Гигиена труда

Профессиональное заболевание - заболевание, развившееся в результате воздействия факторов риска, обусловленных трудовой деятельностью (определение Международной организации труда - МОТ).

Опасность для здоровья работника производственных факторов окружающей среды различной природы (физической, химической, биологической) в комбинации с неблагоприятным характером (содержание труда) трудовой деятельности может усугубляться ролью генетических, экологических и социальных показателей.

Впервые перечень профессиональных заболеваний был установлен конвенцией МОТ в 1964 г. Он включал наиболее известные профессиональные заболевания, развивающиеся под воздействием факторов производственной среды. В 1990 г. Европейская комиссия МОТ утвердила Европейский перечень профессиональных заболеваний.

В настоящее время нет общепринятой классификации профессиональных заболеваний. Каждая страна - член МОТ - устанавливает свой Перечень профессиональных заболеваний и определяет меры их профилактики и социальной защиты пострадавших. Основные критерии, позволяющие определить профессиональное происхождение заболеваний, следующие:

В основу классификации профессиональных заболеваний кладется системный или этиологический принцип. Системный принцип основан на преимущественном действии профессиональных вредностей на ту или иную систему организма (например, заболевания с преимущественным поражением органов дыхания, системы крови и т.д.). Этиологический принцип основан на воздействии различных групп повреждающих факторов - химических, промышленных аэрозолей, физических, связанных с перенапряжением и физическими перегрузками отдельных органов и систем и биологических. Кроме того, выделяются отдельно аллергические заболевания и новообразования.

Действующий в Российской Федерации список профессиональных заболеваний (утвержден в 1996 г.) основан на этиологическом принципе и включает 150 заболеваний. Он состоит из трех разделов. Первый содержит наименование болезней в соответствии с Международной классификацией болезней (МКБ) ВОЗ IX пересмотра. Болезни объединены в семь основных групп:

1-я группа - острые и хронические интоксикации и их последствия;

2-я группа - заболевания, вызываемые воздействием промышленных аэрозолей;

3-я группа - заболевания, возникающие при воздействии факторов физической природы (ионизирующих и неионизирующих излучений, шума и вибрации, перегревающего и охлаждающего микроклимата);

4-я группа - заболевания, связанные с физическими перегрузками и перенапряжением отдельных органов и систем;

5-я группа - заболевания, вызываемые действием биологических факторов;

6-я группа - аллергические заболевания;

7-я группа - новообразования.

Во втором разделе Списка приведены опасные, вредные вещества и производственные факторы, воздействие которых может вызывать конкретные указанные заболевания; третий раздел содержит примерный перечень проводимых работ и производств, где могут возникать те или иные профессиональные заболевания.

Список профессиональных заболеваний является основным документом, который используется при установлении диагноза профессионального заболевания, решении вопросов экспертизы трудоспособности, медико-социальной и трудовой реабилитации, а также части вопросов, связанных с возмещением ущерба, причиненного работнику в связи с повреждением здоровья.

В зависимости от сроков формирования профессиональных заболеваний их подразделяют на острые и хронические.

Острые профессиональные заболевания (отравления) - заболевания, развившиеся внезапно, после однократного (в течение не более одной рабочей смены) воздействия вредных производственных факторов.

Хронические профессиональные заболевания (отравления) - заболевания, которые возникают в результате длительного воздействия вредных факторов. К хроническим относятся последствия профессиональных заболеваний (например, стойкие органические изменения ЦНС после интоксикации оксидом углерода), некоторые заболевания, развивающиеся через длительный срок после прекращения работы (бериллиоз, силикоз и т.д.), а также болезни, в развитии которых профессиональные заболевания являются фактором риска (рак легких при асбестозе, пылевом бронхите).

Устанавливать диагноз хронического профессионального заболевания (или интоксикации) дано право только специализированным лечебно-профилактическим учреждениям и их подразделениям (центр профпатологии, клиника и отдел профзаболеваний, выполняющие его функции), имеющим соответствующие лицензии и сертификат.

При установлении диагноза профессионального заболевания (т.е. проведения экспертизы связи заболевания с профессией) учитываются:

Наличие профессионального заболевания не всегда означает нарушение общей работоспособности. При начальных легких формах профессиональных заболеваний может быть дано заключение о необходимости прекращения работы в конкретных производственных условиях и рациональном трудоустройстве на новом рабочем месте.

Конвенция МОТ регламентирует три системы связи с работой: по списку профессиональных заболеваний, по общему определению понятия «профзаболевание», а также по списку, дополненному общим определением. В России действует первая система, в США и Финляндии - вторая, в Германии и Франции - третья; рекомендация МОТ предлагает третью систему как обеспечивающую наилучшую социальную защиту пострадавших работников. Действующая в России система учета (первая) дает по сравнению с другими системами заниженную на порядок статистику профессиональных заболеваний.

Профессионально обусловленные заболевания - группа болезней, полиэтиологических по своей природе, в возникновение которых производственные факторы вносят определенный вклад. Для этих заболеваний характерны:

К профессионально обусловленным заболеваниям относятся заболевания сердечно-сосудистой системы (артериальная гипертензия, ишемическая болезнь сердца), нервно-психические заболевания типа невроза, болезни опорно-двигательного аппарата (например, пояснично-крестцовый радикулит), ряд заболеваний органов дыхания и др.

Профессионально обусловленная заболеваемость - заболеваемость общими (не относящимися к профессиональным) заболеваниями различной этиологии (преимущественно полиэтиологичным), имеющая тенденцию к повышению по мере увеличения стажа работы в неблагоприятных условиях труда и превышающая таковую в профессиональных группах, не подвергающихся воздействию вредных факторов.

Профессиональный риск - вероятность повреждения (утраты) здоровья или смерти работающего, связанная с исполнением им обязанностей по трудовому договору или контракту.

Оценка профессионального риска включает следующие этапы:

Управление риском включает постановку задачи, анализ вариантов, выбор и принятие решений, действия (первичная, вторичная, третичная профилактика) и оценку результатов.

Информацию о риске работодателей, работников или их представителей, страховщиков, общественности осуществляют с соблюдением принципов медицинской деонтологии и этических норм.

Различают предварительную и окончательную оценку профессионального риска. Предварительная оценка профессионального риска осуществляется путем оценки гигиенических условий труда при аттестации рабочих мест. Ее проводят по «Гигиеническим критериям оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов трудового процесса» (Руководство Р 2.2.2006-05). При этом возможно прогнозирование вероятности профессиональных заболеваний от шума, вибрации, пылевой нагрузки по различным моделям.

Окончательная оценка профессионального риска производится по показателям состояния здоровья: уровням профессиональной и общей заболеваемости, увеличению биологического возраста относительно паспортного, смертности. В этом случае критериями безопасности условий труда являются сохранение здоровья, функциональных способностей организма, продолжительность предстоящей жизни и здоровье будущих поколений.

При оценке профессионального риска речь идет о групповом и индивидуальном риске. Групповой риск - вероятность того, что группа работников одновременно испытывает неблагоприятные последствия условий труда за год или рабочий стаж. Индивидуальный риск - вероятность пострадать кому-либо из группы от воздействия конкретных условий труда за год или рабочий стаж. Стаж работы свыше половины среднего срока развития профессионального заболевания в данной профессии считают сильным фактором риска.

Для гигиенических целей обычно используется оценка группового риска, для клинико-диагностических - индивидуального.

Для оценки планирования мероприятий профилактического характера применяется понятие «категория риска», основанное на расчете индекса профессионального заболевания (И_пз). Его определяют по формуле:

где: Кр - категория риска; К_т - категория тяжести.

Категории риска Кр равны 1, 2 и 3 для частоты выявления профессиональных заболеваний более 10, 1-10 и менее 1%, соответственно (для ранних признаков профессиональных болезней более 30, 3-30 и менее 3%).

Категории тяжести Кр на основе медицинского прогноза профессиональных заболеваний и типа нетрудоспособности следующие:

Значения индекса лежат в пределах от 0 до 1; при многократных воздействиях и риске развития нескольких профессиональных заболеваний их индексы суммируются:

Пример: для профессии бурильщика ручным перфоратором вероятность силикоза, вибрационной болезни и тугоухости составляет 5, 10 и 40%. Этому соответствуют категории тяжести 1, 2 и 3 и категории риска 2, 2 и 1, соответственно. Перемножая категории риска и тяжести и беря их обратные величины, получают индексы для этих профессиональных заболеваний, равные 0,5, 0,25 и 0,33, соответственно, и суммарный индекс, равный 1,08.

Методология оценки профессионального риска, разработанная отечественными гигиенистами труда с учетом рекомендаций ВОЗ и МОТ, включает следующие критерии: предварительную оценку по показателям Руководства Р 2.2.2006-05, окончательную медико-биологическую оценку по показателям здоровья и жизни, шкалу классов по индексу И_пз (она положена в основу Руководства Р 2.2.2006-05) и шкалу степени связи нарушений здоровья с работой по величинам относительного риска и этиологической доли фактора.

Руководство Р 2.2.2006-05 является основой методологии расчета профессионального риска. Оно включает характеристику гигиенических условий труда, соответствующую четырем классам: оптимальный, допустимый, вредный и опасный.

Оптимальные условия труда (1-й класс) - условия, при которых сохраняется здоровье работающих и создаются предпосылки для поддержания высокого уровня работоспособности. Оптимальные нормативы производственных факторов установлены: для микроклиматических параметров и факторов трудового процесса; для других факторов (условно за оптимальные условия труда), при которых неблагоприятные факторы отсутствуют или не превышают уровни, принятые в качестве безопасных для населения.

Допустимые условия труда (2-й класс) характеризуются такими факторами производственной среды и трудового процесса, которые не превышают установленных гигиенических нормативов для рабочих мест, а возможные изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены и не должны оказывать неблагоприятного действия в ближайшем и отдаленном периодах на состояние здоровья работающих и их потомство. Допустимые гигиенические условия относятся к безопасным.

Вредные условия труда (3-й класс) характеризуются наличием вредных производственных факторов, превышающих гигиенические нормативы и оказывающих неблагоприятное действие на организм работающего и/или его потомство. Вредные условия труда по степени превышения гигиенических нормативов и выраженности изменений в организме работающего подразделяются на 4 степени вредности.

1-я степень 3-г класса (3.1) - условия труда характеризуются такими отклонениями вредных факторов, которые вызывают функциональные изменения, восстанавливающиеся, как правило, при более длительном (чем к началу следующей смены) прерывании контакта с вредными факторами и увеличивают риск повреждения здоровья.

2-я степень 3-го класса (3.2) - уровни вредных факторов, вызывающие стойкие функциональные изменения, приводящие в большинстве случаев к увеличению профессионально обусловленной заболеваемости (что проявляется повышением уровня заболеваемости с временной утратой трудоспособности и, в первую очередь, теми болезнями, которые отражают состояние наиболее уязвимых органов и систем для данных вредных факторов), появлению начальных признаков или легких (без потери профессиональной трудоспособности) форм профессиональных заболеваний, возникающих после продолжительной экспозиции (часто после 15 лет и более).

3-я степень 3-го класса (3.3) - условия труда, характеризующиеся такими уровнями вредных факторов, воздействие которых приводит к развитию, как правило, профессиональных болезней легкой и средней степеней тяжести (с потерей профессиональной трудоспособности) в периоде трудовой деятельности, росту хронической (профессионально обусловленной) патологии, включая повышенные уровни заболеваемости с временной утратой трудоспособности.

4-я степень 3-го класса (3.4) - условия труда, при которых могут возникать тяжелые формы профессиональных заболеваний (с потерей общей трудоспособности), отмечаются значительный рост числа хронических заболеваний и высокие уровни заболеваемости с временной утратой трудоспособности.

Опасные (экстремальные - 4-й класс) условия труда характеризуются уровнем производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск развития острых профессиональных поражений.

Гигиенические нормативы обоснованы с учетом 8-часовой рабочей смены. При большей длительности смены в каждом конкретном случае возможность работы должна быть согласована со службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

Работа в условиях превышения гигиенических нормативов является нарушением законодательства Российской Федерации и основанием для использования контролирующими организациями прав, предоставленных им законом, для применения санкций за вредные и опасные условия труда.

Вредный производственный фактор - фактор среды и трудового процесса, воздействие которого на работающего при определенных условиях (интенсивность, длительность и др.) может вызвать профессиональное заболевание, временное или стойкое снижение работоспособности, повысить частоту соматических или инфекционных заболеваний, привести к нарушению здоровья потомства.

Вредными производственными факторами могут быть:

Тяжесть труда - характеристика трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на опорно-двигательный аппарат и функциональные системы организма (сердечно-сосудистую, дыхательную и др.), обеспечивающие его жизнедеятельность. Тяжесть труда определяется: физической динамической нагрузкой, массой поднимаемого и перемещаемого груза вручную; количеством стереотипных рабочих движений за смену; рабочей позой; степенью наклона корпуса; перемещением в пространстве, обусловленным технологическим процессом.

Напряженность труда - характеристика трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на центральную нервную систему, органы чувств, эмоциональную сферу работника. Показателями, характеризующими напряженность труда, являются интеллектуальные, сенсорные, эмоциональные нагрузки, степень монотонности нагрузок, режим работы.

Опасный производственный фактор - фактор среды и трудового процесса, который может быть причиной острого заболевания или внезапного резкого ухудшения здоровья, смерти. В зависимости от количественной характеристики и продолжительности действия отдельные вредные производственные факторы могут стать опасными.

В случаях, когда по обоснованным технологическим причинам работодатель не может обеспечить в полном объеме соблюдение гигиенических нормативов на рабочих местах, органы Федеральной службы по надзору по защите прав потребителей и благополучия человека могут разрешить работу в этих условиях при использовании средств индивидуальной защиты и ограничении времени воздействия вредных производственных факторов (защита временем).

При этом каждый работник должен получать полную информацию об условиях труда, степени их вредности, возможных неблагоприятных последствиях для здоровья, необходимых средствах индивидуальной защиты, режимах труда и отдыха, медико-профилактических мероприятиях, мерах по сокращению контакта с вредным фактором.

Превышение гигиенических нормативов, обусловленное особенностями профессиональной деятельности работника и регламентированное отраслевыми, национальными или международными актами (например, труд летчиков, водолазов, водителей железнодорожного транспорта и др.), является основанием для использования рациональных режимов труда и отдыха, мер по социальной защите в конкретных профессиях.

Работа в опасных условиях труда (4-й класс) не допускается, за исключением ликвидации аварий и проведения экстренных работ для предупреждения аварийных ситуаций. При этом работы должны проводиться при применении средств индивидуальной защиты и при строгом соблюдении временных режимов, регламентированных для таких работ.

В табл. 2.1 представлены категории профессионального риска в зависимости от класса работ.

Границе между классами вредных и экстремальных условий труда (3.4 и 4) соответствуют следующие значения медико-биологических показателей:

а) общесоматические и мутационные нарушения - относительный риск свыше 5;

б) ускоренное старение и недожитие - 10 лет и более;

в) риск профессионально обусловленной смертности - свыше 7.

