(一)基本概念 生產(chǎn)場所的許多運動的物體可以成為振動源。每秒鐘振動10~8000次的物體,與人體接觸,可由皮膚及肢體的振動感受器所感受而產(chǎn)生搖晃或抖動的感覺。每秒鐘振動20~20000次的物體,其能量可通過空氣或其他介質(zhì)傳播,并為人耳所接受產(chǎn)生聲音感覺。在生產(chǎn)場所中振動和噪聲常常同時存在,只是由于振動源的性質(zhì)及作用條件的不同,有時以振動為主,有時以噪聲為主。 1.振動物體沿直線或弧線經(jīng)過某一中心位置(或稱平衡位置)的來回運動,稱為振動(vibration)。與衛(wèi)生學有關的振動特性參數(shù)主要有: 振幅指振動物體離開中心位置的最大距離,振幅大小以cm表示。 頻率單位時間內(nèi)所完成的振動次數(shù),頻率單位為赫茲(Hz),1秒鐘振動1次為1Hz。 加速度振動體在單位時間內(nèi)的速度變化叫加速度,其單位為m/s2。振動體的速度和加速度隨時間呈周期性變化,在位移為0時速度最大,加速度為0;位移最大時則速度為0,加速度最大。 機體對不同頻率的振動反應不同,圖4-13表示人體對不同頻率振動的感覺閾。頻率相同的振動,其加速度和振幅愈大,其危害性也大。 2.噪聲20~20000Hz的振動在彈性介質(zhì)中傳播,達到人耳引起的音響感覺,稱為聲音;這種振動波稱為聲波。周期性振動所產(chǎn)生的聲音為樂聲;無規(guī)則、非周期性振動所產(chǎn)生的聲音為噪聲。目前認為凡是使人厭煩的、不需要的聲音,統(tǒng)稱為噪聲。與衛(wèi)生學有關的聲音物理參數(shù)主要有:聲壓聲波在空氣介質(zhì)中傳播,對影響范圍內(nèi)的物體施加了一定的壓力,稱為聲壓,以P表示,單位為帕(Pa)。聲壓的大小反映聲音的強度(聲強)。聲頻引起音響感覺的聲波振動的頻率范圍為20~20000Hz,稱為聲頻。低于此頻率范圍為次聲;高于此頻率范圍為超聲。由單一頻率發(fā)出的聲音為純音;由許多頻率組成的聲音為復合音。噪音多屬復合音。 響度人耳對聲音強弱的主觀感覺量度,稱為響度。響度的大小取決于聲壓(或聲強)和聲頻。人耳剛剛能聽到的最小聲強,稱為聽閾(Anditory threshold);聲強增加到相當程度時可使人耳產(chǎn)生疼痛的感覺,開始感到疼痛的聲強稱為痛閾(painthreshold)。痛閾和聽閾之間的范圍稱為聽域。人耳對不同頻率的聲音有不同的聲域,1000~4000Hz聲音的聽域最大。1000Hz聲音的聽閾為2×10-4μPa,痛閾為2×102μPa。聽閾是一個很重要的指標,測定聽閾是檢查聽覺適應、聽覺疲勞及耳聾發(fā)展程度的主要手段。 響度隨聲強的增加而增大。但實驗證明聲強和響度之間不是簡單的比例關系,而是對數(shù)關系。從聽閾到痛閾的聲強以對數(shù)量級來表示即為聲強級,單位為分貝(dB)。以1000Hz純音的聽閾聲強為基準,定為0dB,被測聲強與基準的比值即為被測聲音的聲強級,其dB數(shù)按下式計算:
式中:L1——聲強級(dB) I——被測聲強 I1——基準聲強。輕聲說話聲音強度級約為40dB,普通說話聲約為60~70dB等。 人對聲音的感覺不僅與強度有關,而且還與頻率有關,即使聲強相同而頻率不同時,聽到的音響感覺也是不同的。為使不同頻率的聲音所產(chǎn)生的音響感覺能相互比較,取1000Hz的標準音產(chǎn)生的音響感覺為基礎,與之產(chǎn)生同樣音響感覺的各種聲音均以此標準音的聲強級表示,稱之為響度級,其單位為■(phon)。例如,頻率為100Hz、強度為50dB的聲音,其響度與1000Hz、強度級為20dB的聲音相同,則前者的響度級為20■。響度級可由等響曲級圖(圖4-14)中查得。等響曲線是以聽覺正常的人為對象,由實驗得出。已知其聲音的強度和頻率,便可根據(jù)等響曲線圖查出其響度級的數(shù)值。從圖4-14可見,50~70Hz的低頻聲音,強度級和響度級的差異很大;強度級超過80dB時,等響曲線接近于水平。 環(huán)境中所接觸到的聲音,絕大部分是由各種不同頻率的聲音組合而成,把各種頻率由低到高進行排列,可成為一連續(xù)的頻譜。為便于實際測量和分析,人為的把這一寬廣的聲頻(16~20000Hz)范圍分為幾個頻段,通常稱為頻帶或頻程。根據(jù)劃分方法的不同,常用的有倍頻程和1/3倍頻程 聲級計是根據(jù)人耳的感音特性,參考等響曲線,設計“A”、“B”、“C”等計權網(wǎng)絡,采用幾種不同類型的濾波器制成。A網(wǎng)絡是模似人耳對40 純音的等響曲線,對低頻音有較大的衰減,對高頻音不衰減,這正符合人耳的特性;C網(wǎng)絡是模似人耳對100■純音的等響曲線,對所有頻率聲音幾乎都不衰減,故C聲級可作為總聲級。目前ISO推薦采用A聲級作為噪聲衛(wèi)生評價的指標。 (二)生產(chǎn)性噪聲 1.生產(chǎn)環(huán)境中噪聲的分類和主要作業(yè)根據(jù)噪聲來源可分為①機械性噪聲:由于機械的轉(zhuǎn)動、撞擊、摩擦而產(chǎn)生的噪聲,如織機、球磨機、電鋸等發(fā)出的聲音;②流體動力性噪聲:由于氣體壓力突變或流體流動而產(chǎn)生的聲音,如汽笛、空壓機、通風、放水及沖刷等發(fā)出的聲音;③電磁性噪聲:由于電機交變力相互作用而產(chǎn)生的聲音,如發(fā)電機、變壓器等發(fā)出的聲音。 根據(jù)噪聲的作用特點可分為連續(xù)噪聲及脈沖性噪聲;按頻率大小又可分為:低頻(300Hz以下)、中頻(300~800Hz)和高頻(800Hz以上)。生產(chǎn)環(huán)境中實際存在的噪聲是各種頻率聲音的混合,各個頻率的聲強也不相同,組成特殊的頻譜。生產(chǎn)性噪聲多屬寬頻帶、中高頻噪聲 接觸噪聲的作業(yè)種類甚多,主要工種有:使用各種風動工具的工人(如機械工業(yè)中的鉚工、鏟邊工、鑄件清理工、開礦,水利及建筑工程的鑿巖工等)、紡織工、發(fā)動機試驗人員、鋼板校正工、拖拉機手、飛機駕駛員和炮兵等。 2.噪聲對人體的危害生產(chǎn)性噪聲對人體的不良影響,首先是對聽覺器官的損害;同時對神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)及全身其他器官功能也有不同程度的危害。 (1)聽覺損害:長時間在噪聲作用下,聽覺敏感性下降,聽閾上升可達10~15dB;但離開噪聲環(huán)境后數(shù)分鐘內(nèi)即可恢復正常。這種現(xiàn)象稱為聽覺適應(auditory adaptation),這是人體的一種保護性反應。聽覺適應有一定的限度,在強烈噪聲長期作用下,聽力減弱,聽覺敏感性可下降10~15dB以上、甚至達30dB。離開噪聲環(huán)境后聽覺敏感性的恢復需要較長時間,甚至需數(shù)小時,這種現(xiàn)象稱為聽覺疲勞(auditory fatigue)。