МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ «ЛУГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ВЛАДИМИРА ДАЛЯ» Институт государственной службы и управления Кафедра таможенного дела РЕФЕРАТ по дисциплине: « на тему: «Ультразвук, его влияние на организм человека, меры защиты» Выполнил: Студент группы 1ГУиАз-191 Проверил: Ассистент кафедры ГУиТД Луганск, 2020 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………. 1. Ультразвук и его физико-гигиеническая характеристика…………… 2. Профилактические мероприятия при воздействии ультразвука на человека………………………………………………............................. 3. Методы измерения, контроля и защиты от ультразвука ……………. ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………... 3 5 9 11 14 16 ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы исследования. В наш век – век научно- технического прогресса – решать вопросы создания здоровых и безопасных условий труда становится все сложнее. Бурный рост техники приводит к появлению целого ряда вредных и опасных факторов в производственной среде. Нужно уметь анализировать эти факторы и предусматривать технические и организационные мероприятия по защите от их воздействия. Ультразвук широко применяется в различных сферах деятельности человека, совершив революцию в науке. Например, в медицине, ультразвук используется для исследования различных органов, фиксации малейших изменений химического состава веществ, исследования функционирования сердца и сосудов или нарушение кровотока и многое другое. ГОСТ 12.1.00189 Система стандартов безопасности труда. Ультразвук. Общие требования безопасности Степень разработанности проблемы. Основные положения теории распространения ультразвуковых колебаний в ограниченных средах изложены в работах Скучика Е., Мэзона У., Завадского В.Ю., Молоткова T.A., Малюженец Г.Д., Lee D., Hardin R.H., Kennet B.L., Haskell N.A. и др. В настоящее время исследования особенностей распространения ультразвуковых колебаний в ограниченных средах развиваются очень широко. Среди Акустического них можно института им. отметить исследования Н. Н. Андреева коллективов (г. Москва), института прикладной физики РАН (г. Нижний Новгород), института Океанологии РАН (г. Москва), Института физики Земли РАН (сейсмоакустика), физикотехнического института им. акад. А. Ф. Иоффе РАН (г. Санкт-Петербург), института гидродинамики РАН (г. Новосибирск), Таганрогского технологического института ЮФУ (г. Таганрог) и др. Научные труды этих исследователей и ГОСТ 12.1.001-89 «Система стандартов безопасности труда. Ультразвук. 3 Общие требования безопасности» в значительной мере стали теоретической и методологической основой данной работы. Однако сложность проблемы и ее специфика обуславливают необходимость продолжения научных исследований в выбранном направлении. Цель работы. Целью исследования является изучение теоретических основ, методов измерения, контроля и защиты от ультразвука. Задачи работы Для достижения цели были поставлены следующие задачи: – выяснить сущность ультразвука и его физико-гигиеническую характеристику; – изучить профилактические мероприятия при воздействии ультразвука на человека: – рассмотреть методы измерения, контроля и защиты от ультразвука. Реферат состоит из введения, трех разделов, заключения и списка использованных источников из 11 наименований. Общий объем работы составляет 15 страниц, включая 2 таблицы и 4 рисунка. 