Следует особо подчеркнуть то обстоятельство, что идеология профессионального риска имеет небольшую историю, многие вопросы определения величины профессионального риска требуют разработки методических подходов и последующей их реализации в практической жизни. В этой связи при формировании критериев создания профессиональных пенсионных систем и досрочного пенсионного обеспечения работников, занятых во вредных и опасных условиях труда, предоставления им дополнительного отпуска и сокращенного рабочего дня, доплаты за работу в этих условиях, обеспечения средствами индивидуальной защиты, т.е. при формировании системы социальной защиты - в качестве основного инструмента используется Руководство Р 2.2.2006-05.

Следует подчеркнуть, что обязательное страхование от несчастных случаев и профессиональных заболеваний, введенное в Российской Федерации в 2000 г., является новым рычагом управления профессиональным риском. Объект страхования при этом - интересы физических лиц, связанные с утратой ими здоровья, профессиональной трудоспособности или их смерти. Обеспечение по страхованию осуществляется путем выплаты пособия по временной нетрудоспособности, единовременных и ежемесячных страховых выплат и оплаты дополнительных расходов на медицинскую, социальную и профессиональную реабилитации, включая расходы на дополнительную медицинскую помощь, санаторно-курортное лечение, протезирование и т.д.

Таблица 2.1. Критерии профессионального риска в зависимости от класса работ

В зависимости от класса работ (профессионального риска) страховые тарифы для разных отраслей составляют от 0,2 до 8,5% фонда заработной платы. При этом до 20% этих средств страхования направляется на профилактику.

Профилактика профессиональных и профессионально обусловленных заболеваний состоит из системы мер, направленных на снижение риска развития отклонений в состоянии здоровья и заболеваний работников, предотвращения или замедления их прогрессирования, уменьшения неблагоприятных последствий. Она включает мероприятия медицинского (санитарно-гигиенического, лечебно-профилактического), экономического, правового (государственного) характеров.

В целом профилактика указанных заболеваний осуществляется путем законодательного регулирования факторов риска (например, установление ПДК и ПДУ) и реализации целевых программ по формированию здоровых безопасных условий труда и быта на производстве, адекватной системы медико-санитарного и медико-социального обеспечения работников.

Медицинская профилактика - система мер, реализуемая через систему здравоохранения. Она включает следующие элементы:

Под работоспособностью понимается функциональная способность человека выполнять максимально возможное количество работы на протяжении заданного времени и при интенсивном напряжении организма. Работоспособность человека зависит от уровня его тренированности, степени закрепленности рабочих навыков и опыта работающего, его физического, физиологического и психологического состояний, здоровья и других факторов. На протяжении рабочей смены, недели, месяца и т.д. работоспособность меняется в широких пределах. Это связано с влиянием как внешних, так и внутренних факторов. Среди внешних факторов ведущее значение имеют условия окружающей среды, интенсивность факторов трудовой деятельности, степень рациональной организации производственного процесса.

Из внутренних факторов выделяют такие, как мотивация и эмоциональная сторона труда, уровень функциональной активности в момент работы, величина физической подготовленности человека и психофизиологической адаптации к труду, особенности его личности и др.

Работоспособность оценивается различными показателями, в частности, результатом самого труда по производительности, эффективности, скорости работы, экспертной оценке профессиональной деятельности, а также по показателям, отражающим функциональное состояние человека. Работоспособность в процессе трудовой деятельности имеет несколько фаз или сменяющих друг друга состояний человека (рис. 3.1).

Фаза врабатываемости, или нарастающий период работоспособности. Эта фаза отражает свойство отдельных функциональных систем и организма в целом повышать уровни функционирования в начале работы в соответствии с ее характером и интенсивностью. Для нее характерно наличие периода мобилизации функциональных систем, от деятельности которых зависит успешность выполнения трудового задания: повышается уровень обменных процессов, увеличивается мышечный тонус, усиливается деятельность сердечно-сосудистой системы, повышается активность ЦНС, происходит усиление внимания, начинают доминировать мотивы трудовой деятельности. У опытных и тренированных лиц этот период обычно очень короткий или отсутствует.

Рис. 3.1. Динамика работоспособности: 1 - фаза врабатываемости; 2 - фаза устойчивой работоспособности; 3 - фаза снижения работоспособности. По оси ординат - работоспособность в условных единицах; по оси абсцисс - часы работы

Таким образом, в фазу врабатываемости уровень работоспособности постепенно нарастает по сравнению с исходным в начале работы. Характеризуется этот процесс повышением психофизиологических показателей и результатов самого труда. Продолжительность этой фазы зависит от интенсивности факторов трудового процесса и индивидуальных особенностей работника. Длится она от нескольких минут до 1,0-1,5 часа, а при умственном, творческом труде - до 2-2,5 часов.

Следующий период - фаза высокой устойчивости работоспособности - определяется стабильной устойчивой деятельностью при оптимальном адекватном энергетическом обеспечении. Рабочие реакции точны и соответствуют требуемому ритму, наблюдается устойчивая мобилизация внимания, памяти, а процессы восприятия и переработки информации находятся в точном соответствии с требуемым алгоритмом действий. Производительность труда и его эффективность максимальны. Продолжительность данной фазы может колебаться от 2,0-2,5 часов и более в зависимости от условий работы, степени тяжести и напряженности труда.

Период высокой устойчивой работоспособности сменяет фаза снижения работоспособности, которая свидетельствует о развитии утомления в регулирующих звеньях ЦНС, увеличении времени протекания рефлексов, ухудшении энергетики организма и т.д. Несколько ослабевают концентрация и скорость переключения внимания, а состояние высших психических функций практически мало меняется. Производительность труда и его эффективность могут сохраняться на высоком уровне, но могут и снизиться, проявляясь ошибочными реакциями, лишними движениями, замедлением производственных операций и скорости решения задач.

Фазная динамика изменения работоспособности характерна как для первой половины рабочего дня (т.е. до обеда), так и для второй - после обеденного перерыва до конца смены (рис. 3.1). Во второй половине рабочего дня фаза врабатываемости короче по времени, фаза устойчивой работоспособности несколько ниже по уровню и менее длительная, а фаза снижения работоспособности наступает раньше и развивается быстрее по сравнению с первой половиной смены. Иногда в конце смены (за 20-30 минут до ее окончания) отмечается кратковременное повышение работоспособности, названное конечным порывом.

Представленная схема динамики работоспособности весьма типична, но возможны отклонения от нее, что связано с характером выполняемой работы, условиями обитаемости, рабочей позы, эргономическими особенностями рабочего места, режимом труда и отдыха и т.д. В этой связи важной задачей физиологов труда является оптимизация трудового процесса, направленная на сохранение и продление фазы устойчивой работоспособности и предупреждение развития утомления.

Утомление - особый вид функционального состояния человека, временно возникающий под влиянием работы и приводящий к снижению работоспособности.

До настоящего времени нет еще полного ответа на вопрос о сущности и физиологических механизмах развития утомления. Были выделены различные варианты гуморально-локалистической концепции, сущность которой сводится к следующим моментам. Во-первых, причиной утомления являются образующиеся в процессе работы продукты обмена, прежде всего, молочная кислота. Во-вторых, точкой их приложения являются сами мышцы или мионевральные соединения. Эта концепция не принимала во внимание влияние координирующей роли ЦНС. В противоположность таким представлениям родилась центрально-нервная теория развития утомления на основе работ И.М. Сеченова, И.П. Павлова, Н.Е. Введенского, А.А. Ухтомского, М.И. Виноградова, В.А. Левицкого и др. Ведущее место заняло направление, развитое школой Введенского-Ухтомского, подчеркивающее роль центрального торможения и дискоординации рабочих процессов. Разрабатывая эти направления, М.И. Виноградов выделил два типа утомления:

В.А. Левицкий указывает, что утомление - это следствие «коллизий» между «сознательно-волевой» и «автономно-вегетативной» сферами. Как результат диффузного вегетативного рефлекса на нервные центры рассматривал возникновение утомления К.Х. Кекчеев.

В свете общей теории о функциональных системах П.К. Анохина, механизм утомления при мышечной работе был сформулирован Ю.В. Мойкиным следующим образом. При утомительной работе первоначальные функциональные изменения возникают в периферическом звене нервно-мышечного аппарата в виде снижения сократительной способности мышц. Затем, пройдя стадию компенсационной активации всех центральных структур нервно-мышечного аппарата, процесс завершается снижением интенсивности мышечной деятельности или прекращением ее в результате принятия решения высшим нервным звеном - акцептором результатов действий.

Концепция центрально-корковой теории развития утомления не исключает возможности взаимосвязи местных процессов, происходящих в мышцах (возбудимости, тонуса, упруго-вязких свойств), с состоянием их кровоснабжения и трофических процессов (недостаток кислорода, истощение питательных веществ, накопление метаболитов и др.).

Кроме этого, трудовая деятельность сопровождается интенсивной работой сердечно-сосудистой, дыхательной и других нейрогуморальных и вегетативных систем, что может усугублять глубину сдвигов во внутренней среде организма. В итоге утомление проявляется в уменьшении силы и выносливости мышц, ухудшении координации движений, возрастании затрат энергии при выполнении одной и той же работы, замедлении скорости переработки информации, ухудшении памяти, затруднении процессов сосредоточения и переключения внимания и пр. Таким образом, утомление представляет собой целостный процесс, происходящий в организме.

По своей биологической сущности утомление является нормальной физиологической реакцией, выполняющей определенную защитную роль в организме, поскольку предохраняет его отдельные физиологические системы и органы от перегрузок и возможного развития повреждений. Определенный уровень развития утомления в конце рабочей деятельности даже является необходимым условием в процессе овладения трудовыми навыками начинающими работниками и для поддержания достигнутого уровня тренированности к выполнению трудовых нагрузок у работников, адаптированных к этой работе.

В реальной трудовой деятельности утомление может проявляться как в появлении его субъективных признаков - жалобы на усталость, так и объективных:

В двух последних ситуациях утомление к концу работы будет более глубоким, и для восстановления функционального состояния наиболее напряженных в процессе работы физиологических функций и систем потребуется отдых весьма существенной продолжительности или повышенной эффективности.

В случае если отдых оказывается недостаточным для полного восстановления работоспособности к началу следующего трудового периода, то рабочее напряжение физиологических функций значительно возрастает, и глубина развившегося утомления будет больше, чем в предыдущий период. При продолжении работы в подобных условиях кумуляция утомления может привести к появлению признаков хронического утомления, не ликвидируемых за обычный период отдыха (ежедневный и еженедельный). Дальнейшее выполнение работы сопровождается перенапряжением физиологических функций и организма работника.

Перенапряжение следует рассматривать как неблагоприятное функциональное состояние между нормой и патологией, обусловленное воздействием чрезмерно сильных раздражителей или хроническим воздействием стимулов, формирующееся при недостаточном отдыхе и проявляющееся застойным процессом возбуждения физиологических функций с расширением внутрисистемных процессов синхронизации и межсистемных интерактивных взаимосвязей. Исход этого состояния в различных условиях своего развития неравнозначен: возврат к нормальному состоянию здоровья или переход с развитием нового качества - болезни. Дальнейшее продолжение деятельности без отдыха и активных мер профилактики приводит к тому, что восстановительные процессы запускают имеющиеся физиологические резервы. Исчерпав последние, в условиях продолжающихся нагрузок происходит развитие состояния переутомления, которое сопровождается резким падением производительности и эффективности труда, а чаще - отказом от дальнейшей работы. Сущность состояния переутомления заключается в проявлении различных предпатологических и патологических синдромов, что сопровождается существенным нарушением ряда функций, резким снижением эффективности, качества деятельности и нормализующееся только в результате лечения и реабилитации. В зависимости от вида трудовых нагрузок эти синдромы различны в своем проявлении. Так, физические перегрузки приводят к развитию ряда форм профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата и периферической нервно-мышечной системы (миозиты, нейромиофасциты, тендовагиниты и пр.). Не исключается, что интенсивные и продолжительные мышечные нагрузки влияют на развитие такой распространенный заболеваний дегенеративного характера, как деформирующий остеоартроз и остеохондроз. При интенсивном умственном труде, связанном с нервно-эмоциональными перегрузками, это может проявиться некоторыми формами общесоматической патологии: невротические расстройства, вегетососудистая дистония, гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца и др. Особое значение при этом приобретают индивидуальная чувствительность и диагностика ранних доклинических признаков заболевания.

Мобилизация организма на предстоящую работу сопровождается усилением активности нервных центров за счет возрастания процессов возбуждения, лабильности и реактивности, что характерно для различных стадий рабочего напряжения. В дальнейшем возбуждение принимает застойный характер и держится на повышенном уровне, что и отражает состояние перенапряжения. В то же время ослабление процессов возбуждения, снижения лабильности и развитие торможения в корковых и подкорковых центрах характеризует состояние утомления. Дальнейшее углубление этого процесса приводит к развитию застойного (охранительного) торможения, что присуще переутомлению. Такова хронологическая последовательность физиологических механизмов при длительном воздействии интенсивных раздражителей или факторов трудового процесса. Естественно, что вычленение перенапряжения в качестве синдрома переутомления необходимо не только для упорядочения двух различных функциональных состояний организма, но и для разработки критериев оценки этих состояний, определения факторов риска и конкретных профилактических мероприятий. Решение этих сложных вопросов следует проводить на основе современных представлений о центральной регуляции трудовой деятельности (работоспособности), которые существенно расширились благодаря теории о функциональных системах П.К. Анохина. Они представляют собой динамические, саморегулирующиеся организации, основные компоненты которых, взаимодействуя между собой, содействуют в достижении полезного для системы и организма конечного результата. Согласно теории П.К. Анохина, любой целенаправленный двигательный акт осуществляется посредством функциональной системы, как замкнутого циклического образования с наличием обратной информации о конечном результате действия. Любая функциональная система включает следующие общие универсальные для различных систем узловые механизмы:

Выделено несколько разновидностей функциональных систем, одна из которых рассматривается как функциональная система с активным поведенческим звеном саморегуляции. Этот вид системы в качестве внешнего звена предусматривает активные поведенческие реакции и акты, направленные на удовлетворение потребности человека, что характерно для трудовой деятельности. Важнейшими элементами этой системы являются: афферентный синтез, принятие решения, построение программы действия, акцептор результата действия, результат действия и обратная афферентация.

Таким образом, трудовая деятельность человека осуществляется, прежде всего, за счет формирования динамических мозговых систем, определяющих совокупность психических процессов, разнообразные двигательные акты, усиленную работу систем жизнеобеспечения организма, обеспечивающих оптимальную их координацию в достижении конечной цели.

Исторически сложилось, что все виды труда условно делят на физический и умственный. Первый характеризуется преобладанием мышечной активности, а второй - умственной и творческой деятельности. Однако с развитием разных уровней механизации и автоматизации производств отмечаются различные характер и степень выраженности производственных нагрузок, что обусловливает многообразие форм труда. В зависимости от наличия и выраженности основных факторов трудового процесса и физиологических требований, предъявляемых к тем или иным системам и организму в целом, различают следующие основные формы трудовой деятельностью.

