Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Омский Государственный технический университет»

Нефтехимический институт

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

Реферат по дисциплине

«Безопасность жизнедеятельности»

Тема: «Влияние вибрации на организм человека»

Выполнил: студент гр. ТМО-421

Корзюков С.С.

Проверил: к.фил.н., доцент

Янчий С.В.

Омск 2015

План

Введение……………………………………………………….………...3

1. Понятие вибрации……………………………………………….…...4

2. Источники…………………………………………………...………..5

3. Действие и влияние………………………………………...………...6

4. Классификация вибраций…………………………………....……....7

5. Вибрационная болезнь………………………………………………11

6. Прочие заболевания и отклонения…………………………………13

Заключение………………………………………………….………….15

Список использованной литературы……………………….…………16

2

Введение

Огромную важность в наши дни приобретает проблема влияния

вибрации на организм человека. Так как под воздействием вибрации в

организме человека наблюдается изменение сердечной деятельности,

нервной системы, спазм сосудов, изменения в суставах, приводящие к

ограничению их подвижности. Длительное воздействие вибраций

приводит профессиональному заболеванию - вибрационной болезни. Она

выражается в нарушении многих физиологических функций человека.

Эффективное лечение возможно только на ранней стадии заболевания.

Очень часто в организме наступают необратимые изменения, приводящие

к инвалидности.

Целью данного реферата является рассмотрение нескольких вопросов. Что

собой представляет вибрация, откуда она появляется, и как она влияет на

организм человека.

3

1. Понятие вибрации.

Под вибрацией понимают возвратно-поступательное движение твердого

тела. Это явление широко распространено при работе различных механизмов

и машин. 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.

4

2. Источники.

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, распространением 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.

5

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.

3. Действие и влияние.

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

6

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.

4. Классификация вибрацииПо способу передачи на человека различают:

– общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело

сидящего или стоящего человека;

– локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.

Примечание: вибрация, передающаяся на ноги сидящего человека и на

предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих

столов, относится к локальной.

По источнику возникновения вибраций различают:

– локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного

механизированного инструмента (с двигателями), органов ручного

управления машинами и оборудованием;

– локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного

немеханизированного инструмента (без двигателей), например,

рихтовочных молотков и обрабатываемых деталей;

7

– общую вибрацию 1 категории – транспортную вибрацию,

воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и прицепных

машин, транспортных средств при движении по местности и дорогам (в

том числе при их строительстве). К источникам транспортной вибрации

относят: тракторы сельскохозяйственные и промышленные, самоходные

сельскохозяйственные машины; автомобили грузовые; снегоочистители,

самоходный горно-шахтный рельсовый транспорт;

– общую вибрацию 2 категории – транспортно-технологическую

вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах машин,

перемещающихся по специально подготовленным поверхностям

производственных помещений, промышленных площадок, горных

выработок. К источникам относят: экскаваторы, краны промышленные и

строительные, машины для загрузки (завалочные) мартеновских печей в

металлургическом производстве; горные комбайны, шахтные погрузочные

машины, самоходные бурильные каретки; путевые машины,

бетоноукладчики, напольный производственный транспорт;

– общую вибрацию 3 категории – технологическую вибрацию,

воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или

передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К

источникам относят: станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-

прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины,

стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы,

оборудование для бурения скважин, буровые станки, машины для

животноводства, очистки и сортировки зерна, оборудование для выпуска

стройматериалов (кроме бетоноукладчиков), установки химической и

нефтехимической промышленности и др.

Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на

следующие типы:

а) на постоянных рабочих местах производственных помещений

предприятий;

8

б) на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других

производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;

в) на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских

бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров,

здравпунктов, конторских помещениях, помещениях для работников

умственного труда;

– общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от

внешних источников: городского рельсового транспорта и

автотранспорта; промышленных предприятий и передвижных

промышленных установок (при эксплуатации различных механизмов);

– общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от

внутренних источников: инженерно-технического оборудования зданий и

бытовых приборов (лифты, вентиляционные системы, пылесосы и т. п.), а

также встроенных предприятий торговли, предприятий коммунально-

бытового обслуживания, котельных и т. д.

По направлению действия вибрацию подразделяют в соответствии с

направлением осей ортогональной системы координат:

– локальную вибрацию подразделяют на действующую вдоль осей

ортогональной системы координат ХЛ, YЛ, ZЛ, где ось ХЛ параллельна оси

места охвата источника вибрации (рукоятки, ложемента, рулевого колеса,

рычага управления, удерживаемого в руках обрабатываемого изделия и

т.п.), ось YЛ перпендикулярна ладони, а ось ZЛ лежит в плоскости,

образованной осью ХЛ и направлением подачи или приложения силы (или

осью предплечья, когда сила не прикладывается);

– общую вибрацию подразделяют на действующую вдоль осей

ортогональной системы координат Х0, Y0, Z0, где Х0 (от спины к груди) и

Y0 (от правого плеча к левому) – горизонтальные оси, направленные

параллельно опорным поверхностям; Z0 – вертикальная ось,

перпендикулярная опорным поверхностям тела в местах его контакта с

сиденьем, полом и т.п.

