(一)基本概念 生產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傳播,并為人耳所接受產生聲音感覺。在生產場所中振動和噪聲常常同時存在,只是由于振動源的性質及作用條件的不同,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。 頻率單位時間內所完成的振動次數,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。周期性振動所產生的聲音為樂聲;無規(guī)則、非周期性振動所產生的聲音為噪聲。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主要有:聲壓聲波在空氣介質中傳播,對影響范圍內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,而是對數關系。從聽閾到痛閾的聲強以對數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生的音響感覺能相互比較,取1000Hz的標準音產生的音響感覺為基礎,與之產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,便可根據等響曲線圖查出其響度級的數值。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 聲級計是根據人耳的感音特性,參考等響曲線,設計“A”、“B”、“C”等計權網絡,采用幾種不同類型的濾波器制成。A網絡是模似人耳對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)生產性噪聲 1.生產環(huán)境中噪聲的分類和主要作業(yè)根據噪聲來源可分為①機械性噪聲:由于機械的轉動、撞擊、摩擦而產生的噪聲,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生的聲音,如發(fā)電機、變壓器等發(fā)出的聲音。 根據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)境后數分鐘內即可恢復正常。這種現象稱為聽覺適應(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,甚至需數小時,這種現象稱為聽覺疲勞(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也不能完全恢復,則可發(fā)展成為病理狀態(tài),出現內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典型的4000Hz處呈V形下陷(圖4-15)并隨工齡增加而加重。多數學者主張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毛細胞出現退行性變化、萎縮破壞;③內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、網狀內皮系統(tǒng)功能改變。動物實驗中觀察到噪聲可使腎上腺功能亢進,腦垂體前葉內嗜伊紅細胞數增多,尿中17-酮類固醇含量減少。胃腸道內消化液的分泌、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,則出現聽力損失的時間愈短。據國內調查,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:強度和頻率經常發(fā)生變化的噪聲比穩(wěn)定噪聲有更大的危害,調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,容易產生聽覺疲勞以及噪聲聾。 (三)生產性振動 1.生產性振動的來源和主要作業(yè)在工農業(yè)生產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(如內燃機車、飛機、船舶等);④農業(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可見于表4-11 振動源產生振動的參數受許多因素的影響,即使同一振動來源,也可隨生產的性質、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,主要表現為脫鈣、囊樣變、內生骨疣、局限性骨質增生、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,也可累及肢體神經及運動功能。發(fā)病部位一般多在上肢末端,其典型表現為發(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,結合末梢循環(huán)功能及神經功能的檢查,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,出現下列情況之一者,可診斷為輕度局部振動。(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指端壞疽;(b)手部肌肉明顯萎縮,肌電圖檢查可見神經原性損害。 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為降低,運動的協(xié)調性發(fā)生障礙。由于前庭內臟反射作用,常常表現出面色蒼白、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、體溫降低等。婦女則常有子宮下垂,流產及異常分娩率增加。有人報道振動還可導致月經障礙、卵巢內分泌失調等。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。 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,且應具有一定質量以防產生共振。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墻壁或懸掛在室內空間,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,應當調離振動作業(yè)。 |