Основними негативними механічними факторами середовища є шум, інфразвук, ультразвук та вібрація

Шум — це сукупність звуків різної частоти та інтенсивності, що заважа-ють нормальній життєдіяльності людини. Звук — це механічні коливання пові-тря з частотою від 20 до 20 000 Гц, які сприймаються людиною за допомогою слухового аналізатора. Шум є однією з форм фізичного (хвильового) забруд-нення природного середовища, адаптація організмів до якого практично не-можлива. Тому він належить до серйозних забруднювачів, які мають контро-люватися й обмежуватися. Рівень шуму вимірюється в одиницях, які характе-ризують ступінь звукового тиску — децибелах (дБ).

Основні джерела шкідливого шуму: 1) усі види транспорту, трубопроводи, вентиляційні системи тощо; 2) промислові об’єкти, обладнання, устаткування тощо; 3) будівельні машини та обладнання; 4) музичні інструменти, гучномовні пристрої, телевізори, радіоприймачі тощо; 5) групи людей та окремі люди.

Класифікація шумів за походженням:

1) шум механічного походження, що виникає внаслідок тертя або вібрації при роботі механізмів та устаткування, а також поодиноких чи періодичних уда-рів у з'єднаннях деталей та конструкцій, при штампуванні чи куванні;

2) шум аеродинамічного походження, що виникає при подачі газу чи повітря по трубопроводах, вентиляційних системах, або їх стравлюванні в атмосферу;

3) шум гідродинамічного походження, що виникає внаслідок процесів, які про-ходять у рідинах (гідравлічні удари, кавітація, турбулентність потоку);

4) шум електромагнітного походження, що виникає внаслідок коливання елементів електромеханічних пристроїв під впливом змінних магнітних полів.

За характером негативного впливу на людину шум поділяється на:

1) такий, що заважає (перешкоджає мовному зв’язку) — від 50 до 70 дБ;

2) подразнювальний (викликає нервове напруження, зниження працездатності, загальну перевтому) — від 70 до 90 дБ;

3) шкідливий (порушує фізіологічні функції організму на тривалий час і викли-кає розвиток хронічних захворювань органів слуху та інших хвороб, що безпосередньо або опосередковано пов’язані із слуховим сприйняттям) — від 90 до 140 дБ;

4) травмуючий (різко порушує фізіологічні функції організму людини) — понад 140 дБ.

За часом та характером дії шуми поділяють на сталі, переривчасті, змінні, фонові та імпульсні (тривалістю менше секунди). За частотно-амплітудними параметрами розрізняють широкочастотні, тональні, низькочастотні (<350 Гц), середньочастотні (350-1000 Гц) і високочастотні (>1000 Гц) шу-ми. Чим вища тональність звуків (шуму), тим шкідливіші вони для органів слуху. Тому для шумів різних частот існують різні гранично допустимі нор-ми. Так, низькочастотні шуми навіть до 100 дБ особливої шкоди слуху не зав-дають, а високочастотні є небезпечними вже при рівнях, більших 75-80 дБ.

Негативний вплив шуму на організм людини може призвести до туговухості (невриту слухового нерву), або ж навіть до шумової хвороби — незворотно-го порушення діяльності різних систем людського організму (центральної нервової системи, вегетативної системи, серцево-судинної системи, кишково-шлу-нкового тракту, ендокринної системи) внаслідок тривалої або систематичної дії шкідливого шуму. Шумова хвороба не виліковується.

Комплекс заходів, спрямованих на боротьбу із шумовим забрудненням: 1) технічні (усунення причин шуму, звукоізоляція); 2) архітектурні (під час будівництва за основу береться витягнута форма промислового приміщення, висотою 6-7 м); 3) організаційні (вдосконалення та використання індивідуаль-них засобів захисту); 4) медико-профілактичні (медичні огляди, диспансерне спостереження, створення і використання кімнат психологічного розвантажен-ня, організація санаторно-курортного лікування).

Комплекс заходів по зменшенню шуму в джерелі його виникнення: 1) конструктивні (акустичне проектування шумних підприємств, озеленення те-риторії господарств і населених місць, розробка досконалих конструкцій дви-гунів машин і вузлів, зменшення навантаження та маси обертальних частин, за-стосування мало шумних підшипників, вдосконалення та використання індиві-дуальних засобів захисту – заглушок, антифонів, навушників, шумозахисних шоломів, протишумового одягу); 2) технологічні (удосконаленя технологічних процесів виготовлення деталей, поліпшення якості складання вузлів, застосува-ня обкатувальних навантажувальних стендів з вимірювальною апаратурою); 3) експлуатаційні (виконання щомісячного технічного обслуговування і регулю-вання, збереження однакової стійкості, своєчасне регулювання та змащування з’єднувальних деталей, усунення перекосів, осьових люфтів).

