Ультразвук - акустические колебания воздуха или другой упругой среды с частотой выше 20000 Гц, неслышимые ухом человека. Низкочастотный ультразвук (до 100 кГц), распространяющийся воздушным и контактным путем, применяется в машиностроительной и металлургической промышленности для очистки, обеззараживания, дробления и обработки материалов; в медицине для резки тканей, обезболивания, стерилизации инструментов, рук медперсонала и различных предметов; высокочастотный ультразвук (от 100 кГц до 100 МГц и выше), распространяющийся только контактным путем, применяется для дефектоскопии отливок, сварных швов, а в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний (позвоночника, суставов и др.) Лечебный и профилактический стимулирующий эффект ультразвука имеет место при уровнях интенсивности УЗ, не превышающих 80-90 дБ.

По сравнению с высокочастотным шумом ультразвук слабее влияет на слуховую функцию, но вызывает выраженные отклонения со стороны вестибулярного аппарата.У работающих с ультразвуковыми установками возможна профессиональная патология в виде астенических состояний или астеновегетативного синдрома с нарушениями функции сердечно-сосудистой системы, а при контакте рук с озвучиваемой средой - расстройства нервно-сосудистого аппарата кистей рук. При длительном и интенсивном (120 дБ и выше) воздействии УЗ наблюдается разрушение костных тканей. Разрушение структуры кости в зоне роста и особенно на границе раздела тканей (кость – надкостница) имеет место даже при действии умеренных доз ультразвука.

Ультразвуковое воздействие на организм работающего обусловлено термическим эффектом (превращением энергии ультразвука в тепловую энергию) и механическим “кавитационным” эффектом (сжатием и растяжением тканей, вследствие чего возникает переменное акустическое давление).

Профилактика : применение дистанционного управления источниками ультразвука; использование звукопоглощающих кожухов и экранов генератора, кабеля и преобразователя ультразвука; детали для очистки ультразвуком погружать в ванны в сетках с ручками, имеющими виброизолирующие покрытия; организовать два регламентированных перерывы: 10-минутный после 1 - 1,5 час от начала работы до и 15-минутный через 1,5 – 2 час после обеденного перерыва; после работы – массаж рук, тепловые (37-38°С) водные процедуры, ультрафиолетовое облучение; использование средств индивидуальной защиты – нарукавники, рукавицы или перчатки (наружные резиновые и внутренние хлопчатобумажные) и противошумы; введение в рацион питания или прием дополнительных количеств витаминов С и группы В; проведение предварительных и ежегодных периодических медицинских осмотров работающих. ПДУ ультразвука в производственных условиях не должен превышать 110 дБ

Оценивается ультразвук по двум основным его параметрам: частоте колебаний и уровню звукового давления. Частота колебаний, так же как и шум и вибрация, измеряется в герцах или килогерцах (1 кгц равен 1000 гц). Интенсивность ультразвука, распространяемого в воздушной и газовой среде, так же как и шум, измеряется в децибелах. Интенсивность ультразвука, распространяемого через жидкую или твердую среду, принято выражать в единицах мощности излучаемых магнитострикционным преобразователем колебаний на единицу облучаемой поверхности - ватт на квадратный сантимет (вт/см 2).

При распространении в жидкой среде ультразвук вызывает кавитацию этой жидкости, то есть образование в ней мельчайших пустотных пузырьков (вследствие периодического его сжатия и разрежения под действием ультразвуковых колебаний), немедленно заполняемых парами этой жидкости и растворенных в ней веществ, и их сжатие (захлопывание). Этот процесс сопровождается образованием шума.

Ультразвуковые колебания непосредственно у источника их образования распространяются направленно, но уже на небольшом расстоянии от источника (25 - 50 см) эти колебания переходят в концентрические волны, заполняя все рабочее помещение ультразвуком и высокочастотным шумом.

При работе на ультразвуковых установках значительных мощностей рабочие предъявляют жалобы на головные боли, которые, как правило, исчезают по окончании работы; неприятный шум и писк в ушах (иногда до болезненных ощущений), которые сохраняются и после окончания работы; быструю утомляемость, нарушение сна (чаще сонливость днем), иногда ослабление зрения и чувство давления на глазное яблоко, плохой аппетит, сухость во рту и одеревенелость языка, боли в животе и др. При обследовании этих рабочих у них выявляются некоторые физиологические сдвиги во время работы, выражающиеся в небольшом повышении температуры тела (на 0,5 - 1,0 о) и кожи (на 1,0 - 3,0 о), сокращении частотыпульса (на 5 - 10 ударов в минуту), понижении кровяного давления - гипотонии (максимальное давление до 85 - 80 мм рт. ст., а минимальное - до 55- 50 мм рт. ст.), несколько замедленных рефлексах и др. У рабочих с большим стажем иногда обнаруживаются отдельные отклонения со стороны здоровья, то есть клинические проявления: исхудание (потеря веса до 5- 8 кг), стойкое расстройство аппетита (отвращение к пище вплоть до тошноты или ненасытный голод), нарушение терморегуляции, инервации кистей рук (притупление кожной чувствительности), снижение слуха и зрения, расстройство функций желез внутренней секреции и др. Все эти проявления следует расценивать как результат совместного действия ультразвука и сопровождающего его высокочастотного шума. При этом контактное облучение ультразвуком вызывает более быстрые и ярко выраженные изменения в организме работающих, чем воздействие через воздушную среду. С увеличением стажа работы с ультразвуком нарастают и явления его неблагоприятного воздействия на организм. У лиц со стажем работы в этих условиях до 2 - 3 лет обычно редко выявляются какие-либо патологические изменения даже при интенсивных дозах воздействия ультразвука. Кроме того, степень неблагоприятного воздействия ультразвука зависит от его интенсивности и продолжительности облучения, как разовой, так и суммарной за рабочую смену.