4 1. Ультразвук и его физико-гигиеническая характеристика Ультразвуком называют механические колебания упругой среды с частотой, превышающей верхнюю границу чувствительности 20кГц. Ультразвук имеет единую природу со звуком и одинаковые физикогигиенические характеристики, а, следовательно, оценивается по частоте колебаний и интенсивностью [2, С.16–18]. Специфика ультразвука заключается в том, что он распространяется направленными пучками, через большую частоту и малую длину волн, создает большой ультразвуковой писк. Единицей измерения интенсивности ультразвука является гигиенической ватт практике на квадратный интенсивность сантиметр ультразвука (Вт/см2). В (уровень ультразвукового давления) оценивается в относительных единицах – дБ. Ультразвук подчиняется тем же закономерностям, что и звуковые волны, но из-за своей высокой частоте он имеет некоторые особенности[4, С.75–78]: Рисунок 1– Особенности ультразвука Ультразвук оказывает на организм тепловое, механическое и кавитационное (лат. углубление) воздействие. Поглощение ультразвука тканями возрастает с увеличением частоты колебаний. Энергия, поглощенная телом, переходит в тепло и может вызвать 5 опасное повышение температуры тела. Под воздействием переменного звукового давления ткани организма попеременно сжимаются и растягиваются; при этом перемещение клеток небольшое, но частота их велика, вследствие чего возникают большие ускорения. При интенсивности более 4 • 104Вт/м2 происходят разрушение клеток и изменение свойств тканей. При воздействии ультразвуковых волн малой интенсивности возникает в основном тепловой эффект. При умеренных интенсивностях воздействие может оказаться паралитическим, при больших – смертельным [9, С. 59-61]. Пребывание в звуковом поле, которое создается возле ультразвуковых установок при отсутствии защиты, вызывает усталость, слабость, боли в ушах, головную боль, рвоту; возможны нарушения теплорегуляции, расстройства нервной и других систем организма, функций щитовидной железы и др. Вредное воздействие – действует на сердечно-сосудистую систему; нервную систему; эндокринную систему; нарушение терморегуляции и обмена веществ. Местное воздействие может привести к онемению. При контактном действии ультразвука поражается периферическая нервная система, суставы, нарушается капиллярное кровообращение, снижается болевая чувствительность, разрушается структура костной ткани и т.д. Исследования показали, что в ночное время 13% спящих реагируют на уровни шума 35-40 дБ, 35% -на 45 дБ, при уровне шума 50 дБ у большинства наступает пробуждение. Согласно ГОСТ 12.1.001-89 «Ультразвук. Общие требования безопасности» [6], СН 9-88 РБ 98 «Ультразвук, передающийся контактным путем. Предельно допустимые уровни на рабочих местах», СН 9-87 РБ 98 «Ультразвук, передающийся воздушным путем. Предельно допустимые уровни на рабочих местах» нормируемыми параметрами воздушного ультразвука на рабочих местах являются уровни звукового давления в децибелах в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами 6 12,5, 16, 20, 25, 31,5, 40, 50, 63, 80, 100 кГц, которые определяются по формуле L = 20 lg p/p0, где L – уровень звукового давления, дБ; p – среднее квадратическое значение звукового давления в определенной полосе частот, Па; p0 = 2 • 10 -5Па —исходное значение звукового давления в воздухе. Нормирование ультразвука: Допустимые уровни звукового давления на рабочих местах не должны превышать значений, приведенных в табл. 1. Таблица 1 Предельно допустимые уровни звукового давления воздушного ультразвука на рабочих местах Среднегеометрические частоты третьоктавных полос, кГц 12,5 16 20 25 31,5 – 100,0 Нормируемыми Уровень звукового давления, дБ 80 90 100 105 110 параметрами контактного ультразвука являются пиковые значения виброскорости L или ее логарифмические уровни вдецибелах в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000,16 000, 31 500 кГц, определяемые по формуле Lυ = 20 lg υ/υ0, где υ—пиковое значение виброскорости, м/с; υ0 —опорное значение виброскорости, равное 5 • 10‾8м/с. Допустимые уровни виброскорости и ее пиковые значения на рабочих местах не должны превышать значений, приведенных в табл. 2 7 Таблица 2 Предельно допустимые уровни и пиковые значения контактного ультразвука Среднегеометрические Пиковые значения Уровни виброскорости, частоты октавных виброскорости, м/с дБ полос, кГц 8 – 63 5•10‾3 100 ‾3 125 – 500 8,9•10 105 ‾2 1•103 – 31,5•103 1,6•10 110 Допустимые уровни контактного ультразвука следует принимать на 5 дБ ниже значений, в тех