Биобезопасность человека в условиях воздействия интенсивного низкочастотного шума и способы ее обеспечения

Солдатов Сергей Константинович доктор медицинских наук ведущий научный сотрудник Центрального научно-исследовательского института ВВС Минобороны России 127083, Россия, г. Москва, Петровско-Разумовская аллея, 12-А Soldatov Sergei Konstantinovich Doctor of Medicine Leading Scientific Associate at Central Research Center of the Ministry of Defense of Russia 127083, Russia, Moscow, Petrovsko-Razumovskaya Street 12 A gniiivm-d@yandex.ru Другие публикации этого автора     Зинкин Валерий Николаевич доктор медицинских наук ведущий научный сотрудник Центрального научно-исследовательского института ВВС Минобороны России 127083, Россия, г. Москва, Петровско-Разумовская аллея, 12-А Zinkin Valerii Nikolaevich Doctor of Medicine lead research associate Central Scientific Research Institute of Russian Ministry of Defense 127083, Russia, Moscow, Petrovsko-Razumovskaya alleya St., 12-A v.n.zinkin@yandex.ru Другие публикации этого автора

Драган Сергей Павлович доктор технических наук заведующий лабораторией Государственного научного центра РФ - Федерального медицинского биофизического центра имени А.И. Бурназяна 123182, Россия, г. Москва, ул. Живописная, 46 Dragan Sergei Pavlovich Doctor of Technical Science Leading Scientific Associate, State Scientific Center of the Russian Federation named after A. I. Burnazyan 123182, Russia, Moscow, Zhivopisnaya Street 46 s.p.dragan@rambler.ru Другие публикации этого автора

Неблагоприятное действие шума продолжает оставаться актуальной проблемой на производстве и транспорте, а доля рабочих мест, не соответствующих гигиеническим нормативам по шуму, занимает в РФ первое место среди физических факторов ^{[1 -3]}.

Известно, что действие акустических колебаний, в спектре которых преобладают частоты звукового диапазона, сопровождается развитием специфической (профессиональной) клинической патологии в периферическом отделе слухового анализатора в виде нейросенсорной тугоухости (НСТ) и неспецифической (производственно обусловленной) патологии в виде артериальной гипертензии, вегетососудистой дистонии ^{[4, 5]}. В настоящее время накоплено достаточно убедительных данных об особенностях действия инфразвука (ИЗ) на организм человека. Установлено, что он способствует формированию у работников заболеваний органов дыхания, сердечно-сосудистой и нервной систем, а также и органа слуха ^{[4, 6, 7]}.

Зачастую производственный шум имеет сложный спектральный состав. Учитывая, что в патогенезе неблагоприятного действия интенсивного низкочастотного шума и ИЗ имеется много общего, можно прогнозировать, что одновременное действие разных акустических диапазонов может сопровождаться изменением (модификацией) клинических проявлений шумовой патологии. Целенаправленных научных исследований в этом направлении не проводилось. Одновременное действие шума и ИЗ представляет не только научный интерес, но и имеет больше практическое значение, так как такое сочетание имеет широкое распространение в промышленности и, особенно, на транспорте (авиационном, железнодорожном, морском и т.д.). Это обусловлено, как правило, наличием нескольких источников шума, высокой энерговооруженностью и крупными габаритами транспортных средств.

Поэтому весьма актуальными является проведение исследований акустической обстановки и условий труда на рабочих местах авиационных специалистов и водителей тяжелых грузовиков для выявления особенностей сочетанного действия шума и ИЗ в интересах разработки эффективных средств, способов и методов защиты от них.

Было проведено исследование акустической обстановки и условий труда на рабочих местах в двух профессиональных группах: инженерно-технический состав авиации (ИТС) и водители тяжелых грузовиков. Измерения шума и ИЗ выполняли в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.050-86 и СН 2.2.4/2.1.8-95 ^{[8 - 10]}. Для регистрации акустических сигналов использовали следующую аппаратуру: конденсаторные микрофоны фирмы «Брюль и Къер» тип 4193 и ВМК-201; прецизионный интегрирующий шумомер фирмы «Брюль и Къер» тип 2250; цифровой регистратор «Gitac А-320» в комплекте с 16-канальным АЦП «Dark-card-16 EM1». Замеры проводили на рабочих местах ИТС при подготовке летательных аппаратов (самолетов, вертолетов) к полетам на аэродроме и в кабинах водителей тяжелых грузовиков.

Результаты измерения уровня звукового давления (УЗД) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами от 2 до 8000 Гц представлены в табл. 1.

Таблица 1 – Уровни звукового давления на рабочих местах обследуемых

Примечание: Полужирным шрифтом выделены значения, превышающие ПДУ.

