рухових функцій;
6) діенцефальний синдром — нейроциркуляторними порушеннями;
7) вестибулярний синдром — підвищенням збудливості вестибулярного апарату.
Профілактичні заходи, спрямовані на зменшення несприятливого впливу вібрації на організм людини, включають заходи технологічного характеру, до яких належить автоматизація дистанційного управління і створення раціональних машин з урахуванням віброізоляційних засобів. Профілактика несприятливого впливу вібрації передбачає також заходи гігієнічного характеру, зокрема, впровадження раціональних режимів праці та гігієнічне нормування. Раціональний режим праці передбачає обмеження сумарного часу дії чинника протягом зміни шляхом уведення регламентованих перерв. Визначено: якщо час контакту з вібрацією становить 20—30% тривалості робочої зміни, то хвороба не розвивається. Рекомендується встановлювати дві регламентовані перерви для активного відпочинку і проведення фізіопрофілактичних процедур.
З метою профілактики шкідливої дії вібрації застосовують також засоби індивідуального захисту. До них належать віброгасні рукавиці і відповідне спецвзуття.
Важливими є також лікувально-профілактичні та оздоровчі заходи (запобіжні та періодичні медичні огляди, диспансеризація робітників, застосування комплексу медико-біологічних профілактичних заходів).