случаях, если работники подвергаются совместному воздействию воздушного и контактного ультразвука. В твердых и жидких средах ультразвук вызывает ряд механических и химических эффектов [8, С.12–14]. К ним относят явление кавитации, возникающий в смешанной среде – жидкость-газ. В зоне разрыва жидкости вследствие периодичного сжатия и растяжения образуются пузырьки, наполнении паром жидкости или газа. Разрыв пузырей сопровождается выделением большого количества энергии. Эффект усиливается с увеличением скорости ультразвука. Действие ультразвука на твердое или газообразное вещество вызывает вибрацию ее частиц с ультразвуковой частотою. Ультразвуковой диапазон частот делится на низкочастотные колебания, а также высокочастотные [10, С. 24–26]. Физико-гигиеническая характеристика ультразвука аналогична звуку, т. е. производится по частоте колебаний и их интенсивности – энергии, проходящей в единицу времени через поверхность, перпендикулярную направлению движения волны, и измеряется в ваттах на 1 см2 в секунду. Ультразвук плохо передается тканям из воздуха, но значительно лучше – из воды, других жидкостей, через твердые материалы. 8 2. Профилактические мероприятия при воздействии ультразвука на человека При воздействии ультразвука на организм человека отмечается, прежде всего, термическое действие вследствие превращения энергии ультразвука в тепло. Ультразвук вызывает микромассаж тканей (сжатие и растяжение), что способствует кровообращению и, следовательно, улучшению функции ткани. Ультразвук стимулирует обменные процессы и оказывает также нервнорефлекторное действие [11, С. 10–12]. Под влиянием ультразвука изменения отмечаются не только в органах, подвергшихся воздействию, но и в других частях организма. При длительном и интенсивном воздействии ультразвук может вызвать разрушение клеток тканей. У лиц, длительно подвергавшихся воздействию ультразвуковых колебаний, отмечается сонливость, головокружения, быстрая утомляемость. При обследовании обнаруживаются явления вегетативной дистонии. Вредное воздействие повышенных уровней ультразвука на организм человека при воздушном облучении рекомендуется устранять и снижать следующими мероприятиями [7, С.31–33]: Рисунок 2 – Мероприятия для снижения вредного воздействия 9 Организационно-профилактические мероприятия по защите от вредного воздействия повышенных уровней ультразвука включают: Рисунок 3– Организационно- профилактические мероприятия Снижение шума ультразвуковых ванн осуществляется укрытием их стальными кожухами, имеющими толщину стенок 1-2 мм. Также поступают и при использовании магнитострикционных преобразователей, при этом в кожух заключают и бачки для охлаждения. Звукоизолирующую способность стенки кожуха можно увеличить, оклеив его рубероидом, технической резиной, специальными пластмассами. В кожухе необходимо заделать все щели и отверстия. Технологические проемы (окна, крышки, дверцы) уплотняют по периметру с помощью резины и для плотного закрытия затягивают специальными замками. Кожухи изолируют от ультразвуковых ванн и от пола резиновыми прокладками толщиной не менее 5 мм. При использовании ультразвуковых ванн применяют полукожухи. Площадь звукопоглощающего материала, покрывающего внутреннюю поверхность полукожуха, принимается не менее 15-кратной площади проема. Работающих в кабинах снабжают средствами индивидуальной защиты от шума: наушниками или вкладышами. В технической документации производственного оборудования указывается ультразвуковая характеристика: уровни звукового давления в третьоктавных полосах принятого диапазона частот, измеряемые в четырех контрольных точках по контуру оборудования при расстоянии между ними не более 1 м на высоте 1,5 м от пола, на расстоянии 0,5 м от контура оборудования и не менее 2 м от отражающих поверхностей. 