Показано, что УЗД на рабочих местах ИТС в инфразвуковом диапазоне колебались от 95 до 113 дБ, а у водителей – от 65 до 113 дБ. Во всех случаях максимальные выявленные значения этого показателя превышали предельно допустимый уровень (ПДУ) в октавных полосах 2–16 Гц. Минимальные значения УЗД на рабочих местах водителей были ниже ПДУ, а у ИТС они были равны или превышали допустимые значения.

В звуковом (слышимом) диапазоне УЗД на рабочих местах ИТС колебались от 96 до 128 дБ и были выше, чем в области инфразвука (табл. 1), превышая ПДУ практически во всех октавных полосах на 2–46 дБ. На рабочих местах водителей значения этого показателя изменялись в диапазоне от 53 до 99 дБ и были ниже, чем в области инфразвука.

На рабочих местах ИТС при подготовке летательных аппаратов к вылету уровень шума изменяется в зависимости от работы вспомогательного оборудования и этапа прогрева самолетного двигателя. В промежутках между выпусками самолетов ИТС находится в помещении, где уровень шума и инфразвука не превышает ПДУ. Водители тяжелых грузовиков в процессе рабочей смены находятся в кабине при работающих двигателях. Уровни шума на стоянках транспорта соответствуют минимальным значениям, приведенным в табл. 1, и существенно повышаются при движении, достигая максимальных значений при движении и открытых окнах.

С учетом циклограмм выполнения профессиональной деятельности проведены расчеты эквивалентного уровня звука на рабочих местах ИТС и водителей (табл. 2).

Таблица 2 – Диапазон колебания интегральных показателей акустической обстановки на рабочих местах

Примечание: В скобках показаны средние значения акустических показателей, а полужирным шрифтом выделены значения, превышающие ПДУ.

Эквивалентный уровень звука на рабочих местах ИТС колебался от 94 до 120 дБА и был выше ПДУ на 14–40 дБА, а у водителей он был существенно ниже (70–90 дБА), и только максимальные значения его превышали допустимых значений до 10 дБА (табл. 2). Общий эквивалентный УЗД на рабочих местах ИТС колебался от 117 до 129 дБ Лин и был выше ПДУ на 17–29 дБ Лин, у водителей УЗД достигал лишь 77–113 дБ Лин, максимальные значения его превышали допустимые значения до 13 дБ Лин. На рабочих местах ИТС максимумом УЗД приходился практически на все октавные частоты звукового диапазона, а у водителей – на инфразвуковой диапазон.

Таким образом, ИТС и водители на своих рабочих местах подвергаются сочетанному воздействию двух вредных факторов – непостоянного широкополосного шума и ИЗ. У ИТС уровни шума и ИЗ достигают высокоинтенсивных значений, так как УЗД превышают 100 дБ практически во всех октавных полосах частот, с максимумом акустического спектра в области звукового диапазона от низких до высоких частот. На водителей действует интенсивный шум (УЗД в октавных полосах звукового диапазона не превышают 100 дБ) и высокоинтенсивный инфразвук (УЗД в октавных полосах инфразвукового диапазона превышает 100 дБ) с максимумом акустического спектра в области инфразвуковых частот.

При оценке условий труда на рабочих местах руководствовались требованиями Руководства Р 2.2.2006-05 ^[11]. Расчет статистических показателей профессионального риска по данным заболеваемости проведен с учетом соответствующих рекомендаций ^[12].

Гигиеническая оценка рабочей среды ИТС показала, что условия труда этих специалистов относятся к вредным и опасным. Так, уровни шума превышают ПДУ на 14–40 дБА, поэтому условия труда по шуму соответствуют классам 3.2–4, по ИЗ (превышение ПДУ на 17–29 дБ Лин) – классам 3.3–4. Условия труда водителей квалифицируются как допустимые и вредные: превышение ПДУ шума до 10 дБА (классы 2–3.2), превышение ПДУ ИЗ до 13 дБ Лин (классы 2–3.3). Следовательно, на рабочих местах ИТС шум и ИЗ являются более значимым неблагоприятным фактором по сравнению с водителями.

В соответствии с требованиями по технике безопасности на рабочих местах, где не удается добиться снижения шума до ПДУ техническими средствами или это невозможно по технико-эксплуатационным соображениям, следует применять средства индивидуальной защиты (СИЗ) от шума. Основное предназначение последних – перекрыть пути проникновения акустических колебаний в организм. Между тем количество работающих, страдающих от неблагоприятного воздействия шума, не уменьшается. Одной из ведущих причин этому является недостаточная эффективность существующих СИЗ от шума и отсутствие таковых для ИЗ.