Формы труда, требующие значительной мышечной активности. К таким формам можно отнести профессии тяжелой и средней тяжестей мышечного труда (землекопы, грузчики, каменщики, докеры-механизаторы и т.д.). Значительные мышечные нагрузки отмечаются в ряде других профессий, в которых частично отсутствует механизация производственного процесса, например, в горнорудном и угольном производстве, работах по обслуживанию и ремонту транспортных средств и т.д. Эти формы труда носят название «общей физической работы», так как при них в трудовую деятельность вовлекается более ²/₃ всей мышечной массы человека.

Интенсивный физический труд характеризуется нагрузками в основном на мышечную и кардиореспираторную системы, стимулируя обменно-энергетические процессы в организме человека. Такие виды работ требуют повышенных энерготрат: 4000-6000 ккал (16720-25800 кДж) и выше в сутки.

В социальном плане непривлекательный и малоэффективный своей производительностью физический труд требует высокого неоптимального напряжения физических сил человека. Рабочий стереотип, многократно повторяющийся, включает лишь определенные и одни и те же мышечные ансамбли. На отдых при оптимальном режиме труда должно отводиться не менее 50% рабочего времени.

Механизированные формы труда. К ним относятся профессии, которые встречаются практически на многих производствах. Отличительными их чертами являются снижение уровня мышечных нагрузок, изменение мышечного компонента в работе и усложнение программы действий.

В условиях механизированного производства преобладают региональные (от ¹/₃ до ²/₃ всей мышечной массы) и локальные (менее ¹/₃ всей мышечной массы) мышечные нагрузки, которые могут носить как динамический, так и статический характер.

Энерготраты при такой работе колеблются в пределах 3000-4000 ккал/сут (12540-16720 кДж/сут). Таким образом, уменьшается роль крупных мышц и увеличивается доля участия в работе более мелких мышечных групп, возрастает значимость скорости и точности движений, требуется накопление специальных знаний и навыков, необходимых для управления различными инструментами, механизмами, станками и т.д. Такими примерами механизированного труда являются токарные, слесарные, рихтовочные и другие работы. Необходимо учитывать виды организации производства, поскольку переход от индивидуального к мелкосерийному и особенно к крупносерийному производству приводит к возрастанию роли фактора монотонности. Так, в крупносерийном производстве в процессе трудовой деятельности двигательная функция выступает на первое место и, как правило, упрощается. В то же время фактор монотонности становится преобладающим в работе, а программирующая деятельность сводится к минимуму.

Групповые формы труда (конвейеры). Типичным видом групповых форм труда является работа на поточно-конвейерных линиях, для которых характерно перемещение изделия (детали) по ходу его обработки от одного работника к другому. Особенности таких форм труда заключаются в дроблении процесса на различные операции, строгой последовательности их выполнения, автоматической подачи изделия (детали) к каждому рабочему месту с помощью движущейся конвейерной ленты или линии. В одних случаях такие работы могут быть относительно легкими по физическим усилиям и носить локальный характер (например, сборка часов, микросхем, радиоаппаратуры и т.д.). В других вариантах наблюдаются значительные мышечные нагрузки регионального характера (сборка на конвейере автомашин).

Основой высокой производительности труда на любом конвейере являются доведенные до автоматизма двигательные навыки работников, что обеспечивает минимум затрат времени для выполнения соответствующих операций. Поточно-конвейерные формы труда требуют синхронизированной работы ее участников, так как они обусловлены навязанным темпом и ритмом движения конвейера.

Рабочий ритм - это закономерное чередование во времени элементов работы и пауз (микропауз) между ними.

Под рабочим темпом следует понимать число повторяющихся законченных циклов рабочих движений (операций) в единицу времени. Высокий рабочий темп приводит к меньшим интервалам времени, которые затрачивают работники на простые законченные операции. Как следствие упрощается содержание самой работы и возрастает монотонность труда. Закономерное чередование во времени отдельных элементов работы и пауз между ними определяется динамикой или фазами работоспособности человека. Сменяющиеся фазы работоспособности - врабатываемость, устойчивый уровень, утомление, конечный порыв - требуют переменного ритма работы. Нередко труд на конвейере сопровождается напряжением зрительного анализатора, поскольку необходимо выполнять в единицу времени множество стереотипных и однообразных мелких движений. Относительно несложный характер выполняемых операций обеспечивается длительным пребыванием в определенной позе (сидя - при сборке мелких деталей и изделий, стоя - при сборке автомашин), что вызывает соответствующее напряжение различных групп мышц.

Формы труда, связанные с полуавтоматическим и автоматическим производствами. Создание полуавтоматических участков, цехов и производств выключают человека из процесса обработки самого предмета труда (изготовление деталей, изделий, плато и т.д.). Основная задача работника заключается в простых и несложных операциях (подать материал или деталь для обработки, пустить в ход механизм или станок, извлечь обратно готовую деталь или изделие). Такие виды работ сопровождаются мышечными нагрузками в основном локального (с участием преимущественно мышц предплечья, кисти или стопы), а иногда и регионального (с участием мышц плечевого пояса или ног) характеров. Возрастают нагрузки на зрительный анализатор, поскольку необходим постоянный контроль за совершаемыми операционными действиями, обеспечивающими высокую скорость и точность выполняемых движений. Кроме того, с уменьшением размеров изготовляемых деталей также возрастает напряжение и зрительного анализатора. Главной чертой такой производственной деятельности является монотонный однообразный труд. Бессодержательная и малоинформативная работа с ограниченным и односторонним использованием двигательного аппарата на фоне повышенных ритма и темпа работы сопровождается утратой творческого начала и приводит к прогрессивному снижению активности различных структур центральной нервной системы. Примерами таких работ могут служить профессии штамповщиков, шлифовщиков, швей-мотористов и др. по изготовлению одних и тех же деталей и изделий.

Формы труда, связанные с автоматическим производством, существенно меняют роль человека в трудовом процессе. Он перестает быть дополнительным механизмом и переходит к непосредственному управлению им. Основная задача работника сводится к обеспечению бесперебойной работы автоматов, станков, механизмов. В зависимости от характера и специфики работы можно выделить несколько обобщающих категорий профессиональных групп. В одних случаях это наладчики, осуществляющие установку, наладку и ремонт соответствующего оборудования. В данном случае требуется детальное знание сложного устройства агрегатов, станков или автоматов, что приближает работника к инженерно-техническому персоналу. В других профессиях осуществляется непосредственная эксплуатация несколько работающих станков или автоматов. Вмешательство человека в их работу многообразно как по содержанию, так и по времени. Одни механизмы требуют частого вмешательства и относительно простых действий со стороны человека. Примером может служить ткацкое производство. Работа других механизмов требует длительного непрерывного наблюдения, а устранение различных неполадок обеспечивается сложной программой действий работника. К таким профессиям можно отнести труд станочников, наблюдающих за ходом работы станков и агрегатов с числовым программным управлением, робототехнических участков и линий. Такое управление современными автоматами требует участия высших кортикальных центров по переработке информации, ведущей к построению логических связей.

Во всех случаях основной чертой такой деятельности является готовность к действию и связанная с ней быстрота реакции по устранению возникающих неполадок. Такое функциональное состояние по А.А. Ухтомскому обозначается термином «оперативный покой» - это физиологическое состояние готовности к деятельности, способное за короткий отрезок времени перейти в различную форму физиологической активности для выполнения конкретной деятельности. Уровень его зависит от степени ответственности и срочности предстоящей работы. Соответственно, чем меньше выражены эти факторы, тем выше уровень оперативного покоя. В этих условиях существенно возрастает роль такого фактора, как монотонность ожидания.

Формы труда, связанные с дистанционным управлением производственными процессами и механизмами. Автоматизация производства - это этап развития производства, который характеризуется частичным или полным управлением производственными процессами человеком (оператором) при помощи различных устройств и систем. Наиболее полно это проявляется при дистанционном управлении. При этом за человеком остаются функции слежения, контроля и регулирования. В этих условиях существенно возрастает роль умственной деятельности, связанной с интенсивностью и продолжительностью интеллектуальных, сенсорных и эмоциональных нагрузок. Существенно увеличивается объем поступающей информации. В целом ряде случаев возникают временная неопределенность поступающей информации и ее дефицит на фоне высокой ответственности за сохранение оборудования (техники) и за правильное ведение производственного процесса, особенно в сложных и аварийных ситуациях. Это создает предпосылки для нервно-психического и эмоционального перенапряжений. В качестве примера наиболее элементарной формы дистанционного управления могут служить профессии крановщиков и в какой-то степени водителей наземного транспорта, трактористов, комбайнеров. Для данных работников характерны также нагрузки на зрительный и слуховой анализаторы, вызывающие моторные реакции в связи с манипулированием рычагами управления и кнопками. При этом на пульте управления отсутствует сенсорное поле со специально закодированными сигналами.

Наиболее совершенная и современная форма дистанционного управления основана на создании пультов, оснащенных сенсорным полем информации. В этих случаях предмет труда полностью исчезает из поля зрения человека (оператора), а заменяется закодированными сигналами. Работнику необходимо воспринимать информацию, осуществлять ее раскодирование, принимать решения и выполнять последующие операционные действия. Причем в зависимости от особенностей производственного процесса и его сложности проявляются различные обязанности человека (оператора). В наиболее простых случаях осуществляется просто запись отклонений тех или иных параметров (например, температуры, давления, напряжения и т.д.), в других - элементарные действия со стороны работника по управлению процессом через систему кнопок и рычагов. Примерами могут служить различные профессии операторов химических производств, энергопредприятий и т.д. Такой труд часто носит монотонный характер и требует постоянной концентрации внимания на фоне малого объема информации, незначительных мышечных усилий, длительного поддержания малоподвижных и вынужденных рабочих поз сидя. Особенно быстро развивается утомление при монотонных работах за пультами управления с редко поступающей однообразной информацией.

Наиболее сложные функции операторско-диспетчерской деятельности связаны с поступающими сигналами, которые требуют анализа результатов и выбора действий из ряда возможных, заложенных в общую программу управления производственным процессом. Такая деятельность характерна для диспетчеров на различных производствах, на железнодорожном и авиационном транспорте. Труд таких работников приобретает творческий характер в связи с решением сложных задач управления современной технологией, но в то же время обедняет трудовую деятельность двигательным компонентом. Появляется проблема гиподинамии. Недостаточная мышечная деятельность усугубляет напряжение нервной и эмоциональной сфер. Дефицит движения, особенно в сочетании с эмоциональными стрессами, может привести к нервно-психическим расстройствам у операторов и тем самым создать предпосылки к ошибкам в их деятельности, в результате которых может возникнуть даже аварийная ситуация. Наблюдается определенное противоречие между интенсивным преобразованием производственного процесса и биологическими возможностями организма человека. Низкая квалификация и несоответствие психофизиологических особенностей человека профессиональным требованиям приводят к большему количеству ошибок. В этой связи вполне оправдано проведение профессионального отбора операторов для работы на автоматизированных системах с дистанционным управлением, где требуется высокая мера ответственности. Наряду с этим следует создавать постоянно действующие системы тренажерной подготовки и переподготовки, позволяющие повысить профессиональный уровень и расширить психофизиологические возможности работника.

Формы интеллектуального (умственного) труда. Данные формы труда отражают познавательно-рациональную сторону мыслительных процессов человека, т.е. систему умственных операций, связанных с решением задач по эффективным подходам к ситуации, требующей быстрой познавательной активности и действия в соответствии с заданной целью.

Существуют несколько классификаций интеллектуальной (умственной) деятельности, которые довольно тесно переплетаются между собой.

Характеризуя предприятие с позиции материального производства можно выделить две формы деятельности. На одних предприятиях профессии интеллектуального (умственного) труда относятся к сфере материального производства (конструкторы, инженеры, мастера, техники, диспетчера, операторы и др.), на других - вне его (врачи, учителя, научные работники, переводчики, писатели, артисты и др.). Такая классификация свидетельствует о постепенном процессе сглаживания различий между физическим и умственным трудом, особенно в сфере материального производства.

Важным признаком в анализе любого труда является эргометрическая (ergos - работа, metro - измерять) его характеристика. Это наличие, выраженность и продолжительность воздействия стимулов, раздражителей или факторов трудового процесса, которые приводят к осуществлению умственной мыслительной деятельности с последующей реализацией принятого решения через систему активных действий. С этой позиции различают следующие виды интеллектуальной (умственной) деятельности:

Основной чертой операторской деятельности является монотонность обстановки и работы на фоне низкой физической активности. Так, труд таких работников, как телеграфисты и телефонисты осуществляется в навязанных темпе и ритме работы, с многократным повторением стереотипных и однообразных действий. Менее выражены эти качества труда при высоком уровне автоматизации, например у авиадиспетчеров, но при этом у них ведущими являются наблюдение, контроль и управление. Характерны временная неопределенность появления информации о рассогласовании в управляемой системе, необходимость постоянно поддерживать готовность к срочному действию, зачастую требуется принятие многоходового решения и т.д.

В зависимости от вида и способа преобразования информации и выработки решения различают репродуктивные и продуктивные виды умственного (интеллектуального) труда. При репродуктивной умственной деятельности используются известные заранее требования с фиксированными алгоритмами операций и действий (например, счетные операции, сравнения, идентификация, декодирование сигналов и др.). К представителям таких профессий могут быть отнесены контролеры, сортировщики, телефонисты, радисты, операторы слежения, инженерно-технические работники, экономисты и т.д. При продуктивных, творческих видах умственного труда алгоритмы или вообще неизвестны, либо даны в неясном виде. Акцент деятельности направлен на инициативное и ответственное решение различного рода задач (инженерно-технических, организационных, управленческих, воспитательных, проектных и т.п.).

Приведенные классификации интеллектуального (умственного) труда недостаточно совершенны, так как существует много промежуточных типов деятельности, имеющих черты тех или иных групп. Однако преобладающий процесс переработки информации (наблюдение, мыслительные процессы для выработки нестандартного решения, моторная активность) определяет преимущественную нагрузку на сенсорную, центральную и эффекторную части анализаторов. Структура мышления усложняется и характеризуется особенностями прохождения ряда этапов: осознание проблемной ситуации и формирование конкретной цели; накопление новых данных и формирование умозаключения; принятия решения, проверка, критика и контроль за реализацией решения.

Труд человека включает в себя две неразрывно связанные стороны: рабочую нагрузку и функциональное напряжение организма (как ответ на эту нагрузку). Рабочая нагрузка определяется характером и величиной требований, предъявляемых конкретным видом трудовой деятельности к организму человека, и особенностями производственной среды, в которой эта работа осуществляется.

Физический труд - это труд, при котором основная нагрузка приходится на опорно-двигательный аппарат и обеспечивающие его сердечно-сосудистую и дыхательную системы. В настоящее время, несмотря на существенную механизацию и автоматизацию производственных процессов, физический труд все еще занимает высокий удельный вес практически во всех отраслях промышленности.