Предупреждение неблагоприятного действия ультразвука и сопровождающего его шума на организм работающих прежде всего должно сводиться к сокращению до минимума интенсивности ультразвуковых излучений и времени действия. Поэтому при выборе источника ультразвука для проведения той или иной технологической операции не следует использовать мощности, превышающие потребные для их выполнения; включать их надо лишь на тот период времени, который требуется для выполнения данной операции.

Установки ультразвука и отдельные их узлы (генераторы токов высокой частоты, магнитострикционные преобразователи, ванны) должны максимально звукоизолироваться путем заключения их в укрытия, изоляции в отдельные кабины или помещения, покрытия звукоизоляционным материалом и т. д. При невозможности полной звукоизоляции используется частичная изоляция, а также звукопоглощающие экраны и покрытия.

Ввиду особой опасности контактного облучения ультразвуком технологический процесс ультразвуковой обработки должен полностью исключать возможность такого воздействия или, по крайней мере, сократить его до минимума.

Ванны для ультразвуковой обработки со всех наружных поверхностей следует покрывать звукоизоляционным слоем и во время работы закрывать их крышками также со звукоизоляцией. При открывании ванн для загрузки, выгрузки или изменения положения обрабатываемых деталей необходимо выключать ультразвуковую установку. Открывание крышки ванны целесообразно сблокировать с отключением установки. При невозможности полного отключения ультразвуковых установок загрузку деталей в ванну производить в специальной металлической сетке или корзине, причем ручки этой корзины не должны соприкасаться со стенками ванны и тем более с жидкостью. Для изменения положения обрабатываемых изделий сетка (корзина) вынимается из ванны.

Установка, повороты и снятие деталей в станках для контактной ультразвуковой обработки также производятся при выключенном состоянии. Если выключить установку нельзя, эти операции производятся специальными щипцами. В качестве отражательных экранов для предупреждения распространения ультразвуковых колебаний используют металлические и пластмассовые щиты.

Наиболее распространенными средствами индивидуальной защиты при работе с ультразвуком являются противошумы и перчатки. Последние целесообразно иметь двухслойные: снаружи резиновые, а изнутри хлопчатобумажные или шерстяные, они лучше поглощают колебания и непромокаемы.

При выявлении начальных признаков неблагоприятного воздействия ультразвука на организм работающих нужно временно прекратить работу в контакте с ультразвуком (очередной отпуск, перевод на другую работу), что приводит к быстрому исчезновению симптомов воздействия.

Все вновь поступающие на работу с ультразвуком подлежат обязательному предварительному медицинскому обследованию, а в дальнейшем - периодическим медицинским осмотрам не реже одного раза в год.

Ультразвуковыми колебаниями называются колебания с f = 20 кГц. У ультразвука та же природа, что и у звука.

Источники ультразвука: оборудование, в котором генерируются ультразвуковые колебания для выполнения технологических операций (очистка и обезвреживание деталей, дефектоскопия, сварка, сушка, технический контроль) и оборудование, где ультразвук возникает как сопутствующий фактор.
Ультразвуковые колебания делятся на:
1) низкочастотные f  100 кГц (распространение воздушным и контактным путем) выраженные сдвиги в состоянии нервной, сердечно-сосудистой, эндокринной системах, обмене веществ и терморегуляции;
2) высокочастотные 100 кГц  f  1000000 кГц
Ультразвук частотой 1000 мГц распространяется контактным путем. Здесь имеет место локальное воздействие на организм человека при соприкосновении со средами, в которых распространяются ультразвуковые колебания (ультразвуковые вибрации).
Воздействие ультразвуковой энергии 6  7 Вт/см2 может приводить к поражению периферического нервного и сосудистого аппарата в месте контакта (например, воздействие на руки в момент загрузки и выгрузки деталей из ультразвуковой ванны).
Характеристикой ультразвуковых колебаний является уровень звукового давления Ly в третьеоктавных полосах.
Для ультразвука, передающегося контактным путем нормируется пиковое значение виброскорости.
Защита от ультразвука. Применяются следующие виды защиты от ультразвука: 1) дистанционное управление, 2) автоблокировка при выполнении вспомогательных операций (загрузка и выгрузка деталей и т.п.), экранирование источника.
В качестве СИЗ (для рук) используются рукавицы, перчатки.
Контроль уровня ультразвука: Измерения проводятся в контрольных точках на высоте 1,5 м от пола, на расстоянии 0,5м от контура оборудования и не менее 2м от окружных поверхностей. Измерения проводятся не менее, чем в 4-х контрольных точках по контуру оборудования, при этом расстояние между точками - не более 1 м.
Для измерения L (уровней звукового давления) в воздушной среде, применяется аппаратура, состоящая из измерительного микрофона, электрической цепи с линейной характеристикой, третьеоктавного фильтра и измерительного прибора со стандартными временными характеристиками.
В зоне контакта с твердой средой при этом располагается измерительный тракт, состоящий из датчика, лазерного интерферометра, усилителя, схемы обработки сигналов.
Измерения проводят в зоне максимальных амплитуд колебаний.