Заходи боротьби із шумом на шляху його поширення: 1) раціональне роз-міщення джерел шуму відносно оператора машини; 2) дистанційне керування машинами та повна автоматизація процесів; 3) звукоізоляція (встановлення зву-коізолюючих конструкцій, акустичних екранів); 4) звукопоглинання (встанов-лення звукопоглинаючих конструкцій і кожухів, застосування активних і реак-тивних глушників шуму, звукопоглинаючих облицювань, покриттів і мостів).

Боротьба із шумом та його наслідками за допомогою організаційних і медичних заходів: 1)встановлення раціонального режиму праці; 2) суміщення шумних і безшумних робіт; 3) приймання теплих душів і ванн; 4) забезпечення повноцінного сну та відпочинку, раціонального харчування працюючих; 5) зді-йснення медичного вибору за професійною придатністю; 6) проведення експер-тизи працездатності в умовах шуму.

Інфразвук — звукові коливання з частотою менше 20 Гц. Він виникає під час багатьох природних явищ (землетрусів, ураганів, штормів, виверження вул-канів), а також при роботі багатьох машин та механізмів (компресорів, металоо-бробного обладнання, електричних та механічних приводів машин та ін.), що здійс-нюють обертальні або зворотно-поступальні рухи з повторним циклом до 20 разів за секунду. Інфразвук аеродинамічного походження виникає при турбулентних процесах, в потоках газів та рідин. Він поширюється на значно більші відстані ніж звичайний звук.

Інфразвук несприятливо впливає на весь організм людини, в т. ч. і на органи слуху, знижуючи слухову чутність на всіх частотах. Інфразвукові коливання спри-ймаються як фізичне навантаження, в результаті якого виникає втома, головний біль, запаморочення, порушується діяльність вестибулярного апарату, знижується гострота зору та слуху, порушується периферійний кровообіг, виникає відчуття страху і т. ін. Важкість впливу залежить від діапазону частот, рівня звукового тис-ку та тривалості. Низькочастотні коливання з рівнем інфразвукового тиску, що перевищує 150 дБ, людина не в змозі перенести. Особливо несприятливі наслідки викликають інфразвукові коливання з частотою 2-15 Гц у зв’язку з виникненням резонансних явищ в організмі людини. Особливо небезпечною є частота 7 Гц, тому що вона може збігатися з a -ритмом біотоків мозку.

Порогові значення дії інфразвуку: 1) порогом безпеки є рівень інфразвуку 90 дБ; 2) межа витривалості — 140-155 дБ (за умови тривалого впливу в ор-ганізмі людини з’являються психофізіологічні відхилення від нормального ста-ну, які дуже важко вилікувати); 3) порогом потенційної небезпеки для жит-тя людини є інфразвуки інтенсивністю 155-180 дБ; 4) поріг небезпеки смерті — 180-190 дБ (призводить до смерті навіть під час короткочасного впливу).

Ультразвук — звукові коливання з частотою понад 20 000 Гц. При розпов-сюдженні в різних середовищах ультразвукові хвилі поглинаються тим швидше, чим вища їх частота. Поглинання ультразвуку супроводжується нагріванням середо-вища. Деякі тварини (летючі миші, дельфіни) генерують і сприймають ультраз-вук для локації оточуючого середовища. Ультразвук використовується в проце-сах металообробки, в ультразвукових установках, з метою отримання емульсій, сушіння, очищення, зварювання, дефектоскопії, навігації, підводного зв’язку, в медицині для лікування та діагностики.

Низькочастотний ультразвук діє на весь організм людини, зокрема на вести-булярний апарат. Навіть невеликі дози ультразвукового опромінювання за умо-ви тривалого і багаторазового повторюваного впливу викликають у людини слабкість, сонливість, зниження працездатності. Тривала, систематична дія уль-тразвуку, що поширюється через повітря, викликає функціональні зміни діяль-ності нервової, серцево-судинної та ендокринної систем, слухового та вестибу-лярного аналізаторів, зміни властивостей та складу крові. Дія ультразвуку вик-ликає вегето-судинну дистонію, головний біль. Контактна дія високочастотного ультразвуку призводить до порушення капілярного кровообігу в кистях рук, зниження больової чутливості, захворювань нервової системи. Ультразвук з рівнем звукового тиску 80-90 дБ має стимулюючий вплив, діючи як мікромасаж, але при понад 120 дБ впливає на людину катастрофічно.