По характеру работы мышц физическая нагрузка подразделяется на динамическую, статическую и смешанную (статико-динамическую). Динамическая мышечная нагрузка характеризуется периодическими сокращениями и расслаблениями скелетных мышц с целью перемещения тела или отдельных его частей, а также для выполнения определенных рабочих действий. Физиологические реакции при динамической работе (возрастание частоты сердечных сокращений, артериального давления, ударного и минутного объемов крови, энерготрат, изменения регионального и общего сосудистых сопротивлений и др.) зависят от силы и частоты сокращений, размеров работающих мышц, степени тренированности человека, положения тела, в котором выполняется работа, условий окружающей среды.

Статическая работа - вид мышечных напряжений, характеризующийся непрерывным сокращением, без изменения длины (изометрическим) скелетных мышц с целью удержания положения тела или отдельных его частей, а также выполнения определенных трудовых действий (удержание груза, приложение усилий). При статической работе (в отличие от динамической) имеют место весьма незначительные увеличения потребления кислорода и минутного объема крови. При этом в зависимости от силы и продолжительности сокращения могут существенно возрастать частота сердечных сокращений, артериальное давление и общее периферическое сопротивление сосудов.

В условиях производственной деятельности разделить четко характер только динамических или статических нагрузок весьма трудно. Практически любой физический труд связан с комплексным действием смешанных, статико-динамических нагрузок.

В связи с особенностями выполнения статико-динамических нагрузок возможны два варианта сочетания статических и динамических мышечных напряжений. Первый - когда динамические и статические нагрузки одних и тех же мышечных групп чередуются последовательно во времени. Например, наклон корпуса или приседание на корточки (динамические нагрузки) с последующей фиксацией этого положения (статическая нагрузка) на некоторое время для выполнения какой-либо производственной операции (ткачи, прядильщицы и др.). При втором варианте статические и динамические нагрузки накладываются одновременно друг на друга на одни и те же мышечные группы. Например, динамические нагрузки, необходимые для перемещения руки над рабочей поверхностью, накладываются на статические усилия, обеспечивающие поддержание руки над рабочей поверхностью, т.е. в этом случае имеется непрерывное статическое напряжение мышц плеча и верхней части корпуса, но в определенных пределах изменяющееся по величине (например, труд станочника). В обоих случаях работа со статико-динамическими нагрузками сопровождается значительным напряжением мышц поясничной области у ткачих и мышц рук и плечевого пояса у станочника.

Вместе с тем в целом можно говорить о преимущественно динамических или статических нагрузках при выполнении какой-либо работы и их конкретном воздействии на организм работающих.

В зависимости от величины мышечной массы, необходимой для выполнения той или иной работы, физическую работу человека принято подразделять на три вида: общую (глобальную), региональную и локальную.

Интенсивность мышечной работы в труде принято обозначать термином «тяжесть труда». При этом физический труд локального, регионального или общего характеров связан с энергетическими затратами, обеспечивающими усилия опорно-двигательного аппарата и систем, необходимых для его функционирования. Механическая энергия, развиваемая мышцами при всех видах физической работы, образуется в конечном итоге за счет окисления углеводов, жиров и белков. В процессе мышечной деятельности существенно возрастает количество потребляемого кислорода. Если в покое человек потребляет 150-300 мл кислорода в 1 минуту, то при тяжелой физической работе потребность в кислороде возрастает в 10-15 раз. Уровень потребления кислорода соответствует величине энергии, полученной в результате окисления соответствующих питательных веществ, и зависит от величины мышечной массы, принимающей участие в работе, и степени напряжения работающих мышц. Из этого следует, что при одинаковой интенсивности мышечных напряжений наименьшие уровни энерготрат будут при локальной работе, а наибольшие - при глобальной.

Интенсивные локальные мышечные нагрузки характерны для машинисток, телеграфистов, наборщиков типографий, операторов счетных клавишных машин, перфораторщиков. Операторы выполняют десятки тысяч мелких высокодифференцированных движений в быстром темпе. Характер и глубина функциональных изменений в организме работающих определяются, главным образом, общим числом движений за смену. Существует высоко достоверная зависимость величины снижения функционального состояния нервно-мышечного аппарата от числа локальных движений за смену (рис. 3.2). Чем больше совершается движений, тем раньше появляются в течение рабочего дня достоверное увеличение биоэлектрической активности мышц (участвующих в выполнении этих движений), снижение силы и выносливости мышц. Одновременно отмечается достоверное повышение случаев профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата работающих.

Рис. 3.2. Зависимость уровня утомления нервно-мышечной системы и числа профзаболеваний от количества выполняемых локальных движений в течение смены в разных профессиональных группах: 1 - кассиры; 2 - перфораторщики; 3 - операторы ввода данных ВДТ; 4 - телеграфисты; 5 - обмотчики электромоторов; 6 - контролеры-сортировщики ценных бумаг

В современной трудовой деятельности статическая нагрузка часто связана с удержанием на весу деталей, изделий или приложением усилий (при управлении оборудованием или прижимом изделия к обрабатывающему инструменту). В производственных условиях статическая нагрузка количественно оценивается двумя показателями: величиной развиваемого усилия и длительностью поддержания этого усилия.

Величина и длительность поддержания статического усилия влияют на степень развития утомления и возможность проявления первых признаков перенапряжения различных структур нервномышечного аппарата работающих. Так, шлифовщицы хрустальных изделий прикладывают усилия, связанные с прижимом изделия к шлифовальному кругу в 1,5-2,5 раза больше, чем шлифовщицы стеклянных изделий. При этом у лиц, обрабатывающих хрустальные изделия, отмечается более ранняя и более выраженная степень утомления нервно-мышечной системы, достоверно чаще встречаются профессиональные заболевания нервно-мышечной системы рук по сравнению с работницами, обрабатывающими стекло.

В условиях производства работающие наряду с мелкими движениями часто выполняют движения большой амплитуды в разных направлениях, что свидетельствует о динамическом характере физических нагрузок. При таких движениях участвуют не только мышцы кисти и предплечья, но и мышцы плеча, плечевого пояса, а в ряде случаев и мышцы туловища (т.е. имеются региональные уровни нагрузок). Подобного рода движения необходимы при станочных, штамповочных, переплетно-брошюровочных работах, в шелкоткацком производстве, при сборке автомобилей, телевизоров и т.д. Большая нагрузка на двигательный аппарат встречается и при работе за операторским пультом. Например, труд операторов пульта управления блюмингом наряду с нагрузками на зрительный и слуховой анализаторы связан с выполнением до 45 тысяч движений при использовании ручных и ножных органов управления.

При работе с преимущественно региональными нагрузками частота и амплитуда рабочих движений, величина прилагаемых усилий, рабочая поза имеют большое значение в развитии утомления работающих. У станочников (сверловщики, токари, шлифовщики) изменения физиологических функций, указывающие на развитие утомления (понижение функционального состояния нервно-мышечной системы, напряжение сердечно-сосудистой и терморегуляционной систем организма), зависят от амплитуды и частоты рабочих движений (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Изменение выносливости мышц к статическому усилию (в процентах) у станочников в динамике смены

Отмечаются и изменения в морфологическим и биохимическом составах крови. Количественные изменения выражаются в увеличении числа эритроцитов и содержания гемоглобина, усилении регенерации эритроцитов и увеличении молодых форм - ретикулоцитов. Также отмечается увеличение общего числа лейкоцитов (миогенный лейкоцитоз) за счет резкого возрастания числа нейтрофилов. С увеличением мощности мышечной работы наблюдается повышение содержания в крови адреналина, норадреналина, кортизона, кортикостерона, что способствует мобилизации энергетических ресурсов организма. Понижение уровня инсулина в крови во время длительной мышечной работы связано как с уменьшением его секреции, так и с усиленным его распадом. Снижение содержания инсулина в крови создает условия для использования жирового депо как источника энергетического обеспечения мышечной работы.

Разная степень выраженности утомления может наблюдаться у лиц одной и той же профессии, если характер труда или технологическое оборудование имеют свои особенности. Например, среди станочников, обрабатывающих одинаковые детали, но имеющих разное производственное задание (грубая или точная шлифовки), степень изменения физиологических функций (снижение выносливости мышц рук, усиление тремора, увеличение частоты сердечных сокращений и т.п.) более выражена у тех из них, которые выполняют большее число движений и более длительно находятся в неудобной рабочей позе.

Во многих отраслях промышленности, особенно в угольной, горнорудной отрасли, на транспорте, в сельском хозяйстве еще немало профессий, для которых характерны общие физические нагрузки. Общие (глобальные) физические нагрузки, как правило, связаны с приложением значительных усилий, подъемом и перемещением груза, наклонами корпуса, работой в неудобных и вынужденных позах. Общие нагрузки характеризуются значительными энерготратами, интенсивной нагрузкой на кардиореспиратурную систему, повышением частоты сердечных сокращений. Так, в литейных цехах все еще имеется ряд ручных операций, требующих больших мышечных усилий (до 50% рабочего времени), при этом энерготраты составляют 4,0-6,5 ккал/мин (6,7-27,2 кДж/мин). При таких энергозатратах отмечаются значительные изменения вегетативных функций: превышение частоты сердечных сокращений над уровнем покоя составляет 20-150%, а частоты дыхания на 20-100%. Даже применение высокопроизводительных механизированных комплексов не исключает ручного немеханизированного труда, который может занимать значительное рабочее время. У бурильщиков среднесменная частота сердечных сокращений в процессе бурения составляет 108-112 уд/мин, а на отдельных трудоемких операциях достигает 145-165 уд/мин и более. Статическая выносливость мышц кисти у них снижается к концу смены на 42,0-50%, что свидетельствует о развитии выраженного утомления нервно-мышечного аппарата.

Следовательно, физическая работа, связанная со статическими, динамическими и/или смешанными нагрузками высокой интенсивности, приводит к изменению физиологических функций (снижение выносливости мышц к статическому усилию, повышение биоэлектрической активности мышц, увеличение тремора), свидетельствующему о развитии утомления нервно-мышечной системы работающих. При чрезмерной продолжительности или интенсивном напряжении мышц утомление может накапливаться (кумулироваться) и приводить к развитию перенапряжения и нередко в последующем к возникновению патологических нарушений. Структура профессиональных заболеваний от функционального перенапряжения полиморфна и включает патологию периферической нервной системы (вегетативно-сенсорная полиневропатия, компрессионные невропатии, радикулопатии, координаторные неврозы) и опорно-двигательного аппарата (миофиброзы, тендовагиниты, эпикондилезы, стилоидозы, стенозирующие лигаментозы, периартрозы).

Свидетельством развития перенапряжения нервно-мышечного аппарата является также высокий процент жалоб среди лиц различных профессий на быструю усталость и ноющие боли в различных частях тела.

Выполнение любой работы осуществляется в определенной позе, которая также является элементом трудовой (рабочей) нагрузки. Поза человека - это положение тела, конечностей и головы в пространстве и друг относительно друга, создающееся сложным комплексом врожденных и приобретенных рефлексов. Соответственно, рабочей позой называют такие положения тела, головы, конечностей в пространстве и относительно друг друга, которые обеспечивают выполнение определенного трудового задания. Все многообразие рабочих поз в различных профессиональных группах, как правило, сводится к двум основным позам: стоя и сидя.

Поддержание основных рабочих поз связано как с наличием общих анатомо-физиологических и биомеханических закономерностей, так и с рядом специфических, различных для каждой из рабочих поз особенностей.

Уравновешивание силы тяжести в естественных позах является для организма сложной задачей, так как человеческое тело представляет собой систему звеньев, соединенных шарнирными связями, допускающими как прямолинейные, так и вращательные движения. С точки зрения биомеханики, условием поддержания позы является равновесие всех сил, внутренних и внешних, действующих на тело. Пассивное равновесие даже при спокойном стоянии непрерывно нарушается, так как общий центр тяжести расположен несимметрично и постоянно смещается вследствие периодической деятельности внутренних органов (дыхание, кровообращение, пищеварение). Противодействие многочисленным внешним и внутренним силам, стремящимся нарушить поддерживаемые позы, оказывает вся система опорно-двигательного аппарата, его пассивные (позвоночник, кости, связки) и активные (мышцы) элементы. Это достигается быстрым перераспределением тонических и тетанических напряжений мышц за счет проприоцептивных, лабиринтных и экстероцептивных рефлексов. Таким образом, мышцы, поддерживающие равновесие тела, постоянно находятся в напряжении.

Положение сидя характеризуется наличием дополнительной опоры, при этом улучшаются биомеханические условия - увеличивается площадь опоры, и опускается общий центр тяжести тела, что делает позу более устойчивой. Кроме того, уменьшается гидростатическое давление крови, и улучшаются условия сердечно-сосудистой деятельности.

Как и всякая мышечная активность статического типа, каждая поза проявляется определенными изменениями со стороны кровообращения и дыхания. При выполнении работы в позе стоя увеличивается нагрузка на мышцы нижних конечностей (вследствие высокого расположения центра тяжести над площадью опоры и малой ее величиной) и органы кровообращения (увеличение гидростатического давления). В результате даже удобное положение стоя требует, по сравнению с позой сидя, повышения энергетических затрат организма на 8-15%, увеличения частоты сердечных сокращений на 10-15 уд/мин.

В естественных условиях жизни поддержание позы является частным случаем статического режима двигательной активности. Незначительные изменения в той или иной позе влекут за собой изменения позной активности мышц. Величина напряжения нервномышечной системы как в шейно-грудинном, так и в пояснично-крестцовом сочленениях находится в прямой зависимости от глубины наклона головы и корпуса. Наклон головы на 15° (от корпуса) так же, как и наклон корпуса на 10° (по отношению к вертикали) не вызывают повышенных напряжений в структурах опорно-двигательного аппарата, и в этих пределах (при отсутствии каких-либо других неблагоприятных моментов, например, вытянутых рук вперед или поднятых рук вверх, выше плеч) рабочая поза может квалифицироваться как свободная.

В трудовой деятельности человека встречаются более сложные положения тела, для поддержания которых требуется более значительное напряжение мышц, чем при свободной, комфортной позе (неудобная, фиксированная, вынужденная позы).

Неудобная поза - это поза с поворотом туловища, неудобным размещением конечностей, с поднятыми вверх руками и др. Увеличение нагрузки при переходе от свободной позы к неудобной наиболее отчетливо проявляется в областях шейно-грудинного и пояснично-крестцового сочленений. Напряжения в шейно-грудинном сочленении возникают, как правило, вследствие наклона головы вперед, к объекту трудовой деятельности. Такие позы характерны для работников большинства канцелярских профессий, монтажников различных приборов, узлов, работников ряда областей легкой промышленности (швеи-мотористки) и многих других. Одновременно с этим у работников многих профессий, в том числе и вышеуказанных, в процессе трудовой деятельности при наклоне корпуса вперед возникают также весьма значительные напряжения и в пояснично-крестцовом сочленении. Напряжение в пояснично-крестцовом отделе отмечается и у лиц, работающих стоя, при наклоне корпуса вперед или вбок. Такие позы характерны для станочников, операторов металло- и деревообработки, слесарей, механосборщиков машин, станков, многих профессиональных групп сельского хозяйства. Рабочая поза водителя электропогрузчика также является неудобной: при движении погрузчика задним ходом водитель вынужден поворачивать назад голову и туловище. Напряжение мышц при этом больше (рис. 3.4) по сравнению с позой водителя при движении погрузчика вперед. Время пребывания в подобной позе достигает 53% времени смены. Следовательно, «физиологическая стоимость» работы в неудобной рабочей позе увеличивается.