Выбор СИЗ от шума рекомендуется производить применительно к характеру спектра и уровню шума на рабочих местах. Для защиты органа слуха от шума до 100 дБА необходимо использовать один из типов противошумов: втулки, вкладыши, тампоны или наушники. При уровнях свыше 100 дБА для защиты органа слуха целесообразно применять противошумные наушники в комбинации с другими типами противошумов. Перечисленные СИЗ предназначены для защиты органа слуха от средне- и высокочастотных звуков, так как именно в диапазоне частот от 1 кГц до 8 кГц табельные противошумы обеспечивают ослабления звука на 20–40 дБ. На частотах ниже 500 Гц многие наушники и вкладыши малоэффективны (ослабление звука не превышает 0–15 дБ), а значит, они не полностью защищают работающих от неблагоприятного действия интенсивного низкочастотного шума ^[13].

При уровнях шума свыше 110 дБА необходима защита не только органа слуха, но и головы, чтобы обеспечить уменьшение влияния высокоинтенсивного шума на костный путь проведения звука. Поэтому рекомендуют использовать дополнительно противошумный шлем.

При уровнях шума свыше 125 дБА необходима защита не только органа слуха и головы, но и грудной клетки, и брюшной полости, чтобы обеспечить их защиту от «воздушной вибрации». С этой целью следует дополнительно использовать противовибрационные средства (ботинки и пояса) и противошумный костюм ^[14]. Однако последнее СИЗ от шума отсутствует, если не считать упоминание о нем в ГОСТ 12.1.029-80 и некоторых публикациях.

В настоящее время защита от авиационного шума представляет большую проблему, что обусловлено его акустическими особенностями. Во-первых, авиационный шум широкополосный и представлен во всем частотном звуковом диапазоне с максимумом уровня звукового давления в области средних и высоких частот. Во-вторых, проблема защиты усугубляется наличием в спектре его низкочастотных составляющих и ИЗ, обладающих высокой проникающей способностью и оказывающих влияние на организм человека как через слуховой анализатор, так и за счет непосредственного (прямого) воздействия на все органы и ткани. В связи с отсутствием СИЗ от ИЗ при действии авиационного шума, в спектре которого инфразвуковые частоты превышает УЗД 100 дБ, рекомендуется использовать комбинацию противошумов для органа слуха, головы и тела ^[14].

Важная роль в обеспечении защиты персонала на рабочих местах от высокоинтенсивного шума (уровнем свыше 110-125 дБА), наряду с использованием СИЗ, принадлежит организационно-техническим мероприятиям по оптимизации условий профессиональной деятельности (применение коллективных средств защиты, снижение продолжительности пребывания в зоне шума, чередование периодов работы с отдыхом и др.) ^[15]. Необходимо учитывать, что периоды работы, связанные с обслуживанием производственного оборудования («активный период акустической нагрузки»), чередуются с деятельностью, не связанной с обслуживанием источников шума («пассивный период акустической нагрузки»). В это время важно создать комфортные акустические условия и можно проводить реабилитационные мероприятия.

Таким образом, использование СИЗ от шума является наиболее эффективным способом борьбы с авиационным шумом, поскольку защита органа слуха предупреждает развитие НСТ и нарушения в других органах и системах организма. Выбор СИЗ от шума должен производиться на основании гигиенической оценки акустической обстановки на рабочих местах авиационных специалистов. Отсутствие эффективных табельных средств коллективной и индивидуальной защиты от авиационного шума и ИЗ требует проведения дальнейших исследований в этом направлении с целью разработки новых средств, способов и методов защиты.

Одновременное наличие шума и инфразвука на рабочих местах специалистов необходимо рассматривать как сочетанное воздействие двух вредных производственных факторов, способствующих ухудшению условий труда и обусловливающих увеличение хронических и профессиональных заболеваний.

Сочетанное действие шума и инфразвука вызывает у работающих заболевания, характерные как для шума, так для инфразвука, что указывает на суммирование вредного действия этих физических факторов и приводит к снижению восприятия звуков практически во всем диапазоне исследуемых частот. Вероятность развития патологии органа слуха выше значений, установленных ISO 1999:1990, также указывает на потенцирующий эффект неблагоприятного действия этих физических факторов.

При сочетанном действии шума и инфразвука с максимумом спектра в области звукового диапазона наиболее часто развивается нейросенсорная тугоухость (профессиональное заболевание), а при максимуме спектра в инфразвуковом диапазоне - неспецифическая экстракохлеарная патология в виде артериальной гипертензии (производственно обусловленное заболевание).

Наличие частот инфра- и звукового диапазонов в спектре воздействующего шума в сочетании с высоким их уровнем должно быть учтено при выборе средств и способов защиты: при уровне шума до 100 дБА целесообразно использовать противошумные наушники для защиты органа слуха, свыше 100 дБА – комбинацию противошумов для защиты органа слуха, свыше 110 дБА – комбинацию СИЗ органа слуха и головы, свыше 125 дБА – комбинацию противошумов для защиты органа слуха, головы и тела.