Согласно ГОСТ 12.1.001-75 установлены допустимые уровни звукового давления на рабочих местах:(ГОСТ 12.1.001-75.Ультразвук.Общие требования безопасности. 1982 г.).

Для полос частот со среднегеометрической частотой 12500 ГЦ уровень звукового давления - 75 дБ; для 16000 Гц - 85, для 20000 и свыше - 110 дБ.

Гигиеническое нормирование воздушного и контактного ультразвука. При разработке эффективных профилактических мероприятий, направленных на оптимизацию и оздоровление условий труда работников ультразвуковых профессий, на первое место выдвигаются вопросы гигиенического нормирования ультразвука как неблагоприятного физического фактора производственной среды и среды обитания.

Материалы проведенных в ГУ НИИ медицины труда РАМН комплексных исследований послужили основанием для разработки новой системы гигиенической регламентации ультразвука, что нашло отражение в санитарных нормах и правилах «Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения».

Санитарные нормы и правила устанавливают гигиеническую классификацию ультразвука, воздействующего на человека-опера- тора; нормируемые параметры и предельно допустимые уровни ультразвука для работающих и населения; требования к контролю воздушного и контактного ультразвука, меры профилактики. Следует отметить, что настоящие нормы и правила не распространяются на лиц (пациентов), подвергающихся воздействию ультразвука в лечебно-диагностических целях.

Таблица 12.3. Вероятность развития полиневропатии рук работающих с источниками контактного ультразвука, распространяющегося в жидких и твердых средах

Нормируемыми параметрами воздушного ультразвука являются уровни звукового давления в децибелах в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100 кГц.

Нормируемыми параметрами контактного ультразвука являются пиковые значения виброскорости или ее логарифмические уровни в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16 000; 31 500 кГц, определяемые по формуле:

L v = 20 lgV/V0,

V - пиковое значение виброскорости, м/с;

V0 - опорное значение виброскорости, равное 5?10 -8 м/с.

В табл. 12.4 представлены предельно допустимые уровни воздушного ультразвука на рабочих местах и контактного ультразвука в зонах контакта рук или других частей тела работающих с источни-ками ультразвуковых колебаний или средами, в которых они распространяются.

Новые нормативы построены по спектральному принципу с учетом совместного воздействия контактного и воздушного ультразвука путем установления понижающей поправки, равной 5 дБ, к ПДУ кон-тактного ультразвука, обладающего более высокой биологической активностью.

При использовании ультразвуковых источников бытового назначения (стиральные машины, устройства для отпугивания насекомых, грызунов, собак, охранная сигнализация и т.д.), как правило, работающих на частотах ниже 100 кГц, нормативные уровни воздушного и контактного ультразвука, воздействующего на человека, не должны превышать 75 дБ на рабочей частоте.

Кроме санитарных правил и норм разработан ряд нормативнометодических документов, регламентирующих, в частности, условия труда медработников, использующих ультразвуковые источники в виде аппаратуры, оборудования или инструментария.

Таблица 12.4. Предельно допустимые уровни ультразвука на рабочих местах

Примечание. 1 Предельно допустимые уровни контактного ультразвука следует принимать на 5 дБ ниже табличных данных при совместном воздействии на работающих воздушного и контактного ультразвука.

ультразвуковой диагностики, организации и проведению диагностических исследований, а также санитарно-гигиенические и медикопрофилактические мероприятия по ограничению неблагоприятного влияния контактного ультразвука на медперсонал. Например, в соответствии с гигиеническими рекомендациями площадь кабинета для проведения ультразвуковых исследований (УЗИ) должна быть не менее 20 м 2 при условии размещения в нем одной ультразвуковой диагностической установки. Помещение для проведения УЗИ должно иметь естественное и искусственное освещения, раковину с подводкой холодной и горячей воды, общеобменнуюприточновытяжную систему вентиляции с кратностью воздухообмена 1:3, допускается установка кондиционеров. В помещении следует поддерживать определенные параметры микроклимата: температура воз- духа - 22 ?С, относительная влажность 40-60%, скорость движения воздуха не выше 0,16 м/с.

При измерении воздушного и контактного ультразвука, генерируемого бытовыми приборами и оборудованием, следует руководс-

твоваться требованиями, изложенными в действующих санитарных нормах и правилах.

Профилактические мероприятия. Мероприятия по защите работающих от неблагоприятного воздействия контактного ультразвука и сопутствующих факторов производственной среды и трудового процесса включают:

1. Медико-биологический скрининг при приеме на работу с учетом субъективных (индивидуальных) и объективных (профессионально-производственных) факторов риска.