Рис. 3.4. Интегрированная биоэлектрическая активность мышц водителей электропогрузчиков при наиболее характерных рабочих позах. По оси ординат - ЭМГ в процентах от МПС, по оси абсцисс - изучаемые мышцы: 1 - разгибатель пальцев; 2 - мышца, выпрямляющая спину; 3 - трапециевидная мышца справа; 4 - трапециевидная мышца слева. Белый столбик - поза при вождении погрузчика вперед, черный столбик - поза при вождении погрузчика назад

Хотя позная активность характеризуется в основном несильным напряжением мышц, при длительном поддержании даже удобной позы уже через 2-3 часа у работающих возникают признаки утомления нервно-мышечной системы, субъективное ощущение дискомфорта и желание частичного изменения этой позы. Если по условиям технологии или характера трудового процесса изменение позы во время трудовой деятельности невозможно, то в этих случаях говорят о наличии фиксированных рабочих поз. Фиксированная рабочая поза - невозможность изменения взаимного положения различных частей тела относительно друг друга. Подобные позы чаще всего можно наблюдать при выполнении работ, связанных с необходимостью в процессе деятельности различать мелкие объекты. В этом случае работающий принимает такую позу, чтобы она обеспечивала возможность наиболее благоприятных условий для функционирования зрительной системы. Наиболее жестко фиксированы рабочие позы у представителей тех профессий, которым приходится выполнять свои основные производственные операции с использованием оптических увеличительных приборов - луп и микроскопов.

Среди подобных специальностей широко распространены профессии, в которых работающие заняты изготовлением, соединением деталей, узлов, изделий микроэлектроники, а также значительные по численности группы специалистов медицинских, ветеринарных и других лабораторий (например, гистологи, микрохирурги).

Так, значительная степень фиксированности рабочей позы операторов-микроскопистов (по сравнению с пользователями ВДТ) приводит к более выраженному утомлению нервно-мышечного аппарата работающих в динамике смены. Количество жалоб на боли и усталость в различных частях тела в 2 раза больше у лиц, работающих с микроскопом, чем у пользователей ВДТ.

В производственных условиях встречаются сложные позы - на коленях, на корточках, лежа, работа с сильным наклоном туловища и пр. Такие позы относятся к вынужденным. Вынужденная рабочая поза, создающая значительную мышечную нагрузку, приводит к более выраженным изменениям физиологических функций и ускорению развития утомления. Такие позы характерны для некоторых видов работ при ремонтных или строительных работах, при работе в шахте и др.

Следовательно, возможность развития перенапряжения опорнодвигательного аппарата вследствие поддержания рабочей позы зависит от степени нерациональности позы (неудобная, фиксированная, вынужденная) и времени пребывания в ней. Такие рабочие позы могут быть причиной возникновения не только ряда специфических профессиональных заболеваний нервно-мышечной системы, но и являются весьма существенным фактором риска возникновения остеохондроза.

Профилактика утомления, перенапряжения и сохранения здоровья работников физического труда должна включать комплекс мероприятий.

Наиболее радикальным средством в профилактике физического перенапряжения является совершенствование техники и технологии, направленное на соответствие конструктивных особенностей оборудования, ручного инструмента и других средств труда, а также организации рабочих мест современным требованиям эргономики. Иными словами, оборудование и рабочие места, предназначенные для работников различных профессий, должны соответствовать антропометрическим данным, физиологическим и психологическим особенностям человека и отвечать требованиям ГОСТ на работы, выполняемые в положении сидя или стоя (ГОСТ 12.2.033-78; ГОСТ 12.2.032-78). Большое значение в профилактике мышечных напряжений имеет своевременная проверка (метрологическая и т.п.) величин прилагаемых усилий на различные органы управления (рычаги, маховики и т.д.) и ручные инструменты (гайковерты, перфораторы, отбойные молотки и др.), которые должны отвечать соответствующей нормативно-технической документации.

Основой профилактики физических перегрузок и последствий, вызванных ими, является оптимизация условий труда рабочих и устранение неблагоприятных производственных факторов. Основные факторы трудового процесса, характерные для работ, связанных с физическими (мышечными) нагрузками, а также факторы производственной среды (вибрация, микроклимат и др.), усугубляющие состояние функционального перенапряжения опорно-двигательного аппарата, должны находиться в пределах оптимальных, реже - допустимых величин, установленных в соответствии с нормативными документами. При выполнении работ, связанных с частыми подъемами и перемещениями тяжестей вручную (труд подсобных рабочих, штукатуров, фрезеровщиков, токарей и многих других), масса перемещаемого груза не должна превышать 15 кг для мужчин и 7 кг для женщин (Р 2.2.2006-05, СанПиН 2.2.0.555-96).

Особую значимость для предупреждения перенапряжения НМА имеют рациональные режимы труда и отдыха, установленные в соответствии с характером и условиями труда, динамикой функционального состояния работающих. Рациональный режим помимо перерыва на обед (который не входит в длительность смены) должен включать регламентированные перерывы, общая продолжительность которых зависит от вида физической нагрузки. Чем тяжелее работа, тем раньше после начала смены должны быть введены регламентированные перерывы, а продолжительность их должны быть больше. Регламентированные перерывы входят в длительность рабочего дня.

Для профессиональных групп, трудовая деятельность которых связана с локальными мышечными нагрузками (операторы ВДТ, перфораторщики, наборщики типографий и др.), в режим труда и отдыха целесообразно включать 2-3 регламентированных перерыва общей продолжительностью 15-20 минут.

Для профессий, связанных с региональными нагрузками (станочники, штукатуры, формовщики мелких изделий и многие другие), в режим труда и отдыха следует вводить не менее 3-х регламентированных перерывов общей продолжительностью не менее 20 минут.

Для профессиональных групп, трудовая деятельность которых связана с общими (глобальными) мышечными нагрузками (шахтеры, грузчики, формовщики крупных изделий и др.), в режим труда и отдыха целесообразно включать не менее 3-х регламентированных перерывов общей продолжительностью не менее 35 минут.

Регламентированные перерывы следует заполнять производственной гимнастикой, направленной на расслабление основных работающих мышц, проведение самомассажа, гидромассажа рук (ног) или пассивного отдыха.

Для лиц физического труда, связанных с непрерывным производственным процессом и имеющих сменный график работы, следует предусматривать полноценный отдых между сменами.

Большое значение в комплексной профилактике профессиональной и общей заболеваемостей, укрепления здоровья работающих имеют занятия, проводимые во вне рабочее время в специально созданных «Центрах восстановления работоспособности» (ЦВР). Занятия в ЦВР проводятся под контролем врача. Подготовленные инструкторы составляют комплексы физических упражнений на тренажерах, обновляют и совершенствуют программы целенаправленной гимнастики и нервно-мышечной релаксации с учетом характера физического труда и физической подготовленности работающих. Физические упражнения целесообразно выполнять стоя, если работать приходится в позе сидя; сидя и лежа, когда работа осуществляется в позе стоя.

В целях предупреждения развития профессиональной патологии опорно-двигательного аппарата и периферической нервной системы следует проводить (в соответствии с приказом МЗ и МП РФ № 90 от 14.03.96 г.) предварительный медицинский осмотр для отбора лиц, принимаемых или переводимых с другой специальности в профессии, связанные с физическим трудом. Кроме того, для выявления ранних проявлений поражений ОДА профессионального и общего характеров, предупреждения их прогрессирования и осложнений следует проводить периодические медицинские осмотры (1 раз в 1-2 года) лиц, работающих с физическими нагрузками (приказ Минздравсоцразвития РФ ? 83 от 16 августа 2004 г.).

В настоящее время на предприятиях нашей страны создается новое современное оборудование - станки с числовым программным управлением (ЧПУ), роботизированные комплексы, совершенствуются поточно-конвейерные линии и др. Все это способствует снижению физического мышечного компонента в работе. При этом возрастает значимость такого вредного фактора производственного процесса, как монотонность.

Монотонность - это однообразно повторяющийся процесс. В наибольшей степени монотонность труда характерна для поточноконвейерного производства, которое находит широкое применение в таких отраслях экономики, как машиностроение, приборостроение, радиоэлектронная, легкая, пищевая и др.

Однако монотонность распространяется и на ряд других профессий - станочников, штамповщиков, прессовщиков, операторов полуавтоматических линий, а также операторов за различными пультами управления технологическими процессами и других, для которых характерно однообразие действий.

Следовательно, монотонный труд - это однообразный труд, требующий от человека либо длительного выполнения простых однотипных операций в заданном или свободном темпах, либо непрерывной концентрации внимания в условиях малого объема поступающей информации. Следует различать такие понятия, как монотонность труда и состояние монотонии.

Монотонность труда - это однообразие трудовых операций или производственной обстановки, т.е. объективных внешних факторов трудовой деятельности.

Монотония - комплекс психологических и физиологических изменений в организме человека, возникающих при монотонной работе, т.е. ответная реакция человека на монотонный труд.

Различают два основных вида монотонной работы:

Обычно монотонный по внешним признакам труд в производственных условиях сочетается с другими факторами профессиональной деятельности. Одни из них усиливают развитие состояния монотонии (гипокинезия, низкая ответственность, постоянный фоновый шум, недостаточная освещенность рабочих мест и т.д.), другие препятствуют развитию этого состояния (физическая тяжесть, нервная напряженность труда, высокая степень ответственности, сложность перерабатываемой информации и др.).

Влияние монотонного труда на организм работающего весьма сложно и многообразно. Психофизиологические реакции человека на монотонную работу практически одинаковы при обоих видах монотонной деятельности (моторной и сенсорной). Как монотонность обстановки, так и монотонность действия вызывают однонаправленное снижение уровня показателей сердечно-сосудистой системы и высшей нервной деятельности, обусловленное уменьшением активирующего влияния ретикулярной формации на кору больших полушарий головного мозга.

Монотонный труд вызывает, прежде всего, изменения в функциональном состоянии центральной нервной системы, что проявляется в удлинении латентного периода простой и сложной зрительно-моторной реакций, замедлении способности к переключению внимания, снижению подвижности основных нервных процессов и других. Снижение функционального уровня ЦНС происходит на всех ее уровнях: от коркового до спинального. Подтверждением этому служат данные электроэнцефалограммы, полученные во время выполнения монотонной работы. При этом выявлено параллельное нарастание суммарной энергии тета- и альфа-ритмов в большей степени в правом, субдоминантном, полушарии головного мозга. Одновременное увеличение тета- и альфа-активности можно считать одним из проявлений нейрофизиологического механизма усиления напряжения, необходимого для преодоления состояния сонливости, развивающегося при монотонной работе. Наряду с изменениями в центральной нервной системе на корковом уровне при монотонной работе обнаруживается снижение возбудимости спинальных моторных центров, начиная с 30-й минуты работы и до конца ее выполнения. Это связано с уменьшением супраспинальных нисходящих влияний из коры головного мозга и ретикулярной формации на спинальные центры. Таким образом, при выполнении монотонной работы у человека возникает своеобразный нейрофизиологический конфликт.

С одной стороны, имеется скучная однообразная работа, которая приводит к прогрессивному снижению активности различных структур ЦНС. С другой стороны, работу необходимо выполнять без ущерба для количества и качества продукции. Все это усиливает нервное напряжение, обусловленное необходимостью волевого поддержания бодрствования и работоспособности на определенном уровне.

Помимо изменений в ЦНС монотонная работа приводит к изменению и со стороны различных вегетативных функций. Во время такой работы достоверно снижаются частота сердечных сокращений (на 25-30%), артериальное давление, в основном систолическое (на 5-10%), и увеличивается величина коэффициента вариации сердечного ритма, т.е. монотонная работа приводит к существенному снижению тонической активности симпатического и повышению активности парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Однако монотонная работа, осложненная нервным напряжением, возникающим при высокой степени ответственности (с элементами риска для собственной жизни - машинисты метрополитена, диспетчеры и операторы газокомпрессорных и химических пультов управления и др.) или работе на конвейере в быстром темпе (2-6 секунд), приводит к изменениям физиологических функций, глубина и выраженность которых тем больше, чем больше нервное напряжение и степень ответственности за выполняемую работу. Так, уровень систолического артериального давления составил от 136?2,15 до 150?1,48 мм рт.ст. против от 108?2,46 до 110?1,14 мм рт.ст. у лиц, выполняющих монотонную работу, осложненную и не осложненную нервным напряжением. Между этими группами также отмечались достоверные различия в частоте сердечных сокращений (ЧСС): 88,5?1,3 - 93,5?1,2 уд/мин и 74,2?1,4 - 76,4?1,1 уд/мин соответственно в обеих группах.

Сравнительный анализ двух видов монотонной деятельности свидетельствует, что при выполнении монотонной работы, не осложненной нервным напряжением, основные изменения отмечаются в функциональном состоянии ЦНС, в то время как при такой же работе, осложненной нервным напряжением, функции ЦНС остаются относительно устойчивыми на протяжении смены, а основные изменения отмечаются в состоянии сердечно-сосудистой системы. У лиц при монотонной работе, осложненной нервным напряжением, систолическое артериальное давление достигает величины 150 мм рт.ст., и частота сердечных сокращений превышает 90 уд/мин, в то время как показатели латентного периода зрительно-моторной реакции, концентрация внимания и объем оперативной памяти, т.е. основные рабочие функции остаются стабильными на протяжении смены.

Наряду с изменением физиологических функций при монотонной работе часто отмечаются изменения, характеризующие психологический статус работающих, их субъективные ощущения и переживания, к которым относятся скука, сонливость, неудовлетворенность работой и др. Однако степень проявления этих ощущений зависит от индивидуальной переносимости фактора монотонности.

В одних и тех же условиях не все люди одинаково устойчивы к влиянию этого фактора, среди них существуют монотофилы и монотофобы. Для монотофилов, отличающихся большей устойчивостью к монотонности, характерен определенный типологический комплекс: это слабый тип нервной системы относительно процесса возбуждения, низкая тревожность, инертность нервных процессов, замкнутость характера (в своем большинстве люди, легко переносящие монотонность, являются интравертами).