聽覺疲勞是病理前狀態(tài),是可以恢復的功能性變化,或稱為暫時性聽閾上移(temporary thresholdshift,TTS)。如在強烈噪聲長期反復作用下,聽覺疲勞在休息時間內(nèi)也不能完全恢復,則可發(fā)展成為病理狀態(tài),出現(xiàn)內(nèi)耳的退行性改變以及永久性聽閾上移(permanent thresholdshift,PTS)。進一步形成聽力損傷(hearing impairment)和噪聲聾(noise-induceddeafness)。 噪聲聾:又稱職業(yè)性耳聾(occupational deafness),是我國的一種法定職業(yè)病,其主要表現(xiàn)是聽力下降。以聽力計(audio meter)檢查可見以4000Hz為中心的高頻聽閾上升,在聽力曲線圖上呈現(xiàn)典型的4000Hz處呈V形下陷(圖4-15)并隨工齡增加而加重。多數(shù)學者主張V形下陷的原因是耳蝸底部對噪聲最為敏感,而4000Hz的噪聲在耳蝸基底膜上的相應作用部位正是在底部。動物實驗證明,在噪聲作用下柯蒂器(Corti’s organ)從底部開始出現(xiàn)退行性變,頂部的損害較晚,故早期低頻聽力的損害很輕或保持正常。噪聲導致耳蝸病變的機制尚不完全清楚。病變進展可分四個階段:①聽閾開始下降,柯蒂器并無形態(tài)學病變;②毛細胞出現(xiàn)退行性變化、萎縮破壞;③內(nèi)外毛細胞均完全萎縮消失,支持組織也開始萎縮;④柯蒂器全部萎縮消失,僅殘留基底膜及被覆在上面的一層上皮細胞。有人認為聽覺疲勞造成大腦皮質(zhì)聽覺中樞和聽覺細胞的過勞和衰竭,特別是在噪聲作用下,聽覺細胞代謝增強,耗氧量增大,呼吸酶(如琥珀酸脫氫酶)的活性下降,影響細胞的能量代謝導致細胞變性壞死。有人則強調(diào)噪聲所引起的聽覺器官血管痙攣,導致柯蒂器的營養(yǎng)障礙所致。 急性聽力損傷:又稱暴振性耳聾(explosic deafness),多因爆破、火器發(fā)射或其他突發(fā)性巨響所引起。病變不僅由于強大的聲壓,而且更主要的是由于沖擊波氣壓的急劇變化而引起的創(chuàng)傷,可導致鼓膜破裂、中耳聽骨破壞、內(nèi)耳組織損傷出血,甚至腦震蕩;颊呤苷窈螽敃r即感聽力完全喪失、劇烈眩暈和耳鳴,有時惡心、嘔吐。輕癥可部分或大部恢復,重癥可致永久性耳聾。 噪聲聾的診斷:①明確地接觸高強度噪聲的職業(yè)史;②排除其他致聾的原因,如中耳炎、藥物、老年聾及外傷等;③用聽力計測聽,永久性聽閾上移超過正常范圍,即:高頻純音3000、4000、6000Hz任一頻率聽力下降≥30dB為聽力損傷,列為觀察對象;500、1000、2000Hz語言頻率聽力下降三者的均值≥25dB時,為噪聲聾。 國內(nèi)有人建議噪聲聾分級標準:聽力下降25~40dB為輕度;41~55dB為中度;56~70dB為重度;71~90dB為嚴重度;>90dB為全聾。 慢性噪聲性聽力損傷及噪聲聾目前還缺乏有效的治療方法,主要應加強預防及采取聽力保護措施。暴振性耳聾應及時給以促進內(nèi)耳血液循環(huán)和改善營養(yǎng)及代謝狀況的藥物。對鼓膜及中、內(nèi)耳外傷應注意防止感染及采取對癥治療。 (2)聽覺外損傷:噪聲尚可引起聽覺器官之外的其他系統(tǒng)的改變。例如疲乏無力、頭痛、頭脹、睡眠障礙、注意力不集中、記憶力減退等一系列神經(jīng)癥狀。高頻噪聲常常引起血管痙攣、心律增快及血壓增高等心血管系統(tǒng)的改變。