2. Применение различных режимов труда (сменных и скользящих недельных, декадных, месячных, квартальных и др.) и контрактной системы ведения работ на срок прогнозируемой продолжительности безопасности стажа.

3. Гигиенический, в том числе экспозиционный, и клиникофизиологический мониторинг.

4. Мероприятия медико-профилактического характера по оздоровлению работающих.

Медико-биологический скрининг при приеме на работу целесообразно проводить в несколько этапов:

I-й этап - социальный отбор. Согласно действующим гигиеническим нормам и правилам, основным противопоказанием для работы в условиях воздействия ультразвука является возраст моложе 18 лет.

II-й этап - медицинский отбор, включающий предварительный медицинский осмотр и проведение функциональных исследований с учетом специфики действия контактного ультразвука и факторов риска (как выявленных индивидуальных, так и конкретных профессионально-производственных, установленных при аттестации или лицензировании рабочего места, на которое предполагается трудоустройство).

Предварительный медицинский осмотр проводится в соответствии с действующим приказом. При проведении предварительных медицинских осмотров следует учитывать противопоказания для работы в «ультразвуковых» профессиях, к числу которых наряду с общими медицинскими противопоказаниями к допуску на работу в контакте с вредными, опасными веществами и производственными факторами отнесены хронические заболевания периферической нервной системы, облитерирующие заболевания артерий и периферический ангиоспазм.

Помимо медицинских противопоказаний определены индивидуальные и объективные факторы риска, способные усугублять воздействие контактного ультразвука. К субъективным (личностным) факторам риска следует отнести наследственную отягощенность по сосудистым заболеваниям, астенический тип конституции, холодовую аллергию, травмы конечностей и их отморожение в анамнезе, вегетативную лабильность, преимущественно с преобладанием тонуса симпатической нервной системы, длительный стаж работы в профессии и др.

Объективными или производственно-профессиональными факторами риска являются высокие уровни контактного и воздушного ультразвука, передача ультразвуковых колебаний через жидкую среду, большая площадь контакта с источником, загрязнение рук контактными смазками, охлаждение рук, высокий ультразвуковой индекс источников, статическая нагрузка на мышцы пальцев и кистей рук, вынужденная поза, охлаждающий микроклимат, высокие уровни суммарного индекса одночисловой оценки комплексного воздействия факторов и т.д.

Большое значение в профилактике ультразвукового воздействия имеют рациональные режимы труда, устанавливаемые для конкретного рабочего места или источника колебаний. При разработке режи-мов труда необходимо руководствоваться следующими принципами:

Сокращение суммарного времени контакта и уменьшение экспозиции ультразвукового озвучивания при превышении нормативов;

Ведение работ с регулярно прерывающимися ультразвуковыми воздействиями;

Организация двух регламентированных перерывов, первый - продолжительностью 10 мин, второй - 15 мин для активного отдыха, проведения специального комплекса производственной гимнастики, физио-профилактических процедур и т.д. Первый перерыв рационально устраивать через 1,5-2 ч после начала смены, второй - через 1,5 ч после обеденного перерыва;

Обеденный перерыв продолжительностью не менее 30 мин. Помимо сменных режимов труда, целесообразно внедрение сколь-зящих режимов - недельных, декадных, месячных, квартальных и т.д. Эти современные формы режимов труда наиболее приемлемы для медицинских работников, когда ультразвуковая нагрузка на работающих, превышающая допустимую, может быть равномерно разнесена во времени.

К мероприятиям, направленным на повышение сопротивляемости организма, в том числе и при воздействии контактного ультразвука, относятся различные виды физиопрофилактических процедур, реф-лексопрофилактика, производственная гимнастика, рациональное сбалансированное питание, витаминизация, психофизиологическая разгрузка.

Вводная гимнастика проводится до работы и рекомендуется всем без исключения работающим. Основная ее задача - поднять общий тонус организма, активизировать деятельность органов и систем, помочь быстрее включиться в рабочий ритм и сократить период врабатываемости. Комплекс включает в себя 7-9 упражнений и выполняется в течение 5-7 мин перед началом работы.

В результате многочисленных экспериментальных исследований были подобраны наиболее эффективные способы защиты рук рабо- тающих от воздействия низкочастотного и высокочастотного ультразвука, распространяющегося в твердой и жидкой средах.

Работающим с низкочастотными источниками

При распространении колебаний в твердой среде - две пары плотных хлопчатобумажных перчаток;

При распространении колебаний в жидкой среде - две пары перчаток: нижние - хлопчатобумажные и верхние - плотные рези- новые.

Работающим с высокочастотными источниками контактного ультразвука рекомендуется применять:

При распространении колебаний в твердой среде - одну пару хлопчатобумажных перчаток, или хлопчатобумажные перчатки с непромокаемой ладонной поверхностью (выполненной, например, из непромокаемых синтетических материалов), или хлопчатобумажные напальчники;

При распространении колебаний в жидкой среде - две пары перчаток: нижние - хлопчатобумажные и верхние - резиновые.

В качестве средства индивидуальной защиты от воздействия шума и воздушного ультразвука работающие должны применять противошумы - вкладыши, наушники.