Состояние монотонии может переходить в состояние «психического пресыщения», которое характеризуется отвращением к однообразной деятельности, раздражительностью, эмоциональной неустойчивостью, развитием невротических и сосудистых нарушений. Фактор монотонности в сочетании со сниженным уровнем двигательной активности может вызывать ослабление защитных свойств организма, что приводит к росту общей заболеваемости работающих. Монотонность, как вредный производственный фактор, изменяет ее структуру: увеличивается частота невротических и психосоматических расстройств, процент которых нарастает с увеличением стажа работы. При стаже работы с монотонным характером труда 10-15 и более лет число случаев нетрудоспособности по отдельным формам болезней увеличивается в 3-9,8 раза. Различия в числе случаев заболеваемости с временной утратой трудоспособности обусловлены также степенью монотонности труда. Так, число случаев на 100 работающих при наиболее монотонном труде на парфюмерной фабрике составили: ангина 15,4 против 5,2 при наименее монотонном труде в обувном производстве, грипп - 21,1 и 7,5 соответственно, ОРЗ - 41,1 и 18,8, болезни сердечно-сосудистой системы - 17,3 и 3,7, болезни костей и органов движения - 5,1 и 3,7 соответственно. Формирующееся в процессе монотонной работы состояние монотонии - своеобразная форма нервно-психического напряжения, которое в дальнейшем проявляется в различных нарушениях здоровья работающих.

Борьба с монотонией включает широкий круг мероприятий, направленных на снижение ее отрицательных последствий для здоровья и работоспособности человека. Разрабатываемые мероприятия должны быть направлены на:

Среди мероприятий, направленных на профилактику отрицательного влияния монотонии на организм работающих, важнейшее значение имеют:

Работая в различных метеорологических условиях, человек сохраняет постоянную температуру тела в одних и тех же пределах, что обеспечивается терморегуляцией - совокупностью физиологических процессов, обусловленных деятельностью центральной нервной системы с координирующей ролью в этих процессах коры головного мозга.

Система терморегуляции включает:

Условно процессы терморегуляции можно разделить на три группы:

С помощью механизмов эндогенной (физической и химической) терморегуляции обеспечивается определенное соотношение между величиной теплопродукции и теплоотдачи. Поскольку возможности физиологических механизмов изменения теплопродукции и теплоотдачи ограничены, целенаправленное поведение играет основную роль в поддержании теплового баланса.

В условиях нагревающего или охлаждающего микроклимата через терморецепторы кожи и сосудов формируется ощущение теплового дискомфорта, что является стимулом для различного рода поведенческих реакций. Они позволяют ввести тепловой обмен организма с окружающей средой в такие рамки, когда за счет имеющихся механизмов саморегуляции может быть достигнуто равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей. Сохранение же теплового баланса обеспечивает поддержание постоянной температуры внутренней среды организма. При этом велика роль условно-рефлекторных механизмов. Обстановка, в которой происходит работа, воздействие тепла или холода, становится сигнальным раздражителем для процессов терморегуляции.

Тепловой баланс в общем виде (весьма схематично) может быть представлен следующим уравнением:

Q = M ? R ? C - E,

где: Q - дефицит или накопление тепла; M - теплопродукция (метаболическое тепло «70% энерготрат); R - отдача или получение тепла излучением; C - отдача или получение тепла конвекцией; E - теплоотдача испарением с поверхности кожи и органов дыхания.

При определенных параметрах микроклимата, когда работающие субъективно оценивают свое состояние как комфортное (нейтральное), тепловой баланс (соотношение теплопродукции и теплоотдачи) находится около нуля (Q = ?2 Вт).

При превышении теплообразования над теплоотдачей и при накоплении тепла более 2 Вт микроклимат оценивается как нагревающий. В зависимости от тепловой нагрузки и накопления тепла состояние человека соответствует тепловым ощущениям «слегка тепло», «тепло», «жарко». При преобладании теплоотдачи над теплообразованием, когда дефицит тепла более 2 Вт, микроклимат оценивается как охлаждающий, что соответствует в зависимости от холодовой нагрузки и дефицита тепла тепловым ощущениям «слегка прохладно», «прохладно», «холодно».

Рабочие в производственных условиях подвергаются воздействию различных микроклиматических факторов и их сочетаний, приводящих к определенному уровню теплообмена и напряжения процессов терморегуляции.

В задачу нормирования производственного микроклимата входит обеспечение у работающих такого теплового состояния, при котором напряжение процессов терморегуляции не приводит к неблагоприятному влиянию на самочувствие человека, его здоровье и работоспособность. Это касается как воздействия комплекса метеорологических факторов, так и влияния каждого из них.

При разработке гигиенических требований к микроклимату производственных помещений учитывается целый ряд условий, обусловливающих тепловой обмен и тепловое состояние:

Гигиенические нормативы установлены для следующих категорий работ:

Ia (энерготраты до 139 Вт), работы выполняются сидя и сопровождаются незначительным физическим напряжением (точное приборо- и машиностроение, часовое, швейное производства, сфера управления и т.п.);

I6 (энерготраты 140-174 Вт), работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (полиграфическая промышленность, предприятия связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т.п.);

IIa (энерготраты 175-232 Вт), работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физиологического напряжения (механосборочные цеха машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т.п.);

Пб (энерготраты 233-290 Вт), работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся уме- ренным физическим напряжением (литейные, прокатные, кузнечные, термические, сварочные цеха машиностроительных и сталеплавильные, прокатные цехи металлургических предприятий и т.п.);

III (энерготраты более 290 Вт), работы, связанные с постоянным передвижением, перемещением и переноской тяжестей свыше 10 кг и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, в литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных предприятий и т.п.).

Условия труда, соответствующие согласно СанПиН 2.2.4.548-96 оптимальным или допускаемым параметрам микроклимата, относятся к I-му и II-му классам на основании «Руководства по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда». (Р 2.2.2006-05).

Если в производственных помещениях на рабочих местах допустимые нормативные величины показателей микроклимата невозможно установить из-за технологических требований к производственному процессу или экономически обоснованной нецелесообразности, условия труда следует рассматривать как вредные (III-й класс).

Вредные условия характеризуются выраженными общими и/или локальными дискомфортными теплоощущениями, значительным напряжением механизмов терморегуляции. Они приводят к снижению работоспособности и нарушению состояния здоровья. Чем больше условия труда по параметрам микроклимата отличаются от допустимых величин, тем больше степень риска нарушения состояния здоровья и возникновения профессиональных заболеваний. Степень вредности условий труда, которая характеризует уровень перегревания или переохлаждения организма, можно определить в соответствии с названным выше документом.

В экстремальных ситуациях (аварийные, ремонтные и др.) работающие могут попадать в опасные условия труда (IV-й класс), т.е. такие, которые даже в течение непродолжительного времени вызывают изменение теплового состояния, характеризующееся чрезмерным напряжением механизмов терморегуляции, что может привести к резкому нарушению состояния здоровья и возникновению риска смерти.

Ограничение времени нахождения в таких условиях в значительной мере исключает эти риски и поэтому должно строго регламентироваться нормативными документами (см. «Защита временем»). Регламентируемое время выполнения работ во всех вредных и опасных условиях труда (с соблюдением всех правил техники безопасности) устанавливается исходя из того, что тепловое состояние человека за это время может выходить за допустимые границы критериев, установленных при 8-часовом воздействии, но не может переходить предельно допустимые границы теплового состояния, установленные для соответствующего времени. Классификация условий труда по степени вредности и опасности нагревающего микроклимата в производственных помещениях в любое время года идет, во-первых, по комплексному показателю ТНС-индексу с учетом энерготрат (см. табл. 4.8), во-вторых, при выраженном радиационном факторе кроме ТНС-индекса учитывается интенсивность инфракрасного излучения (см. табл. 4.9). Класс условий труда при этом оценивается по наибольшему из показателей.

При тепловом облучении до 25% поверхности тела человека с интенсивностью более 140 Вт/м² и экспозиционной дозой^[1] облучения более 500 Вт-ч условия труда относятся к вредным, даже если ТНС-индекс имеет допустимые параметры. При излучении на рабочем месте, превышающем 1000 Вт/м², оценка степени вредности и опасности нагревающего микроклимата идет только по этому показателю.

Оценка степени вредности нагревающего микроклимата, в котором выполняют профессиональную деятельность работающие на открытой территории в летний период, также идет по ТНС-индексу согласно табл. 4.8.

Таблица 4.8. Класс условий труда по показателю ТНС-индекса (°С) для рабочих помещений с нагревающим микроклиматом, независимо от периода года и открытых территорий в теплый период года (верхняя граница)

Таблица 4.9. Класс условий труда нагревающего микроклимата по показателю инфракрасного излучения (верхняя граница) для рабочих помещений

Охлаждающий микроклимат согласно «Руководству…​» Р 2.2.2006-05 оценивается в основном по температурам воздуха на рабочих местах. Так, микроклимат в помещении, в котором температура воздуха на рабочем месте меньше нижней границы допустимой (СанПиН 2.2.4.548-96), является вредным. Класс вредности определяется по среднесменным величинам температуры воздуха, применительно к рабочему, выполняющему работу той или иной степени вредности и одетого в комплект обычной спецодежды с теплоизоляцией 1 кло (табл. 4.10).

Для работ на открытых территориях и в неотапливаемых помещениях, т.е. в помещениях, не оборудованных отопительными системами, включая помещения с искусственным охлаждением по технологическим требованиям (например, холодильники), в зимний период класс условий труда определяется еще и с учетом климатических регионов (поясов). Климатический регион объединяет территории, имеющие сходные метеорологические условия, соответственно которым рабочие бесплатно обеспечиваются комплектом СИЗ (одежда, обувь и др.), отвечающим необходимым требованиям к термоизоляции.

Сведения о климатических регионах (поясах) взяты из приложения ? 13 «Руководства…​» Р 2.2.2006-05 и приведены в табл. 4.11.

Таблица 4.10. Классы условий труда по показателям температуры воздуха (нижняя граница) при работе в помещении с охлаждающим микроклиматом

Классификация условий труда для открытых территорий в зимний период года дана в таблице по показателю температуры воздуха (среднесменное значение за зимние месяцы) с учетом наиболее вероятной скорости ветра в каждом из климатических регионов. Представленные в табл. 4.12 данные учитывают наличие регламентированных перерывов на обогрев не позднее чем через 2 часа от начала пребывания на открытой территории.

Условия труда в закрытых неотапливаемых помещениях в зимний период года можно оценить по среднесменным температурам воздуха на рабочих местах, которые даны с учетом регламентированных перерывов на обогрев (не позднее чем через 2 часа пребывания в этих условиях).

Как видно из табл. 4.13, регламентированные температуры для закрытых неотапливаемых помещений более низкие, чем для работ на открытом воздухе в зимний период при той же категории работ по энерготратам и того же региона, а следовательно, одетых в тот же комплект СИЗ, что связано с небольшими скоростями воздуха в закрытых помещениях, а следовательно, и меньшим охлаждающим эффектом низких температур.

Таблица 4.11. Климатические регионы (пояса) России

Таблица 4.12. Классы условий труда по показателю температуры воздуха °С (нижняя граница) для открытых территорий в зимний период года при наличии регламентированных перерывов на обогрев

Таблица 4.13. Классы условий труда по показателю температуры воздуха (°С) для неотапливаемых помещений при наличии регламентированных перерывов на обогрев

В соответствии с санитарными правилами в целях профилактики неблагоприятного воздействия вредных условий труда по микроклиматическим параметрам должны быть использованы различные мероприятия (технологические, технические, санитарно-технические), позволяющие перевести условия труда в класс допустимых; если это не удается, то используются другие защитные мероприятия (например, сокращение времени работы в неблагоприятных условиях, перерывы в работе для охлаждения или обогрева, использование СИЗ и др.), позволяющие сохранить здоровье работающих.

Повышенное атмосферное давление - фактор производственной среды, имеющий место при выполнении работ в кессоне, работе водолазов, сеансах гипербарической оксигенации и хирургических операциях в барокамерах, при подводном плавании.

Кессонные работы выполняются под водой или под землей в насыщенных водой грунтах при строительстве мостовых и других гидротехнических сооружений, при проходке стволов шахт и туннелей. Путем закачки воздуха в замкнутое пространство вода из него отжимается за счет выравнивания гидростатического давления. Рабочая камера кессона имеет шлюз, в который заходят рабочие. Шлюз герметизируется, и в него с помощью компрессора закачивается воздух до заданного избыточного давления; при выравнивании давления воздуха в шлюзе с давлением внутри основной камеры (кессона) рабочие входят в кессон. При выходе из кессона давление в шлюзе постепенно снижается до нормального.

Важнейший вредный производственный фактор при работе в кессоне - повышенное атмосферное давление. Как правило, при этом имеются сопутствующие неблагоприятные микроклиматические условия (повышенная относительная влажность воздуха, его дискомфортная температура). Воздушная среда кессона может быть загрязнена аэрозолями смазочных масел (источник - компрессоры) и сварочных работ, метаном (из грунта) и др. Наконец, механизированные инструменты, используемые в кессоне, могут быть источником шума и вибрации.

Для выполнения водолазных работ применяется специальное мягкое снаряжение, которое по способу подачи газовой смеси для дыхания подразделяется на снаряжение с открытой схемой дыхания, вентилируемое, инжекторно-регенеративное и регенеративное. В водолазном снаряжении открытой схемы подача воздуха для дыхания осуществляется из баллонов высокого давления. Это снаряжение может быть использовано на глубине до 40 м (о причине ограничения см. ниже). Вентилируемый водолазный скафандр через гибкий шланг снабжается воздухом в подшлемном пространстве с поверхности. В этом снаряжении водолазы могут работать на глубине до 60 м. Инжекторно-регенеративное снаряжение позволяет спускать водолаза до 100 м, и, наконец, на глубине до 200 м применяется специальное регенеративное оборудование. При спусках на большую глубину используется жесткий (металлический) аппарат.

Работа водолаза осуществляется в необычной для человека водной среде, обладающей свойствами высоких теплопроводности и теплоемкости. В этой связи для предупреждения переохлаждения в зависимости от температуры воды применяются шерстяное белье и теплое обмундирование. При передвижении и работе водолаза под водой повышается уровень энерготрат.

При выполнении кессонных и глубоководных работ различают три периода: повышение давления - компрессия, пребывание человека под повышенным давлением, период понижения давления - декомпрессия. Каждому из них присущ специфический комплекс функциональных изменений в организме. В условиях повышенного барометрического давления в результате возрастания парциального давления кислорода наблюдаются уменьшение объема легочной вентиляции и урежение частоты сокращений сердца. В случае форсированной компрессии или при нарушении проходимости евстахиевой трубы возможно появление чувства боли в ушах вследствие разницы давлений внешнего и внутри барабанной полости. Следует отметить, что при первых погружениях возможно развитие состояния эйфории, которое в последующем исчезает (в связи с привыканием). Длительное пребывание человека под избыточным давлением около 7 атмосфер потенциально опасно, так как в этих условиях азот воздуха обладает наркотическим действием. В этой связи при дыхании обычным воздухом глубина спуска водолазов ограничивается, а при глубоководных спусках азот воздуха замещается гелием, который не обладает этим свойством при реальных глубоководных спусках, осуществляемых в мягких костюмах.