有人報道噪聲可使血液中白細胞增多、網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)功能改變。動物實驗中觀察到噪聲可使腎上腺功能亢進,腦垂體前葉內(nèi)嗜伊紅細胞數(shù)增多,尿中17-酮類固醇含量減少。胃腸道內(nèi)消化液的分泌、腸蠕動能力,也可在噪聲作用下發(fā)生變化?傊肼暤奈:κ侨硇缘,聽力損失只是一個重要方面,近來有人用噪聲病這個概念,來強調(diào)噪聲危害的全身性。 3.影響噪聲危害的因素: (1)噪聲的強度和頻率組成:強度愈大對人的危害也愈大,一般認為80dB以下的噪聲,聽力損失率甚低,90dB以上聽力損失發(fā)生率逐漸升高,140dB噪聲作用下短期內(nèi)即可造成永久性聽力喪失。頻率的影響也很大,通常高頻噪聲的危害較低頻為大。 (2)噪聲工齡和每天接觸時間:工齡增加,噪聲聾的發(fā)生率也隨之增高。噪聲強度愈大,則出現(xiàn)聽力損失的時間愈短。據(jù)國內(nèi)調(diào)查,在高頻噪聲環(huán)境中作業(yè),聽力損失(聽閾上升25~35dB)開始出現(xiàn)的時間:80dB時為10~15年;100~110dB時為2~3年;110~129dB時為1~2年。有時噪聲強度雖不太大,但作用時間很長時,也能引起聽力損害。工作日內(nèi)安排一定的工間休息,使工人在休息期間離開噪聲環(huán)境,有利于聽覺疲勞的恢復。 (3)噪聲的性質(zhì):強度和頻率經(jīng)常發(fā)生變化的噪聲比穩(wěn)定噪聲有更大的危害,調(diào)查資料證明脈沖噪聲更易引起聽力損傷。 (4)個人防護和個體感受性:配戴防聲器有一定的防護效果,可以推遲或減輕聽力損傷。個人因素的差異也影響發(fā)病情況;聽覺器官有其他病變時,容易產(chǎn)生聽覺疲勞以及噪聲聾。 (三)生產(chǎn)性振動 1.生產(chǎn)性振動的來源和主要作業(yè)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中振動的來源和接觸作業(yè)主要有①風動工具(如鉚釘機、鑿巖機、風鏟等)作業(yè):鉚接、鑿巖、清砂、噴砂等;②電動工具(如電鋸、電鉆、研磨機、砂輪等)作業(yè):割鋸、鉆孔、研磨等;③交通工具(如內(nèi)燃機車、飛機、船舶等);④農(nóng)業(yè)機械(如拖拉機、收割機、脫粒機等)作業(yè)。 常用的振動工具的振動測量參數(shù)可見于表4-11 振動源產(chǎn)生振動的參數(shù)受許多因素的影響,即使同一振動來源,也可隨生產(chǎn)的性質(zhì)、工人操作時所用力量的大小、作業(yè)方式而有變動。表4-12表明上述各因素對振動參數(shù)的影響。因此,在評價振動時,充分考慮到這些影響因素是非常必要的。 2.振動對人體的危害根據(jù)振動對人體作用范圍可分為全身振動及局部振動。前者是由地板或機器操作臺通過下肢對全身起作用,如拖拉機手或混凝土拌攪臺操作工等所接受的振動;后者則系振動部件直接作用于人體的某一部分,如手持風動工具時,主要作用于上肢和肩關節(jié)。 (1)局部振動:局部振動首先能引起中樞及周圍神經(jīng)的功能改變,振動感覺減弱或消失,痛覺、觸覺也常常發(fā)生改變。神經(jīng)肌肉裝置的興奮性發(fā)生變化,運動和感覺時值縮短或延長,肌肉引力下降。