Среди мероприятий по защите работающих от ультразвукового воздействия важное место занимают вопросы обучения работающих основам законодательства об охране труда, правилам техники

безопасности и мерам профилактики при работе с источниками контактного ультразвука; санитарное просвещение среди работающих, пропаганда здорового образа жизни.

Производственная вибрация. Физические характеристики. Источники производственной вибрации. Классификация. Действие на организм. Нормирование. Контроль и измерение. Защита от вредного действия вибрации.

Производственная вибрация (механические колебания твердых тел) характеризуется частотой колебаний в секунду, амплитудой, скоростью и ускорением колеблющегося тела. По месту приложения и степени распространения в теле человека вибрация условно делится на локальную (или местную ), распространяющуюся ограниченно на определенную часть тела, чаще на руки работающего (работа с вибрирующими инструментами ударно-вращательного типа: бурильными и отбойными молотками, виброуплотнителями) и общую , действующую на все тело работающего.

Вибрация может быть причиной профессионального заболевания - вибрационной болезни , основным симптомом которой является спазм мелких артериол и прекапилляров конечностей, как правило, кистей рук. Имеют место ангиотрофические нарушения (ангионевроз конечностей), снижение мышечной силы, тремор рук, вялость сухожильных рефлексов, развитие артрозов мелких суставов кисти, локтевых и плечевых суставов, изменения костной ткани. Снижается эластичность и увеличивается хрупкость костей. Нервно-мышечная проводимость ослаблена. При длительном воздействии вибрации развивается мышечная атрофия, нарастание трофических нарушений. Наблюдается повышение возбудимости мышц на фоне снижения их минеральной насыщенности.

Профилактика :совершенствование конструкции машин и инструментов, создающих вибрацию, с целью снижения амплитуды колебаний; использование амортизирующих прокладок, гасящих вибрацию; организация двух регламентированных перерывов: 20 мин через 1-2 ч. после начала работы и 30 мин через 2 ч. после обеденного не менее 40-минутного перерыва с использованием согревания, во время перерывов и после работы - согревающие гидропроцедуры, гимнастика и массаж рук для восстановления кровообращения, ультрафиолетовое облучение; использование средств индивидуальной защиты (рукавицы, обувь, специальные костюмы с виброгасящими амортизирующими материалами, что позволяет снизить вибрацию на 10 дБ); введение в рацион питания или прием дополнительных количеств (50% от суточной нормы) витаминов С, В 1 , В 12 и кальция; проведение предварительных и ежегодных периодических медицинских осмотров работающих. ПДУ локальной вибрации в производственных условиях варьирует в зависимости от их частотной характеристики (табл).

Нормирование ультразвука.

Ультразвук также широко применяется в промышленности: пайка-сварка, механическая обработка твердых и хрупких материалов, дефектоскопия.

Однако ультразвук вредно воздействует на человека: перегрев тканей тела, слабость, усталость, головные боли, боли в ушах.

Согласно ГОСТ 12.1.001-75 установлены допустимые уровни звукового давления на рабочих местах: (ГОСТ 12.1.001-75.Ультразвук. Общие требования безопасности. 1982 г.).

Защита от ультразвука

Вредное воздействие ультразвука снижается за счет:

Эти меры обеспечивают защиту от ультразвука через воздух. Защита от давления ультразвука при контактном облучении состоит в полном исключении непосредственного прикосновения работающих с инструментом, жидкостью и изделиями. Загрузку и выгрузку изделий производят при выключенном источнике ультразвука, или при помощи щипцов с удлиненными и виброизолированными ручками.

- организационно-профилактическими мероприятиями (ограничение возраста - 16 лет, медицинские осмотры, обучение и инструктаж, режим труда и отдыха);
- применение средств индивидуальной защиты (резиновые перчатки).

Применяются специальные держатели, манипуляторы для дистанционного управления, т.к.ультразвук воздействует на человека (руки) через твердые и жидкие среды.

Многие из средств и мер по борьбе с шумом применимы к ультразвуку, в том числе и индивидуальные защитные средства.

Контроль уровней звукового давления (ультразвука) проводится после установки оборудования, его ремонта и периодически, не реже 1 раза в год, в 5 см от уха работающего в его основной рабочей позе. Временная характеристика прибора переключается в положение "быстро".

Предприятие-изготовитель должен указывать в документации ультразвуковую характеристику оборудования - уровни звукового давления в контактных точках на высоте 1,5 м от пола, на расстоянии 0,5 м от контура машины и не менее 2 м от окружающих поверхностей. Измерения проводятся не менее чем в четырех контрольных точках, расстояние между которыми не должно превышать 1 м.

Ультразвук как волны не отличается от слышимого звука, однако частота колебательного процесса способствует большему затуханию колебаний вследствие преобразования звуковой энергии в теплоту. По частотному спектру ультразвук классифицируют:

на низкочастотный - колебания с частотой 10 4 ...10 5 Гц;
высокочастотный - 10 5 ... 10 9 Гц.

По способу распространения ультразвук подразделяется на воздушный и контактный.