Наиболее опасным является период декомпрессии, во время которого или после выхода из него в условиях нормального давления может развиться декомпрессионная (кессонная) болезнь. Патогенетический механизм развития этого поражения заключается в том, что при повышенном атмосферном давлении наблюдается постепенное насыщение тканей организма азотом и другими газами.

Равновесие между парциальным давлением газовой среды и тканями организма, например, по азоту возникает через 4 часа. В процессе декомпрессии происходит выход азота из тканей (десатурация) через кровь и легкие вследствие падения его парциального давления в окружающей среде.

Если декомпрессия происходит быстро, в крови и других жидких средах организма образуются множественные пузырьки азота, и, как следствие, возникает газовая эмболия сосудов, степень которой предопределяет клинические признаки декомпрессионной болезни. Появлению признаков декомпрессионной болезни способствуют переохлаждение и перегревание организма, высокая степень утомления, ведущие к замедлению скорости освобождения тканей организма от растворенного азота. При появлении признаков декомпрессионных расстройств пострадавший срочно помещается в лечебную камеру, в которой создается избыточное давление, соответствующее рабочему уровню компрессии, и после исчезновения признаков декомпрессионных расстройств производят лечебную декомпрессию (много медленнее обычной).

В основе комплекса профилактических мероприятий лежат «Правила безопасности при производстве работ под сжатым воздухом (кессонные работы)». Эти правила определяют время компрессии и декомпрессии и сроки работы в кессоне. При проведении водолазных работ пользуются специальными таблицами, регламентирующими виды деятельности, глубину погружения и соответствующие режимы декомпрессии. Правила безопасности водолазных работ предусматривают ступенчатую декомпрессию, при которой подъем водолаза осуществляется с остановками на различных глубинах. Срок пребывания на остановках зависит от глубины спуска и времени пребывания под водой. Более совершенный способ декомпрессии - размещение водолаза в специальной камере на первом подъеме с последующей декомпрессией в камере уже на поверхности. Для улучшения гигиенических условий труда в кессоне максимально механизируются выполняемые работы (использование щитовой проходки в туннелях), поддерживаются нормируемая температура воздушной среды, ее качественный состав.

При выходе из кессона рабочим дается горячий чай или кофе, создаются условия для принятия горячего душа. При выполнении кессонных работ организуется здравпункт с круглосуточным дежурством медперсонала. Для лечения легких форм декомпрессионных расстройств при амбулатории организуется процедурная комната с водяной и суховоздушной ваннами.

К работам в кессонах допускаются мужчины в возрасте 18-50 лет, женщины - только в качестве инженерно-технических и медицинских работников при отсутствии беременности. Утвержден список медицинских противопоказаний для приема на кессонные и водолазные работы.

Пониженное атмосферное давление как вредный профессиональный фактор сопровождает деятельность человека в горных условиях (геологоразведочные работы, строительство дорог и гидротехнических сооружений, добыча полезных ископаемых, горный туризм и альпинизм) и при выполнении полетов.

При подъеме на высоту падение барометрического давления в тропосфере носит экспоненциальный характер. В этой связи при подъеме на высоту в организме человека возникает гипоксия, приводящая к снижению умственной и физической работоспособности, возможны высотные декомпрессионные расстройства. Следует особо подчеркнуть, что основа развивающегося кислородного голодания - снижение парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе. С подъемом на высоту рСО₂ (40 мм рт.ст.) и давление водяных паров (47 мм рт.ст.) в альвеолярном воздухе практически не меняются. В этой связи скорость падения парциального давления в альвеолярном воздухе при подъеме на высоту более крутая, чем в окружающей среде (на уровне моря парциальное давление О₂ в окружающей среде составляет 159 мм рт.ст., в альвеолярном воздухе - 105 мм рт.ст.). На высоте 12 км (атмосферное давление 145 мм рт.ст) парциальное давление О₂ в альвеолярном воздухе при дыхании даже чистым кислородом составит только половину от наземных условий, т.е. в этом случае для поддержания жизненных функций необходима подача кислорода под избыточным давлением.

Физиологические сдвиги, обусловленные гипоксией при подъеме на высоту, наблюдаются у отдельных лиц на высоте 2500-3000 м, на высоте 4500 м у большинства людей появляются признаки «высотной», или «горной» болезни. Ранние признаки ее проявляются в форме головокружений, апатии, в дальнейшем развиваются нарушение координации движений, головная боль, мышечная слабость, адинамия, эйфория или угнетенное состояние, ослабление памяти и внимания, падает острота зрения.

При подъеме на высоту патологические проявления, возникающие в организме, их глубина зависят от высоты, времени действия, скорости и кратности перепадов барометрического давления.

При выполнении полетов расстройства, возникающие при перепадах давления в газосодержащих полостях тела, носят название барокавепатий (высотный метеоризм, бароденталгия, баросинусопатия, баротравма легких). Наиболее глубокие нарушения в организме человека происходят при взрывной декомпрессии, т.е. при очень быстром перепаде давления в случае разгерметизации летательного аппарата на значительных высотах (свыше 19 000 м).

Причиной гибели человека при взрывной декомпрессии на этой высоте может быть декомпрессионная болезнь, острая кислородная недостаточность, баротравма легких, обусловленная быстрым расширением объема воздуха, находящегося в легких и не успевающего выйти через воздухоносные пути, и высотная эмфизема, возникающая в форме парогазовых пузырьков в участках с низким гидростатическим и внутритканевым давлениями (крупные вены и лимфатические сосуды, подкожно-жировая клетчатка). При этом наблюдается отслоение кожи и увеличение объема тела. Это связано с тем, что на высоте 19 300 м температура кипения воды становится равной температуре тела человека. С целью профилактики указанных последствий при выполнении высотных полетов используются высотно-компенсирующие костюмы, создающие давление на кожные покровы, и шлемы с подачей дыхательной смеси в зону дыхания.

Высотно-компенсирующий костюм, кроме того, позволяет увеличить степень переносимости перегрузок до 2g.

Важно подчеркнуть, что с целью повышения безопасности полетов, повышения их надежности в военной авиации используется двойная система, включающая использование высотно-компенсирующего костюма с подачей газовой смеси в подшлемное пространство (индивидуальная система защиты) и герметизация кабины летчика с поддержанием в ней независимо от высоты полета барометрического давления, равного высоте 8000 м. Так, при выходе из строя индивидуальной системы жизнеобеспечения у летчика есть время (так называемое «резервное время летчика»), равное примерно 1,5 мин, в течение которого летчик может выполнить многие действия по спасению своей жизни и летательного аппарата. При отсутствии герметичности кабины в такой обстановке (на высоте, например, 25 000 м) потеря сознания в результате острой кислородной недостаточности наступает мгновенно.

В целом профессиональная деятельность летного состава является предметом изучения специального раздела профилактической медицины - авиационной медицины.

Для ускорения адаптации людей, мигрировавших в высокогорные условия из равнинных местностей, используются предварительная, специфическая (в барокамерах) тренировка, рациональное питание. Важное значение в профилактике высотной болезни занимают рациональный режим труда, механизация и автоматизация технологических процессов, профессиональный отбор.

В настоящее время в связи с развитием производства и исследований в области нанотехнологических материалов и нанотехнологий все больше людей подвергается профессиональному и непрофессиональному воздействиям наночастиц. Актуальным является вопрос о всестороннем изучении их влияния на здоровье человека, определении потенциального вреда, разработке средств защиты, безопасных технологических процессов и гигиенических правил, нормативов и рекомендаций.

Нанотехнологии - технологии создания и изучения структур, материалов и устройств на основе манипулирования материей в нанометровых масштабах, на уровне, когда свойства материалов существенно отличаются от таковых при больших размерностях.

Наночастицы - материальные структуры, размеры которых по одному из измерений составляют 1-100 нанометров.

Нанотехнологии - новейшая междисциплинарная область знаний и производства, хотя наночастицы использовались человеком с давних времен. Например, в стекле римского кубка, изображающего гибель Ликурга, (примерно 800 лет до н.э.), содержатся наночастицы серебра и золота. Когда источник света помещается внутрь кубка, его цвет сменяется с зеленого на красный. Известны природные наночастицы, примерами которых могут служить молекулы ДНК (диаметр 2-12 нм), некоторые вирусы. Кроме искусственных наночастиц, получаемых человеком целенаправленно в ходе специальных технологических процессов, и природных наночастиц, существующих в среде, условно выделяют антропогенные наночастицы, являющиеся побочными продуктами человеческой деятельности.

Антропогенные наночастицы содержатся в различных дымах, например, в выхлопе дизельных двигателей, выбросах промышленных печей и плавильных аэрозолях.

В 1960-е годы Ричард Фейнман, лауреат Нобелевской премии по физике 1965 г., заговорил о возможностях и потенциале материалов нанометровой размерности и отметил, что манипулирование отдельными атомами может позволить создать мельчайшие структуры, свойства которых будут радикально отличаться от свойств структур такого же состава, но большей размерности. В конце ХХ в. в биологии появились первые генетически модифицированные организмы и клонированные животные, а в технике - понятия «нанотехнология» (термин предложен в 1974 г. Норио Танигучи), «нанороботы» и первые практические работы по созданию наноустройств. Сейчас нанотехнологии стали одним из передовых направлений науки и техники.

Существуют два основных направления работ по созданию наночастиц - синтез из индивидуальных атомов (подход «снизу-вверх») и размельчение материалов обычной размерности до нанопорошков («сверху-вниз»).

Независимо от способа получения наночастицы проявляют уникальные физические и химические свойства, которые в большей степени определяются свойствами индивидуальных молекул, чем свойствами массивного вещества того же состава. Таким образом, многие принципы классической химии и физики твердого тела заменяются квантовыми вероятностными подходами, в соответствии с которыми каждая молекула или атом могут играть важнейшую роль, а взаимодействие между ними определяет поведение целой структуры. В итоге механические параметры твердых тел в отношении наночастиц перестают быть определяющими, и на первый план выходят межатомные и межмолекулярные взаимодействия, определяющие упорядочивание, стабильность, реакционную способность и другие свойства наночастиц. Иными словами, свойства наночастиц ближе к свойствам отдельных атомов или молекул, нежели частиц твердого тела.

Основные факторы, определяющие уникальность свойств наночастиц:

Первый фактор обусловливает изменения реакционной способности, которая может существенно возрастать с уменьшением размера частиц. Второй фактор, проявляющийся в поведении частиц размерности порядка 1-10 нм, обеспечивает изменения оптических, электрических, магнитных и механических свойств.

Следует отметить, что понятие наночастиц (наноструктур) включает разнообразные объекты материального мира, размеры которых хотя бы по одному из измерений меньше 100 нм. Эти объекты могут иметь совершенно разные состав, размерность, физические, химические и биологические свойства.

Изменения физических свойств вещества с изменением размерности, при переходе в форму наночастиц могут повлечь изменения биологических свойств. Например, высок уровень задержки наночастиц легкими, так как частицы достаточно малы, чтобы проникнуть в терминальные отделы респираторной системы, и настолько малы, что механизмы выведения (мукоцилиарный транспорт) оказываются неэффективными. Наночастицы способны проникать через легкие в другие системы, проходить дермальные барьеры, обладают высоким провоспалительным потенциалом на единицу массы, т.е. могут представлять опасность для здоровья человека и благополучия окружающей среды.

Наночастицы могут быть классифицированы на основе их размерности (табл. 7.1).

Существуют также попытки классификации по другим признакам, например, по составу.

Существенные проблемы для специалистов гигиены труда в отношении наночастиц создает значительное их разнообразие. Исследователи с трудом могут ответить на вопрос, от каких же именно наночастиц защищать работников? Сегодня исследования фокусируются на нескольких группах наночастиц, имеющих наиболее широкое применение и распространение или потенциал такого применения. Эти группы включают углеродные наночастицы и наночастицы оксидов металлов.

Таблица 7.1. Классификация наноструктур

Некоторые разновидности наночастиц, их биологические эффекты опасны для здоровья. Углеродные наночастицы. Исторически первыми (в 1985 г.) созданы искусственные наночастицы, имеющие в основе атомы углерода. В природе углерод представлен двумя основными аллотропными формами - графитом и алмазом. В лабораторных условиях были синтезированы новые формы - фуллерены и позднее - углеродные нанотрубки. Нобелевская премия по химии за 1996 г. была присуждена первооткрывателям фуллеренов Роберту Керлу, Гарольду Крото и Ричарду Смалли.

Главная особенность фуллеренов и нанотрубок - их каркасная форма: они выглядят как замкнутые, пустые внутри оболочки. Самая известная из углеродных каркасных структур - это фуллерен (60 атомов углерода) (рис. 7.1). Фуллерены - молекулярные соединения, представляющие собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из четного числа трехкоординированных атомов углерода.

Своим названием эти соединения обязаны инженеру и дизайнеру Р. Бакминстеру Фуллеру, чьи геодезические конструкции были построены по этому принципу. В конце 1980 - начале 1990-х годов, после того как была разработана методика получения фуллеренов в макроскопических количествах, было обнаружено множество других более тяжелых фуллеренов: С70 С74, С76, С164, С192, С216.

Рис. 7.1. Фуллерен

В 1991 г. были обнаружены цилиндрические углеродные образования, получившие названия нанотрубок. Идеальная нанотрубка представляет собой свернутую в цилиндр графитовую плоскость, т.е. поверхность, выложенную правильными шестиугольниками, в вершинах которых расположены атомы углерода (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Фуллерен

Углеродные нанотрубки (УНТ) и фуллерены обладают сочетанием свойств, открывающих широкие перспективы их применения в составе композитных материалов или устройств наноразмеров, средств доставки лекарств и др. Эти свойства - механическая прочность, во много раз превышающая прочность стали, развитые поверхность, электропроводность, химическая инертность, каркасная структура. Кроме того, эти свойства могут быть изменены за счет химических модификаций. Следует обратить внимание, что все современные технологии получения УНТ требуют применения металлических катализаторов. В состав этих катализаторов входят, например, Co, Ni, Fe или их сочетания. Следствием этого является наличие в составе синтезируемых УНТ примесей этих металлов. В соответствии с некоторыми представлениями, токсические свойства УНТ связаны именно с этими примесями. Например, установлено, что металлы, особенно Fe²+, способны приводить к образованию свободных радикалов. Оксидативный стресс, возникающий при превышении образования свободных радикалов в клетке над возможностями антиоксидантных внутриклеточных систем, может приводить клетку к гибели за счет повреждения ее элементов.

Следует отметить, что по своим геометрическим параметрам УНТ соответствуют конвенциальному определению волокон (отношение длины к диаметру >3:1), и это определяет некоторое их сходство с известными волокнами асбеста. Установлена связь воздействия волокон асбеста с развитием профессиональных мезотелиом и других поражений легких, таких как интерстициальный фиброз и т.д. К сожалению, в настоящее время неизвестно, насколько применимы наши знания о воздействии асбеста и других волокон к воздействию УНТ. Дальнейшие исследования in vivo, направленные на изучение хронического воздействия, должны ответить на этот вопрос.

