К обоснованию норм производственной вибрации. Дозные оценки.

 

Гигиеническая регламентация производственной вибрации в нашей стране базируется на принципах приоритета медицинских показаний над технической достижимостью, а также с учетом перспективного развития технических возможностей. Впервые санитарные нормы локальной производственной вибрации были разработаны в 1955 году Е.Ц. Андреевой-Галаниной [9].

Для оценки биологической значимости вибрации используют, как наиболее актуальные параметры - амплитудно-частотные характеристики (АХЧ). Показатели частоты и амплитуды удобны и в техническом нормировании фактора.

Частотная характеристика вибрации укладывается в октавные полосы среднегеометрических частот: для локальной вибрации до 1000 Гц, для общей – до 63 Гц (включительно). Амплитуда определяется среднеквадратической виброскоростью.

В исследованиях 50 – 60-х годов была разработана теория энергетического воздействия вибрации на организм. На её основе были разработаны "Санитарные нормы и правила при работе с инструментами, механизмами и оборудованием, генерирующими вибрацию, передаваемую па руки работающих" (два издания: 1966 и 1971 гг.).

Теория энергетического воздействия вибрации заключена в том, что энергия вибрационной волны усваивается организмом в точках контакта не полностью: существует доза действующая (Дд) и доза поглощённая (Дп).

Естественно, всегда будет справедливо неравенство: Дд > Дп.

Для усиления действия вибрации особую актуальность приобретает "прижимной момент", который предполагает усиление влияния вибрации на кровоток за счёт более сильного пережатия сосудов.

В "Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий" (СН-1966) были обоснованы требования к снижению вибрации машин и ручного инструмента. Затем в повторном издании документа СН 245-71(1971) требования были уточнены, и дополнены.

Конечно, эти документы оказали большое влияние на повышение уровня вибрационной безопасности отечественных машин и инструментов. Но, указанные нормы, устанавливая предельные параметры вибрации в зависимости от силы нажатия и веса машины, не полностью обеспечивали требования для создания условий безопасной работы.

Дальнейшие исследования были направлены на совершенствование нормирования:

а) Разработки для локальной вибрации дифференцированных норм с учетом её силовых характеристик,

б) Разработки норм на допустимые уровни общей вибрации рабочих мест для разных категорий трудовой деятельности.

Необходимым условием гигиенического нормирования является выбор объективных критериев, позволяющих судить о качественных изменениях в организме с дифференциацией утомления, перенапряжения, переутомления рабочих функций, функциональных изменений, поскольку явная патология (болезнь!) не может быть критерием вредности фактора.

Физиологические сдвиги, возникающие в динамике рабочего дня и проявляющиеся в изменениях порогов восприятия вибрации кожным анализатором, коррелируют с необратимыми изменениями и развитием вибрационной патологии у стажированных рабочих. Например, постоянные сдвиги порогов вибрационной чувствительности у рабочих со стажем более 10 лет приблизительно равны (кратны!) временным сдвигам, которые определяются к концу рабочего дня у практически здоровых лиц со стажем работы до года. Это же может быть отнесено к другим функциональным системам: сердечно-сосудистой, нервно-мышечной. Связь между временными сдвигами функционального состояния систем и постоянными изменениями в организме указывает па степень напряженности и характер протекания адаптационных реакций.

Результаты измерения вибрации оценивают в два этапа:

а) По нормативному документу – действующим санитарным нормам "СН 2.2.4/2.1.8. 566-96",

б) Расхождения между нормативом и результатов оценивают по "Руководству Р. 2.2.2006-05".

Принцип оценки условий труда по санитарным правилам при действии вибрации основан на методе формирования интегральной частоты нормируемого параметра. Для этого измеряют или рассчитывают корректированный уровень (значение) виброскорости или виброускорения.

При воздействии на работника в течение рабочего дня (смены) как постоянной, так и непостоянной вибрации (общей, локальной) для оценки условий труда измеряют или рассчитывают, с учетом продолжительности действия, эквивалентный корректированный уровень виброскорости или виброускорения (СН 2.2.4/2.1.8.566-96).

"Руководство Р. 2.2.2006-05" делит превышения ПДУ на четыре степени вредного класса (3.1, 3.2, 3.3 и 3.4).

Особенностью оценки является следующее обстоятельство. При воздействии на работника локальной вибрации в сочетании с местным охлаждением рук (условия охлаждающего микроклимата класса 3.2) класс вредности условий труда повышают на одну ступень – класс 3.3.

Преимущества единых показателей, учитывающих сложный комплекс вибрационных параметров, таких, как доза или эквивалентный уровень, определяют интерес исследователей к дозной оценке вибрации.

Дозные оценки лучше всего разработаны для шумового воздействия (стандарт ИСО 1999 (1971) с последующими редакциями).