Источниками ультразвука могут быть: ультразвуковые генераторы, акустические преобразователи, магнитострикционные преобразователи, пьезоэлектрические преобразователи. Низкочастотный ультразвук образуется при аэродинамических процессах.

Ультразвук обладает механическим, термическим, физико-химическим эффектами, используемыми в промышленности, технике, биологии, медицине и др. На акустическом действии ультразвука основан пьезоэлектрический эффект, когда при деформации кварцевой пластины на гранях возникает электрический разряд и преобразуется в переменный ток и наоборот.

Ультразвук применяют в пищевой промышленности для стерилизации, пастеризации и дезинфекции продуктов. Обработанное ультразвуком и затем замороженное молоко не теряет своих свойств после размораживания. Обработка молока ультразвуком позволяет значительно понизить содержание в нем вредной микрофлоры. Кислотность такого молока не повышается в течение 5 ч. Ультразвук применяют при выработке порошкового молока, для получения эмульсий животных жиров, специй, ароматических эмульсий, для посола мяса. Благодаря ультразвуку можно получать эмульсии из несмешивающихся жидкостей. Ультразвуком обрабатывают фарш при изготовлении сосисок, сарделек и вареной колбасы. При обработке ультразвуком пекарных дрожжей в течение 1 ч бродильная энергия их повышается в среднем на 15 %; кроме того в них увеличивается содержание эргостерина, являющегося сырьем для получения высокоактивного витамина D.

В кондитерском деле ультразвук позволяет ускорять процесс кристаллизации сахарозы и получать однородную массу при изготовлении помадки. Под действием ультразвука улучшаются специфические и вкусовые качества шоколада и значительно сокращается продолжительность его обработки в отделочных машинах. Ультразвук применяют для приготовления овощных консервов - пюре.

В рыбной отрасли с помощью ультразвука ускоряется извлечение жира из рыбьей печени, благодаря чему повышается качество медицинского рыбьего жира, в нем сохраняются ценные для человека витамины А и D.

При обработке ультразвуком виноградных ягод часть мякоти, которая раньше шла в отход, перерабатывается в чистый виноградный сок, что увеличивает выход последнего.

Низкочастотные ультразвуковые колебания хорошо распространяются в воздухе, оказывая общее воздействие на организм человека; локальное действие возникает при соприкосновении с обрабатываемыми деталями и средами. Длительное систематическое воздействие ультразвука выше установленных норм вызывает функциональные изменения в центральной и периферической нервной системах, сердечно-сосудистой системе, эндокринной системе, нарушает работу слухового и вестибулярного анализаторов. У работающих возникают выраженная астения, сосудистая гипотония, понижается электрическая активность сердца и мозга. Изменения в центральной нервной системе в начальной фазе проявляются нарушением рефлекторных функций мозга (чувство страха в темноте, в ограниченном пространстве, резкие приступы с учащением пульса, чрезмерная потливость, спазмы в желудке, кишечнике, желчном пузыре). Наиболее характерны вегетососудистая дистония с жалобами на резкое утомление, головные боли и чувство давления в голове,

затруднения при концентрации внимания, торможение мыслительного процесса, бессонница. Локальное действие ультразвука приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, поражению нервного и суставного аппарата в местах контакта (вегетативные полиневриты, парезы пальцев, кистей и предплечья). Защита от воздушного ультразвука может быть обеспечена:

использованием дистанционного управления источниками ультразвука, автоблокировки - автоматического отключения источника ультразвука при выполнении вспомогательных операций;
использованием звукоизолирующих устройств (кожухи, экраны) из листовой стали или дюралюминия толщиной 1 мм, покрытых звукопоглощающим материалом (рубероид, техническая резина, пластмассы типа «Агат», антивибрит), а также гетинакса толщиной 5 мм;
устройством экранов, в том числе прозрачных, между оборудованием и работником;
размещением ультразвуковых установок в специальных помещениях или кабинах, если перечисленные выше мероприятия не обеспечивают необходимого эффекта.

Для защиты рук от неблагоприятного действия контактного ультразвука в твердых, жидких средах необходимо применять рукавицы или перчатки (наружные резиновые и внутренние хлопчатобумажные). Чтобы снизить неблагоприятное влияние ультразвука при контактной передаче в холодный и переходный периоды года, работающих должны обеспечивать теплой спецодеждой.

При систематической работе с источниками контактного ультразвука в течение более 50 % рабочего времени необходимо устраивать два регламентированных перерыва - десятиминутный перерыв через 1,5...2 ч после обеденного перерыва, для проведения физиотерапевтических процедур (тепловые гидропроцедуры, массаж, ультрафиолетовое облучение), а также лечебной гимнастики, витаминизации. Для защиты работающих от неблагоприятного влияния воздушного ультразвука следует применять противошумы.

К работе с источниками ультразвука допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие соответствующий курс обучения и инструктаж по технике безопасности. Лица, подвергающиеся в процессе трудовой деятельности действию контактного ультразвука, подлежат предварительным, при приеме на работу и периодическим медицинским осмотрам.