高頻率、小振幅可引起血管收縮和血壓上升,甚至發(fā)生血管痙攣;低頻率、大振幅的振動可使血管擴張和血壓下降。振幅大而又有沖擊力的振動,往往造成骨、關節(jié)的改變,主要表現(xiàn)為脫鈣、囊樣變、內(nèi)生骨疣、局限性骨質(zhì)增生、無菌性壞死及變形性關節(jié)炎。 局部振動。╯egmental vibration disease):是國家規(guī)定的職業(yè)病。由于長期從事局部振動作業(yè)而引起的末梢循環(huán)障礙為主的疾病,也可累及肢體神經(jīng)及運動功能。發(fā)病部位一般多在上肢末端,其典型表現(xiàn)為發(fā)作性手指變白,亦稱振動性白指(vibration inducedwhite finger,VWF)。 局部振動病的診斷原則:具有長期從事局部振動作業(yè)的職業(yè)史和有關主要臨床表現(xiàn),結合末梢循環(huán)功能及神經(jīng)功能的檢查,進行綜合分析,排除其他疾病后方可診斷為局部振動病。 局部振動病診斷及分級標準如下: 1)觀察對象:有長期密切的職業(yè)接觸史,作業(yè)工齡一般在一年以上,具有手部疼痛、麻木、發(fā)冷、僵硬、發(fā)脹、無力、多汗等局部癥狀,也可出現(xiàn)頭痛、失眠、耳鳴、關節(jié)疼痛等全身癥狀,并具有下列情況之一者,列為觀察對象:(a)手部冷水浸泡后復溫時間超過30分鐘;(b)甲皺微循環(huán)檢查顯示異形管袢明顯增多,毛細血管呈痙攣狀態(tài);(c)手部痛覺、觸覺、振動覺減退。 2)輕度局部振動。撼鲜霭Y狀外,出現(xiàn)下列情況之一者,可診斷為輕度局部振動病:(a)遇冷時指尖發(fā)白,界線分明,偶可波及個別手指近端指節(jié);(b)末梢循環(huán)功能改變不明顯,但肌電圖檢查有神經(jīng)原性損害,或伴有手部肌肉輕度萎縮。 3)重度局部振動。壕哂邢铝星闆r之一者,可診斷為重度局部振動。(a)白指發(fā)展至多手指近端指節(jié),除冬季外其他季節(jié)遇冷后也有發(fā)作,對生活及工作有一定的影響,個別病情嚴重者可出現(xiàn)指端壞疽;(b)手部肌肉明顯萎縮,肌電圖檢查可見神經(jīng)原性損害。 局部振動病的治療原則:采用擴張血管及改善神經(jīng)營養(yǎng)的藥物、運動治療、物理療法和有活血通絡作用的中藥作綜合治療。必要時外科治療。 (2)全身振動對人體的危害:全身振動一般為大振幅、低頻率的振動。振動的加速度能為前庭器官所感受,引起前庭器官長期過度興奮,致使壺腹脊纖維細胞和耳石膜的退行性變。隨著工齡的增加,興奮性由亢進逐漸轉(zhuǎn)為降低,運動的協(xié)調(diào)性發(fā)生障礙。由于前庭內(nèi)臟反射作用,常常表現(xiàn)出面色蒼白、冷汗、唾液分泌增加、眩暈、惡心、嘔吐、食欲不振、呼吸表淺而頻數(shù)、體溫降低等。婦女則常有子宮下垂,流產(chǎn)及異常分娩率增加。有人報道振動還可導致月經(jīng)障礙、卵巢內(nèi)分泌失調(diào)等。接受全身振動影響的工人還常有上腹飽滿、脹痛等胃腸道癥狀,早期可能胃酸過多,晚期常呈胃酸降低或缺乏。此外,內(nèi)臟移位、眼底靜脈血管擴張、彎曲或動脈狹窄、眼壓改變及視力障礙等,也有所報道。眩暈癥中的暈車、暈船即屬全身振動性疾病的表現(xiàn)。 3.