Методология дозных оценок разработана только для локальной вибрации (стандарт СЭВ 2602-80). Остаётся множество нерешённых вопросов:

1. Необходимо сформировать, обосновать дифференциальные аналитические принципы дозной оценки вибрации (общей или локальной),

2. Найти способы оценки преимуществ и ограничений дозного подхода в физиолого-гигиенических и клинико-статистических исследованиях,

3. Определить перспективы нормирования фактора с помощью дозной оценки.

Традиционное нормирование уровней производственной вибрации осуществляется по кинематическому параметру (виброскорость, виброускорение). Дозная оценка вибрации представляет собой энергетический параметр, учитывающий уровень вибрации и время ее действия:

(15)

где ДВ – доза вибрации, получаемая работником за производственную экспозицию, V(t)—изменение виброскорости во времени; T - общее время действия вибрации.

Размерность величины ДВ (дозы) определяется в единицах виброскорости: м /сек. Для постоянной вибрации ДВ = V²*T. Отметим, что эквивалентное (по энергии) значение вибрации:

(16)

В качестве интегрального показателя оценки вибрационного воздействия лучше использовать уровень суммарной стажевой дозы:

(17)

В этой формуле: ДВ (Т) – Стажевая доза в дБ виброскорости; L_vW - Корректированный уровень виброскорости; t - Среднее время контакта с вибрацией за 8-часовую смену; Т — Стаж работы в вибрационной профессии в годах; Т_г - Годовая экспозиция.

Алгоритм оценки стажевой дозы имеет некоторые преимущества по отношению к другим приёмам дозной оценки вибрации [8]. В нём учитывается три признака, весьма актуальных с гигиенических позиций:

1. Уровень действующей вибрации L_vW (доза действующая),

2. Время контакта с вибрацией в течение смены (доза усвоенная),

3. Стаж работы (доза усвоенная: время работы х число лет работы).

Первые 2 члена в формуле 17 отражают эквивалентный уровень или среднесменную дозу, а с учетом третьего члена - суммарную дозу за рабочий стаж.

Отсюда появляется возможность сопоставления среднесменной и стажевой дозы по непосредственным и отдаленным эффектам. Например, по показателям временного сдвига порогов ощущения вибрации (ВСП) и постоянного сдвига порогов ощущения вибрации (ПСП) анализаторных функций.

В обсуждаемом алгоритме 17 особый интерес представляют:

1. Два последних члена равенства, отражают экспозиционные особенности (фактор времени),

2. Второй член всегда имеет отрицательную величину, обусловленную вычислением логарифма из дробного числа, знаменатель которого больше числителя,

3. Третий член всегда имеет положительную величину, обусловленную вычислением логарифма из дробного числа, знаменатель которого меньше числителя,

В целом, обсуждаемое уравнении 17 означает, что рационализация режима труда с вибрирующей техникой позволяет продлить трудовое долголетие в профессии. Действительно, эта формула наглядно показывает гигиеническую стратегию ограничения действия вибрации на работника (защиту временем).

Снижение стажевой дозы вибрации возможно путём применения различных инженерно-технических и санитарно-технических мероприятий:

1. Дальнейшее техническое совершенствование машины, оборудования и инструмента,

2. Совершенствование коллективных мер защиты и индивидуальных средств защиты,

3. Защита препятствием (виброизоляция) в конструировании машин,

4. Защита расстоянием – внедрение дистанционного управления,

5. Ограничение времени действия вибрации (защита временем)

Рационализации режимов труда и отдыха включает ограничение контакта с вибрацией, регламентацию перерывов, длительность отдыха между сменами (работой), правильное построение сменных графиков, режимов дневного труда и пр. Описанный подход использован в соответствующем разделе Руководства Р. 2.2.2006-05.

Дозный подход полезен для экспериментального поиска биологических эквивалентов и определения относительной биологической эффективности разных параметров вибрации при анализе фундаментальных закономерностей "доза-эффект" и "доза-время-эффект".

Например, величина "мощность дозы" позволяет использовать механизмы адаптации путем выбора оптимальной схемы дробления дозы и темпа влияния вибрационной энергии для разработки наиболее щадящего режима воздействия виброфактора.

Одно из основных направлений в ограничении дозы вибрации заключено в нивелировании временной структуры воздействия, определяющей биологическую активность фактора. Оно достигается дополнительным учетом распределения действующих уровней вибрации.

По нашему мнению, дозные оценки вибрационного производственного воздействия - это развивающаяся методология, которая открывает новые возможности для совершенствования оценки и анализа вибрации, предупреждения профессиональных и производственно-обусловленных заболеваний. С другой стороны, дозиметрия как метод позволяет повысить метрологический уровень контроля фактора.