10 Рисунок4 – Защитные мероприятия 3. Методы измерения, контроля и защиты от ультразвука Контроль уровней ультразвука на рабочем месте проводят для установления соответствия фактических уровней ультразвука на рабочих местах допустимым (не реже одного раза в год) и для разработки и определения эффективности мероприятий по защите от ультразвука [5, С. 48–50]. Контроль уровней ультразвука на рабочих местах производственного оборудования, в котором генерируется ультразвук, следует проводить в нормируемом частотном диапазоне с верхней граничной частотой не ниже рабочей частоты этого оборудования. Точки измерения воздушного ультразвука на рабочем месте должны быть расположены на высоте 1,5 м от уровня основания (пола, площадки), на котором при выполнении работы стоит работник, или на уровне его головы, если работа выполняется сидя, на расстоянии 5 см от уха и на расстоянии не менее 50 см от человека, проводящего измерения. Измерения необходимо выполнять не менее трех раз в каждой третьоктавной полосе для одной точки и затем вычислять среднее значение. Результаты измерений должны характеризовать воздействие ультразвука за время рабочей смены [3, С.72–75]. Измерение уровней контактного ультразвука в зоне контакта с твердой средой следует проводить в зоне максимальных амплитуд колебаний. 11 Для защиты, персонала, обслуживающего источники ультразвука, необходимо применять: – дистанционное управление ультразвуковым оборудованием; – блокировки, обеспечивающие автоматическое отключение источников ультразвука при выполнении вспомогательных операций (загрузке и выгрузке продукции, нанесении контактных смазок и т. д.); – приспособления для удержания источника ультразвука или обрабатываемой детали (для защиты рук от контактного действия ультразвука); – использование по возможности маломощного оборудования, что способствует снижению интенсивности шума и ультразвука на рабочих местах на 20-40 дБ; – размещение оборудования в звукоизолированных помещениях или кабинетах с дистанционным управлением; – оборудование звукоизолирующих устройств, кожухов, экранов из листовой стали или дюралюминия, покрытых резиной, противошумной мастикой и другими материалами. Источники, генерирующие ультразвук с уровнями звукового давления, превышающими предельно допустимые уровни, должны оборудоваться кожухами и экранами и размещаться в отдельных помещениях. Кожухи могут быть изготовлены из следующих материалов [1, С. 65– 67]: – из миллиметровой листовой стали или дюралюминия, обклеенных рубероидом или резиной толщиной 3-5 мм или покрытых противошумной мастикой; – из гетинакса толщиной 5 мм; – из трех слоев резины толщиной 1 мм и др. Для повышения жесткости конструкции к кожуху приваривают ребра жесткости и покрывают снаружи вибропоглощающим материалом, что увеличивает звукоизоляцию в области верхних звуковых и ультразвуковых частот. Внутренние поверхности кожуха 12 необходимо облицевать звукопоглощающим материалом, обладающим высоким поглощением в области высоких частот. В кожухе не должно быть отверстий и щелей. Звукоограждающие экраны рекомендуется использовать для защиты от направленных звуковых волн, излучаемых ультразвуковой установкой. Если, по требованию технологического процесса, установки размещаются в общих помещениях, то они должны быть оборудованы звукоизолирующими кабинами, обеспечивающими снижение уровней звукового давления на рабочих местах до гигиенических нормативов. Неблагоприятное действие шума на работников может быть значительно ослаблено путем использования в ультразвуковых ваннах и станках более высоких рабочих частот (не ниже 22 кГц). Для защиты работников от неблагоприятного воздействия воздушного ультразвука следует применять средства индивидуальной защиты. Для защиты рук от возможного неблагоприятного воздействия контактного ультразвука в твердой или жидкой средах необходимо применять нарукавники, рукавицы или перчатки (наружные резиновые и внутренние хлопчатобумажные). К работе с источниками ультразвука допускаются лица не моложе 18 лет, имеющие соответствующую квалификацию, прошедшие обучение и инструктаж по технике безопасности. К мерам организационного плана относятся соблюдение режима труда и отдыха, запрещение сверхурочных работ. При контакте с ультразвуком более 50 % рабочего времени рекомендуются перерывы продолжительностью 15 мин через каждые 1,5 ч работы. Значительный эффект дает комплекс физиотерапевтических процедур – массаж, УФоблучение, водные процедуры, витаминизация и др. С целью предупреждения и ранней диагностики профессиональных заболеваний у работающих с ультразвуком необходимо предварительные и периодические медицинские осмотры. 