Вібрація — це механічні коливання твердих тіл, частин апаратів, машин, устаткування, споруд, що сприймаються організмом людини як струс (частота коливань від 0,01 до 500 Гц). Джерелами вібрації є виробниче обладнання, тра-нспорт, будівельні машини. Основними параметрами, що характеризують вібра-цію, є: частота n (Гц); амплітуда зсуву А (м) (розмір найбільшого відхилення точ-ки, що коливається, від положення рівноваги); коливальна швидкість v (м/с); коливальне прискорення а (м/с²).

За способом впливу на людину вібрація поділяється на:

1) загальну вібрацію (вібрацію робочих місць), яка передається всьому тілу лю-дини через опорні поверхні (підлогу, сидіння, робочий майданчик);

2) локальну вібрацію (місцеву вібрацію), яка діє на окремі ділянки тіла, в пер-шу чергу кінцівки (коливаннями інструмента або устаткування).

Тривалі вібрації завдають великої шкоди здоров’ю — від сильної втоми й не дуже значних змін багатьох функцій організму до зміщення та зменшення органів, струсу мозку, деформації або розриву тканин та клітин окремих орга-нів, порушення роботи центральної і вегетативної нервових систем, шлунково-кишкового тракту, вестибулярного та опорно-рухового апарату, серцево-судин-ної системи та статевих органів, деформації м’язів і кісток, порушення чутливо-сті шкіри, периферійного кровообігу. Низькочастотна вібрація (0,01-16 Гц) ду-же негативно впливає на процеси обміну речовин в організмі людини: змінює вуглеводний обмін, біохімічні показники крові, що призводить до порушення білкового, ферментативного, вітамінного та холестеринового обмінів. Найбільш небезпечною для внутрішніх органів людини є загальна вібрація з частотою від 1 до 250 Гц, оскільки вона може збігатись з їх власною частотою коливань. В результаті цього може виникнути резонанс, що призведе до значних перемі-щень і механічних ушкоджень внутрішніх органів. Для голови негативною є ві-брація з частотою 1-20 Гц. Для грудей, діафрагми та живота резонансними є ча-стоти 3-4 Гц. Для серця — 5-6 Гц. Вібрація з частотою 60-90 Гц викликає сер-йозні розлади зорового сприйняття (резонанс очних яблук). На центральну нервову систему дуже негативно впливає вібрація з частотою 200-250 Гц.

Вплив вібрації протягом тривалого часу поряд з впливом ін. несприятливих факторів викликає вібраційну хворобу. Найбільша небезпека розвитку якої ви-никає при впливі вібрації з амплітудою коливань 0,101-0,3 мм та частотою 16-250 Гц. Форми вібраційної хвороби, викликаної локальною та загальною вібра-цією, різні. Найбільш поширена віброхвороба, викликана впливом локальної ві-брації. Ця форма віброхвороби характеризується ураженням нервово-м’язової та опорно-рухової системи і менш вираженими змінами судинної системи. Су-динні розлади проявляються через порушення периферійного кровообігу, зміни тонусу капілярів. Це спричинює судоми судин, котрі починаються з пальців і поширюються на всю кисть, передпліччя. Судоми досягають судин серця, по-рушується постачання кінцівок кров’ю. Локальна вібрація, впливаючи на нер-вові закінчення, м’язи та кісткові тканини, зумовлює зниження чутливості шкі-ри, скостеніння сухожиль м’язів, відкладення солей в суглобах пальців та кистей. Зовнішньою ознакою цих явищ є побіління пальців рук. Під впливом віб-раційної хвороби виникає ниючий біль у верхніх кінцівках, котрий відчувається переважно вночі та під час відпочинку. Симптомами віброхвороби є розлад чу-тливості, особливо вібраційної, больової та температурної. Локальна вібрація впливає на осіб, котрі працюють з ручним механізованим інструментом. Загаль-на вібрація викликає віброхворобу у водіїв транспортних засобів та операторів транспортно-технологічних машин та агрегатів. Основним симптомом цієї фор-ми віброхвороби є вестибулопатія, (запаморочення, головний біль, гіпергід-роз). Встановлено, що з віком ризик захворіти на вібраційну хворобу зростає.

Методи боротьби з вібрацією:

1) вплив на джерело збудження вібраційних коливань шляхом зниження або ліквідації збуджувальних сил;

2) використання конструкційних матеріалів з великим коефіцієнтом тертя, на-несення на вібруючі поверхні шару пружно-в’язкого покриття;

3) використання вібропоглинаючих матеріалів;

4) введення у коливну систему додаткової маси або збільшення жорсткості системи (динамічне гасіння);

5) використання пружинних опор та основ;

6) використання індивідуальних засобів захисту (віброгасячих рукавиць, віб-рогасячих жилетів, килимків);

7) архітектурно-планувальні рішення, що передбачають раціональне розмі-щення технологічного устаткування, машин і механізмів.