9

По характеру спектра вибрации выделяют:

– узкополосные вибрации, у которых контролируемые параметры в одной

1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в

соседних 1/3 октавных полосах;

– широкополосные вибрации – с непрерывным спектром шириной более

одной октавы.

По частотному составу вибрации выделяют:

– низкочастотные вибрации (с преобладанием максимальных уровней в

октавных полосах частот 1–4 Гц для общих вибраций, 8–16 Гц – для

локальных вибраций);

– среднечастотные вибрации (8–16 Гц – для общих, 31,5–63 Гц – для

локальных);

– высокочастотные вибрации (31,5–63 Гц – для общих, 125–1000 Гц – для

локальных).

По временным характеристикам вибрации выделяют:

– постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров

изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;

– непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых

параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время

наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с, в

том числе:

а) колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина

нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;

10

Положение стоя

Положение сидя

При сжатии цилиндрических,торцовых и близких к ним

поверхностей

При охвате сферическихповерхностей

б) прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией

прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет

место контакт, составляет более 1 с;

в) импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких

вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью

менее 1 с.

5. Вибрационная болезнь.

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. Условно различают местную вибрацию, дей-

ствующую 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 условии исключения влияния вибрации на человека на первой и

второй стадии лечение эффективно и изменения обратимы.

Третья и четвертая стадии характеризуются интенсивными болями в руках,

резким снижением температуры кистей рук. Происходят изменения в нервной

и эндокринной системах, а также сосудистые изменения. На этих стадиях

нарушения приобретают генерализованный характер.

Больные страдают головокружением, головными и загрудными болями.

Изменения имеют стойкий характер, необратимы.

Виброзащита человека представляет собой сложную проблему

11

биомеханики. При разработке методов виброзащиты необходимо учитывать

эмоциональное состояние человека, напряженность работы и степень его

утомления.

В зависимости от степени воздействия на организм человека выделяют 4

стадии развития вибрационной болезни:

1. На первой стадии симптомы незначительные: боль в руках, спазмы

капилляров, боли в мышцах плечевого пояса.

2. На второй стадии усиливаются боли в руках, происходит расстройство

чувствительности, понижается температура, синеет кожа кистей рук.

При условии исключения влияния вибрации на человека на первой и

второй стадии лечение эффективно и изменения обратимы.

Третья и четвертая стадии характеризуются интенсивными болями в руках,

резким снижением температуры кистей рук. Происходят изменения в нервной

и эндокринной системах, а также сосудистые изменения. На этих стадиях

нарушения приобретают генерализованный характер.

Больные страдают головокружением, головными и загрудными болями.

Изменения имеют стойкий характер, необратимы.

Виброзащита человека представляет собой сложную проблему

биомеханики. При разработке методов виброзащиты необходимо учитывать

эмоциональное состояние человека, напряженность работы и степень его

утомления.

Рис. Вероятность отсутствия виброболезни: 1-7- при продолжительности

работы соответственно 1,2,5,10,15,20 и 25 лет.

12

6. Прочие заболевания и отклонения.

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

13

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.

14

Заключение

Резюмируя можно сказать что, вибрация и высокий вибрационный фон

среды представляют опасность для здоровья не только рабочих, в условиях

производства, но и для других групп населения. 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.

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. Так же 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. В основе профилактики вибрационной болезни лежит гигиенически

обоснованное нормирование уровней вибрации. При этом учитываются

направленность, продолжительность действия, характер вибрации.

регламентируются санитарным законодательством.

15

Список литературы

1) Хват Т.А. Хват П.А. Безопасность жизнедеятельности. Краткий курс. Ростов-

н/Д: Феникс, 2010. – 221с.

2) Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды -2-е

изд., испр. и доп. - М. Издательство Юрайт: 2011.  – 680 с.

3)  Занько Н.Г., Малаян К.Р., Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности. Учебник

для ВУЗов, 13-е изд., испр. / Под ред. О.Н. Русака. — СПб.: Издательство «Лань»,

2010. — 672 с.

4) Фирсова А.Е., Скорикова Л.А. Исследование вибрации. Лабораторный

практикум. – Йошкар - Ола: МарГТУ, 2011 – 36 с.

5) Чулков, Н. А. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. – Томск: Изд-

во ТПУ, 2011. – 180 с.

16