影響振動作用的主要因素: (1)頻率與振幅:大振幅、低頻率的振動,主要引起內(nèi)臟移位和前庭器官的興奮;而小振幅、高頻率的振動,則主要作用于神經(jīng)末梢。頻率相同,振幅增大時對機體的影響也增大。高頻率振動長期作用都會產(chǎn)生有害影響,頻率40~300Hz的振動危害明顯。 (2)加速度:振動的加速度愈大危害性也愈大。 (3)接觸振動時間:時間越長不良影響越大。間斷接觸或適當安排工間休息,對減輕振動危害有重要作用。 (4)體位和操作方式:站立時對垂直振動較敏感,臥位時對水平振動較敏感。用肩、胸、腹或下肢緊貼振動物體,或用手緊握振動部件等操作方式進行作業(yè)時,振動的危害更大。 (5)環(huán)境條件:寒冷季節(jié)或寒冷的工作地點可增加局部振動病的發(fā)生率。使用風動工具的工人易受振動和排氣所造成的低溫同時作用,可促使振動病發(fā)作。 (四)防止振動和噪聲危害的措施 預防振動和噪聲的危害可以從四個方面著手:消除生產(chǎn)過程中的振動源和噪聲源,控制振動和噪聲的傳播,加強個人防護以及采取相應的醫(yī)療預防措施。 1.消除振動源和噪聲源改革工藝過程和生產(chǎn)設備。以無聲鉚(水壓或油壓機)代替風動工具鉚接、用液壓機代替鍛造機、用焊接代替鉚接、用電弧氣刨代替風鏟鏟除鑄件缺陷等。 2.控制噪聲的傳播 (1)隔聲、隔振:用一定的材料、結構和裝置將噪聲源封閉,防止噪聲傳播。常用的如隔聲罩、隔聲墻、隔聲門窗等,所有隔聲結構應當嚴密無縫隙,且應具有一定質(zhì)量以防產(chǎn)生共振。在機器的基礎上應設專門的隔振材料,以防振動和噪聲通過地板等固體材料向外傳播。 (2)消聲:主要用消除或減弱風道、排氣管等產(chǎn)生的流體動力性噪聲。常用各種消聲器。 (3)吸音:用多孔材料鋪裝在室內(nèi)墻壁或懸掛在室內(nèi)空間,以吸收傳播中的聲能,降低噪聲水平。常用的吸音材料有玻璃棉、礦渣棉、泡沫塑料、毛氈、棉絮等,有的利用共振的原理,采用穿孔板做吸音結構。 (4)合理的廠區(qū)規(guī)劃、廠房設計:在產(chǎn)生強烈噪聲的車間周圍應設良好綠化的防護帶、車間墻壁、頂板、地板等應當使用吸音材料,以減少車間內(nèi)噪聲的反射和散播。 3.衛(wèi)生防護措施 (1)合理使用耳塞:合理使用防聲耳塞、耳罩,對保護聽覺器官有一定效果。耳塞多由泡沫塑料、軟塑料及纖維棉等材料制成,根據(jù)外耳道大小設計若干型號,隔聲效果可達30~40dB,對高頻噪聲效果顯著。 (2)戴防護手套:對接觸局部振動的工人,發(fā)放雙層襯墊無指手套或泡沫塑料襯墊手套,可起到減振及保暖的作用,對預防振動病有一定效果。 (3)合理安排勞動制度:工作日中穿插一定中間休息,休息期間離開噪聲和振動車間,并根據(jù)噪聲和振動的頻率和強度,適當限制工作時間。如我國對新建、擴建和改建企業(yè)噪聲最大允許強度為:85dB(A)8小時,強度每增加3dB(A),工作時間相應要縮短一半,但最高不得超過115dB(A)。 (4)注意保暖:對接觸振動的工人應當注意保暖,車間氣溫不應低于16℃。 4.醫(yī)療預防措施對接觸噪聲及振動的工人,應當進行定期體格檢查。接觸噪聲的工人應以聽力檢查為重點,如在停止接觸噪聲后16小時以上,高頻段(3000~6000Hz)聽力下降15dB時,即應采取相應的處理以防聽力繼續(xù)下降。定期檢查中發(fā)現(xiàn)局部振動病觀察對象者,即應加以治療或密切觀察,確診后的患者,應當調(diào)離振動作業(yè)。 |