Ультразвук – это упругие волны с частотой колебаний от 20 кГц и до 1 ГГц, которые не слышимы человеческим ухом. Источниками ультразвука являются все виды ультразвукового технологического оборудования; ультразвуковые приборы и аппаратура промышленного, медицинского и бытового назначения, которые генерируют ультразвуковые колебания в диапазоне от 18 кГц до 100 МГц и выше.

Различают следующие виды ультразвука:

низкочастотные (до 100 кГц) ультразвуковые колебания, которые распространяются контактным и воздушным путем;
высокочастотные (100 кГц-100 МГц и выше) ультразвуковые колебания, которые распространяются исключительно контактным путем.

Неблагоприятному воздействию ультразвука подвергаются дефектоскописты, операторы очистных, сварочных, ограночных агрегатов, медицинский персонал физиокабинетов и отделений, работники учреждений здравоохранения, проводящие ультразвуковые исследования и др. Установлено, что работающие с технологическими и медицинскими ультразвуковыми источниками подвергаются воздействию ультразвука с частотой колебаний 18 кГц-20 МГц и интенсивностью 50-160 дБ.

Воздействие ультразвука на организм человека

Ультразвуковые волны способны вызывать разнонаправленные биологические эффекты, характер которых определяется интенсивностью ультразвуковых колебаний, частотой, временными параметрами колебаний (постоянный, импульсный), длительностью воздействия, чувствительностью тканей.

При систематическом воздействии интенсивного низкочастотного ультразвука, если его уровень превышает предельно допустимый, у работников могут наблюдаться функциональные изменения центральной и периферической нервной системы, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов, гуморальные нарушения. Данные о действии высокочастотного ультразвука на организм человека свидетельствуют о полиморфных изменениях почти во всех тканях, органах и и системах. Происходящие под воздействием ультразвука (воздушного и контактного) изменения подчиняются общей закономерности: малые интенсивности стимулируют, активируют. Средние и большие – угнетают, тормозят и могут полностью подавлять функции. С 1989 года вегето-сенсорная полиневропатия рук (ангионевроз), развивающаяся у работников при воздействии контактного ультразвука, признана профессиональным заболеванием и внесена в список профзаболеваний.

Профилактика неблагоприятного воздействия ультразвука

Гигиеническое нормирование воздушного и контактного ультразвука направлено на оптимизацию и оздоровление условий труда работников, занятых выполнением трудовых функций с технологическими и медицинскими ультразвуковыми источниками. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96 «Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения» устанавливают гигиеническую классификацию ультразвука, воздействующего на человека – оператора, нормируемые параметры и предельно допустимые уровни ультразвука для работающих и населения, требования к контролю воздушного и контактного ультразвука, а также меры профилактики.

При совместном воздействии контактного и воздушного ультразвука следует применять понижающую поправку (5 дБ) к предельно допустимому уровню контактного ультразвука, облачающего более высокой биологической активностью. Уровни воздушного и контактного ультразвука от источников бытового назначения (стиральные машины, устройства для отпугивания насекомых, грызунов, собак, охранная сигнализация и пр.), которые работают на частотах ниже 100 кГц, не должны превышать 75 дБ на рабочей частоте.

И целях профилактики неблагоприятного воздействия на работников ультразвука следует также руководствоваться ГОСТ 12.4.077-79 «ССБТ. Ультразвук. Методы измерения звукового давления на рабочих местах», ГОСТ 12.2.051-80 «ССБТ. Оборудование технологическое ультразвуковое. Требования безопасности», ГОСТ 12.1.001-89 «ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности» и другими нормативно-методическими документами.

Защита от неблагоприятного воздействия ультразвука

Защита работников от неблагоприятного воздействия ультразвука достигается путем:

проведения предварительных и периодических медосмотров;
физиопрофилактических процедур (тепловые воздушные с микромассажем и тепловые гидропроцедуры для рук, массаж верхних конечностей и др.),
рефлексопрофилактики;
гимнастических упражнений;
психофизической разгрузки;
витаминизации, сбалансированного питания;
организации рационального режима труда и отдыха и др.

Защита от инфразвука

Инфразвук – это акустические колебания с частотой ниже 20 Гц, которые находятся в частотном диапазоне ниже порога слышимости. Производственный инфразвук возникает в тех процессах, что и шум слышимых частот.

В настоящее время максимальные уровни низкочастотных акустических колебаний от промышленных и транспортных источников достигают 100-110 дБ. К объектам, на которых инфразвуковая область акустического спектра преобладает над звуковой, относятся автомобильный и водный транспорт, конвертерные и мартеновские цехи металлургических производств, компрессорные газоперекачивающих станций, портовые краны и др.

Особенности инфразвука

Инфразвук как физическое явление подчиняется общим закономерностям, характерным для звуковых волн, однако обладает целым рядом особенностей, связанных с низкой частотой колебаний упругой среды:

Имеет во много раз большие амплитуды колебаний, чем акустические волны при равных мощностях источников звука;
Распространяется на большие расстояния от источника генерирования ввиду слабого поглощения его атмосферой.

Большая длина волны делает характерным для инфразвука явление дифракции (от лат. diffraclus - разломанный) – огибание волнами различных препятствий, если размеры препятствия около длины волны или больше. Инфразвук проникает в помещения и обходит преграды, задерживающие слышимые звуки. Инфразвуковые колебания способны вызвать вибрацию крупных объектов вследствие явлений резонанса. Указанные особенности инфразвука затрудняют борьбу с ним.