13 проводить ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данном исследовании на основе анализа научной литературы и ГОСТа 12.1.001-89 «Система стандартов безопасности труда. Ультразвук. Общие требования безопасности» в процессе исследования осуществлено теоретическую идентификацию понятия «ультразвук». Было установлено, что ультразвуком называют механические колебания упругой среды с частотой, превышающей верхнюю границу чувствительности 20кГц. Ультразвук имеет единую природу со звуком и одинаковые физикогигиенические характеристики, а, следовательно, оценивается по частоте колебаний и интенсивностью. Также была рассмотрена его специфика, которая заключается в том, что он распространяется направленными пучками, через большую частоту и малую длину волн, создает большой ультразвуковой писк. Единицей измерения интенсивности ультразвука является ватт на квадратный сантиметр (Вт/см2). В гигиенической практике интенсивность ультразвука (уровень ультразвукового давления) оценивается в относительных единицах – дБ. Были изучены предельно допустимые уровни звукового давления воздушного ультразвука на рабочих местах и предельно допустимые уровни и пиковые значения контактного ультразвука. Таким образом, можно сделать вывод о том, что при воздействии ультразвука на организм человека отмечается, прежде всего, термическое действие вследствие превращения энергии ультразвука в тепло. Ультразвук вызывает микромассаж тканей (сжатие и растяжение), что способствует кровообращению и, следовательно, улучшению функции ткани. Ультразвук стимулирует обменные процессы и оказывает также нервнорефлекторное действие. Контроль уровней ультразвука на рабочем месте проводят для установления соответствия фактических уровней ультразвука на рабочих 14 местах допустимым (не реже одного раза в год) и для разработки и определения эффективности мероприятий по защите от ультразвука. 15 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Абрамов Н.Р. Аттестация рабочих мест по условиям труда: Практическое пособие/Н.Р. Абрамов. – М.: Изд-во «Безопасность труда и жизни», 2003. –165 с. 2. Безопасность жизнедеятельности: учебник / под ред. Полиевский С.А. – М.: Academia, 2018. – 96 c. 3. Белов, С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (Техносферная Безопасность): Учебник / С.В. Белов. - Люберцы: Юрайт, 2016. – 702 c. 4. Беляков, Г.И. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда: Учебник для бакалавров / Г.И. Беляков. – М.: Юрайт, 2013. – 572 c. 5. Бондаренко В.А. Безопасность жизнедеятельности. Практикум: Учебное пособие / В.А. Бондаренко, С.И. Евтушенко, В.А. Лепихова. – М.: Риор, 2018. – 448 c. 6. ГОСТ 12.1.001-89 «Система стандартов безопасности труда. Ультразвук. Общие требования безопасности» [Электронный ресурс]–Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/5200273 7. Данилина, М.В. Безопасность жизнедеятельности. практикум / М.В. Данилина. – М.: Русайнс, 2018. – 231 c. 8. Косолапова, Н.В. Безопасность жизнедеятельности (для бакалавров) / Н.В. Косолапова, Н.А. Прокопенко. – М.: КноРус, 2016. – 62 c. 9. Литовченко Л.П. О вредном влиянии ультразвукового исследования /Л.П. Литовченко, Г.И. Хижняк // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 3-1. – С. 59-61. 10. Микрюков, В.Ю. Безопасность жизнедеятельности. конспект лекций / В.Ю. Микрюков. – М.: КноРус, 2018. – 224 c. 11. Шутилов, В.А. Основы физики ультразвука / В.А. Шутилов. – М.: Книга по Требованию, 2012.–107 с. 16