Воздействуя на организм человека, инфразвук вызывает неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения, к числу которых относятся астенизация, изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе.

Действующими санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4/2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки» установлены предельно допустимые уровни инфразвука на рабочих местах с учетом тяжести и напряженности выполняемой работы:

для работ различной степени тяжести в производственных помещениях и на территории организаций предельно допустимые уровни инфразвука составляют 100 дБ Лин;
для работ различной степени интеллектуально-эмоциональной напряженности – 95 дБ Лин;
для колеблющегося во времени и прерывистого инфразвука уровни звукового давления не должны превышать 120 дБ Лин.

Основные методы и средства защиты от инфразвука

Основными методами и средствами защиты от инфразвука являются:

изменение режима работы технологического оборудования – увеличение его быстроходности с тем, чтобы основная частота следования силовых импульсов лежала за пределами инфразвукового диапазона;
снижение интенсивности аэродинамических процессов: ограничение скоростей движения транспорта, снижение скоростей истечения жидкостей;
глушители интерференционного типа;
рациональный режим труда и отдыха;
использование средств индивидуальной защиты (противошумы, специальные пояса и др.).

Часто неэкономично, а иногда практически невозможно уменьшить шум до допустимых величин общетехническими мероприятиями. Например, при таких производственных процессах, как клепка, обрубка, штамповка, зачистка при испытании двигателей внутреннего сгорания и т. д., средства индивидуальной защиты являются основными мерами, предотвращающими профессиональные заболевания работающих.

К средствам индивидуальной защиты (противошумам) относятся вкладыши, наушники и шлемы.

Вкладыши. Это вставленные в слуховой канал мягкие тампоны из ультратонкого волокна, иногда, пропитанные смесью воска и парафина, и жесткие вкладыши (эбонитовые, резиновые) в форме конуса. Вкладыши — это самые дешевые и компактные средства защиты от шума, но недостаточно эффективные (снижение шума 5—20 дБ) и в ряде случаев неудобные, так как раздражают слуховой канал.

Наушники. В промышленности широко применяются наушники типа ВЦИИИОТ. Наушники плотно облегают ушную раковину и удерживаются дугообразной пружиной. Ниже приведена акустическая характеристика наушников ВЦНИИОТ-2:

Как видно отсюда, наушники наиболее эффективны на высоких частотах, что необходимо учитывать при их использовании.

Шлемы. При воздействии шумов с высокими уровнями (более 120 дБ) вкладыши и наушники не обеспечивают необходимой защиты,Часто неэкономично, а иногда практически невозможно уменьшить шум до допустимых величин общетехническими мероприятиями. Например, при таких производственных процессах, как клепка, обрубка, штамповка, зачистка при испытании двигателей внутреннего сгорания и т. д., средства индивидуальной защиты являются основными мерами, предотвращающими профессиональные заболевания работающих.

Ультразвук находит широкое применение в металлообрабатывающей промышленности, машиностроении, металлургии и т. д. Частота применяемого ультразвука от 20 кГц до 1 мГц, мощности — до нескольких киловатт.

Ультразвук оказывает вредное воздействие на организм человека. У работающих с ультразвуковыми установками нередко наблюдаются функциональные нарушения нервной системы, изменения давления, состава и свойства крови. Часты жалобы на головные боли, быструю утомляемость, потерю слуховой чувствительности.

Ультразвук может действовать на человека как через воздушную среду, так и через жидкую или твердую (контактное действие на руки).

Уровни звуковых давлений в диапазоне частот от 11 до 20 кГц не должны превышать соответственно 75—110 дБ, а общий уровень звукового давления в диапазоне частот 20—100 кГц не должен превышать 110 дБ.

Защита от действия ультразвука при воздушном облучении может быть обеспечена:

1) путем использования в оборудовании более высоких рабочих частот, для которых допустимые уровни звукового давления выше;

2) путем выполнения оборудования, излучающего ультразвук, в звукоизолирующем исполнении (типа кожухов). Такие кожухи изготовляют из листовой стали или дюралюминия (толщиной 1 мм) с обклейкой резиной или рубероидом, а также из гетинакса (толщиной 5 мм). Эластичные кожухи могут быть изготовлены из трех слоев резины общей толщиной 3—5 мм. Применение кожухов, например, в установках для очистки деталей, дает снижение уровня ультразвука на 20—30 дБ в слышимом диапазоне частот и 60—80 дБ — в ультразвуковом;

3) путем устройства экранов, в том числе прозрачных, между оборудованием и работающим;

4) размещением ультразвуковых установок в специальных помещениях, выгородках или кабинах, если перечисленными выше мероприятиями невозможно получить необходимый эффект.

Защита от действия ультразвука при контактном облучении состоит в полном исключении непосредственного соприкосновения работающих с инструментом, жидкостью и изделиями, поскольку такое воздействие наиболее вредно.

Ультразвуковая защита. Защита от ультразвука. Индивидуальные средства защиты от шума