Для оценки ингаляционных эффектов УНТ использовались очищенные от примесей металлов УНТ на мышах. Выявлены дозозависимые токсические эффекты, проявлявшиеся возникновением раннего воспалительного ответа со стороны лимфоцитов, нейтрофилов, макрофагов, в более поздние сроки - развитием эпителиальной гипертрофии, интерстициального фиброза и нарушениями функции внешнего дыхания. Такие же явления наблюдались в более ранних исследованиях, когда использовались неочищенные УНТ.

Показана способность фуллеренов убивать клетки in vitro в очень низких концентрациях (0,8 микромолярных).

Отдельные морфологические исследования с применением электронной микроскопии показали, что УНТ могут проникать в кератиноциты.

Таким образом, в настоящее время в отдельных исследованиях на животных при воздействии УНТ показаны дозозависимые воспалительные реакции в легких с образованием гранулем и фиброзом.

Наночастицы оксидов металлов. Группа искусственных наноматериалов, имеющая наибольшее коммерческое применение в настоящее время, представлена нанопорошками оксидов металлов, прежде всего, TiO₂, ZnO, Al₂O₃. Эти нанопорошки используются, например, в косметике, в качестве химических катализаторов, в полупроводниковой промышленности.

В экспериментах на крысах обнаружен канцерогенный эффект TiO₂ (частицы 15-40 нм, 10 мг/м³). Однако при исследованиях на других животных такого эффекта выявлено не было, что оставляет открытым вопрос о его специфичности в отношении крыс.

В целом данные различных авторов свидетельствуют о незначительной токсичности наночастиц оксидов металлов, по крайней мере, в условиях острого воздействия.

Распределение наночастиц в организме. Особый интерес представляют пути проникновения наночастиц в организм, их распределение и выделение.

Путями возможного поступления наночастиц в организм являются система дыхания, ЖКТ и кожа.

Вдыхание аэрозолей наночастиц может приводить к их отложению в дыхательных путях и легких и дальнейшему проникновению в другие органы и системы. Основные пути миграции наночастиц из легких и дыхательных путей - движение вдоль слоев эпителия, перенос в системном кровотоке, распространение по ходу нервных волокон. Проникая в различные органы и системы организма, наночастицы могут вызывать неблагоприятные эффекты. Показано, что при интратрахеальной инстилляции частиц полистирола размером 60 нм их проникновение в кровоток приводит к нарушению функций эндотелия, что проявляется тромбообразованием. Частицы TiO₂ размерами порядка 4 нм способны проходить через мембраны эндотелиоцитов альвеол, проникать в соединительную ткань и микроциркуляторное русло у крыс. Те же наночастицы могут проникать в культивируемые макрофаги и свежевыделенные эритроциты.

Данных о воздействии наночастиц на кожу и связанных с кожей путях проникновения в настоящее время немного. В работах отдельных авторов показано, что 10-50 нм частицы диоксида титана способны проникать в дерму.

Основные методы крупномасштабного производства наночастиц. Методы производства, основанные на различных механизмах формирования наночастиц, включают:

В процессе производства наноматериалов, использования их в наноиндустрии, при транспортировке, ремонтах оборудования, производственных происшествиях, при утилизации объектов, содержащих наночастицы, работники могут подвергаться опасности контакта.

Общие подходы к решению проблем безопасности нанотехнологий для здоровья работников. В целом решение проблем профессиональной безопасности нанотехнологий, как и других новых технологий для здоровья работников, сводится к последовательности мероприятий, включающей:

После получения данных оценки экспозиции может быть принято решение о наличии профессионального риска, и, если риск существует, он может быть оценен и охарактеризован. Характеризация риска должна показать, может ли изучаемое воздействие данного фактора (наночастиц) привести к развитию негативных эффектов для здоровья. Кроме того, данные оценки экспозиции представляют материал для определения эффективных путей предотвращения вредных уровней экспозиции.

В настоящее время усилия исследователей опасности нанотехнологий и наночастиц сосредоточены преимущественно на начальных этапах процесса управления профессиональным риском, а именно: идентификации и характеризации опасных наночастиц на основе изучения токсикологических данных, полученных в основном на моделях животных. Идентифицируются и изучаются критические пути экспозиции - респираторный, чрезкожный, через ЖКТ, органы-мишени (легкие, сердечно-сосудистая система, кожа, нервная система), исследуется воздействие на здоровье и специфических механизмов действия некоторых наночастиц. Ведется работа над созданием способов измерения наночастиц в воздухе и оценки эффективности технологических средств контроля их содержания. Оценивается эффективность средств индивидуальной защиты (перчатки, респираторы) в отношении наночастиц.

Исследовательские инструменты нанотехнологии. Основными инструментами, применяемыми исследователями для визуализации нанообъектов, являются сканирующие микроскопы. Основные типы таких микроскопов - туннельный и атомно-силовой.

Основой сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) является острая игла, скользящая над исследуемой поверхностью на расстоянии менее 1 нм. Вследствие так называемого туннельного эффекта между острием иглы и поверхностью образца возникает туннельный ток. Зависимость туннельного тока от расстояния велика, что обеспечивает высокую чувствительность микроскопа. Измеряя величины сигналов, определяют высоту исследуемой области, перемещая иглу вдоль поверхности образца, определяют профиль поверхности с точностью до отдельных атомов. Основанные на измерении туннельного тока изображения, получаемые с помощью этого микроскопа, дают информацию о пространственном распределении плотности электронных состояний вблизи поверхности.

Существенный недостаток СТМ, ограничивающий его применение, - способность сканировать только проводящие ток образцы. Для изучения диэлектрических материалов на их поверхность требуется напылять металлическую пленку. Этот недостаток исправлен в атомно-силовом микроскопе. Принцип его действия основан на регистрации изменения силы притяжения иглы к поверхности. Игла расположена на конце кантилевера, способного изгибаться под действием небольших межатомных сил, которые возникают между исследуемой поверхностью и кончиком острия. Отклонения кантилевера детектируются с помощью лазерного луча, отражающегося от его тыльной поверхности на фотодиод. По изменению показаний фотодиода судят о рельефе исследуемого объекта.

Помимо сканирующих микроскопов применяются электронные микроскопы, в частности трансмиссионный электронный микроскоп.

Мониторинг наночастиц в среде рабочих мест. Задачу дозиметрии и определения экспозиции на рабочих местах в настоящее время нельзя считать решенной. До сих пор не установлено окончательно, какие именно параметры среды, содержащей наночастицы, наилучшим образом отражают биологическое воздействие этой среды, а также какие параметры самих наночастиц определяют их биологические эффекты.

Исследования показывают, что определение массовой концентрации наночастиц в среде (в частности в воздухе) не информативно для прогнозирования выраженности их биологического действия. Для целей определения экспозиции и дозиметрии предполагается использовать показатели площади поверхности и/или численной концентрации наночастиц.

Для определения численной концентрации наночастиц в аэрозоле (именно ингаляционный путь экспозиции рассматривается как основной) при размерности частиц свыше 10 нм применяются конденсационные счетчики частиц. К сожалению, измерения численной концентрации не дают представления о размерности частиц в аэрозоле, что затрудняет отделение фона и установление источников загрязнения среды наночастицами. Метод может быть использован для грубой идентификации источников наночастиц на рабочих местах при выполнении измерений вблизи предполагаемых мест возможной утечки.

Для измерения площади поверхности частиц в аэрозоле предложены несколько методов, среди которых - исследование образца с использованием трансмиссионной электронной микроскопии, однако наиболее применимым на практике при обследовании рабочих мест сегодня представляется анализ при помощи диффузионного зарядового монитора. Принцип действия прибора основан на измерении степени присоединения положительных ионов к частицам, откуда вычисляется активная площадь поверхности частиц аэрозоля.

Работы над созданием и усовершенствованием методов и приборов для оценки экспозиции находятся на относительно ранних этапах, однако в ближайшие годы ожидается появление приборов, пригодных для применения в рутинных экспонометрических исследованиях в условиях нанотехнологических производств.

Следует обратить внимание, что воздействие на здоровье наночастиц определяется комплексом, комбинацией физических и химических свойств частиц, их распределением в среде и т.д. То есть для адекватного прогнозирования биологического эффекта необходимо понимание природы исследуемого аэрозоля или другой среды.

Однозначно охарактеризовать различные наночастицы с точки зрения их потенциальной опасности для здоровья человека в настоящее время затруднительно. Следует отметить, что большинство экспериментов выполнено в условиях, когда контакт наноматериалов с живым организмом достигается искусственным путем (имплантацией, инстилляцией, капельным введением и т.д.). Получаемые в таких экспериментах на животных данные не обязательно отражают реальную картину возможного воздействия на человека. Специфические биологические эффекты наноструктур и связанные с ними риски для здоровья человека, механизмы воздействия, пути проникновения, распределение в организме мало изучены. Имеется лишь незначительное количество экспериментальных работ, посвященных данной проблеме.

Однако можно утверждать, что наночастицы представляют некоторую, пока неопределенную, но от того не менее значимую угрозу для здоровья человека, особенно контактирующего с ними профессионально. Учитывая, что на сегодняшний день не разработаны специфические стандарты безопасного нормирования содержания наноматериалов в окружающей среде, в том числе производственной, специальные средства защиты работников, и методы безопасного обращения, следует относиться к новым материалам на основе наноструктур с максимальной осторожностью и рассматривать их как потенциально опасные для здоровья.

В целом существует очевидный разрыв между развитием и внедрением нанотехнологий, наноматериалов и знаниями о возможных вредных последствиях для человека, что определяет необходимость проведения исследований, целью которых должна стать безопасность применения нанотехнологий и наноматериалов.

Основные задачи гигиены труда, возникающие в связи с развитием нанотехнологических производств:

Естественные электромагнитные поля и излучения. До недавнего времени основное внимание исследователей было сосредоточено на изучении ЭМП антропогенного происхождения, уровни которых существенно превышают естественный электромагнитный фон Земли.

Вместе с тем в последние десятилетия была убедительно доказана важная роль ЭМП естественного происхождения в становлении жизни на Земле и ее последующих развитии и регуляции.

В спектре естественных электромагнитных полей условно можно выделить несколько составляющих - это постоянное магнитное поле Земли (геомагнитное поле, ГМП), электростатическое поле и переменные электромагнитные поля в диапазоне частот от 10^-3 Гц до 10¹² Гц.

Особое внимание при изучении влияния естественных ЭМП на живую природу уделяется геомагнитному полю, как одному из важнейших факторов окружающей среды. Величина постоянного ГМП может изменяться на поверхности Земли от 26 мкТл (в районе Риоде-Жанейро) до 68 мкТл (вблизи географических полюсов), достигая максимумов в районах магнитных аномалий (Курская аномалия, до 190 мкТл).

На основное магнитное поле Земли наложено переменное магнитное поле (главным образом, порожденное токами, текущими в ионосфере и магнитосфере), величина которого незначительна.

Геомагнитное поле претерпевает вариации с длительными (вековыми) периодами (8000, 600 лет) и с периодами в десятки лет (60, 22, 11 лет), а также короткопериодические суточные вариации, которые принято характеризовать различными цифровыми индексами активности (К-индекс, числа Вольфа (W) и др.).

Квазипериодические изменения геомагнитного поля с периодами от долей секунд до нескольких минут называют геомагнитными пульсациями. Их принято подразделять на регулярные, устойчивые, непрерывные (Р_с - pulsations continues) и иррегулярные, шумоподобные, импульсные (Р; - pulsations irregular). Первые наблюдаются преимущественно в утренние и дневные часы, а вторые - в вечерние и ночные.

Все виды иррегулярных пульсаций являются элементами геомагнитных возмущений и тесно связаны с ними, в то время как Р_с-пульсации наблюдаются и в очень спокойных условиях. Несмотря на малые значения амплитуд пульсаций (от сотых долей до сотен нТ), ряд исследователей указывает на биологическую активность этих колебаний. Это связано, во-первых, с существующей определенной избирательностью по частоте при взаимодействии магнитного поля с биообъектами и, во-вторых, с тем, что может иметь значение скорость изменения во времени интенсивности магнитного поля, т.е. ее производная во времени. Среди устойчивых колебаний есть такие, которые возникают день ото дня в одни и те же интервалы местного времени. В природе, по-видимому, могла выработаться адаптация к электромагнитной «подкачке» такого рода. И если режим устойчивых колебаний (Р_с) является «привычным» для биосистем, то изоляция от него может иметь негативные последствия для организма.

В период возмущений (магнитных бурь) наблюдается глобальное возбуждение микропульсаций, и тогда они могут регистрироваться десятки часов по всему земному шару. Свой вклад в формирование естественного электромагнитного фона Земли вносят мировая и локальная грозовая активности. Электромагнитные колебания на частотах 4-30 Гц существуют практически всегда. Можно предположить, что они могут служить синхронизаторами некоторых биологических процессов, поскольку являются резонансными частотами для ряда из них. ЭМП, происхождение которых обусловлено грозовой активностью, наблюдаются и на более высоких частотах (0,1-15 кГц).

В спектр солнечного и галактического излучений, достигающих Земли, входят электромагнитные излучения всего радиочастотного диапазона, инфракрасное и ультрафиолетовое излучения, видимый свет, ионизирующее излучение. В совокупности естественные ЭМП Земли представляют собой целый спектр электромагнитных «шумов», в условиях воздействия которых существует сама Земля и все живое на ней.

Естественные ЭМП, в том числе и ГМП, мог ут оказывать неоднозначное влияние на организм человека. С одной стороны, геомагнитные возмущения рассматриваются как экологический фактор риска: имеются данные, свидетельствующие о связи с ними развития ряда неблагоприятных реакций в организме человека. Так, показано, что геомагнитные возмущения могут оказывать десинхронизирующее влияние на биологические ритмы и другие процессы в организме или быть основной действующей причиной для модуляции функционального состояния мозга. Отмечена связь между возникновением геомагнитных возмущений и возрастанием числа клинически тяжелых заболеваний (инфарктов миокарда и инсультов), а также числа дорожно-транспортных происшествий и аварий самолетов. С другой стороны, выявлено, что непериодические вариации геомагнитного поля участвуют в регуляции циркадных, инфрадных и циркасептантных биологических ритмов, а также взаимоотношений между ними.

Таким образом, в настоящее время стало ясно, что естественные электромагнитные поля следует рассматривать как один из важ- нейших экологических факторов. И если осуществление жизнедеятельности в условиях воздействия естественных ЭМИ является таким значимым и одновременно «привычным» для биосистем, то попадание в ситуацию, когда их уровни претерпевают резкие колебания или значительно снижены, может иметь серьезные негативные последствия.

Гипогеомагнитное поле. Впервые серьезно задуматься над вопросом о возможности неблагоприятного влияния на организм длительного пребывания в условиях воздействия ослабленных естественных ЭМП заставило появление жалоб на ухудшение самочувствия и состояния здоровья у лиц, работающих в экранированных сооружениях, нашедших широкое применение в различных отраслях промышленности. Такие экранированные сооружения, выполняя свои основные производственные функции - предотвращение распространения ЭМП, генерируемых размещенным в них оборудованием, за пределы помещений в силу своих конструктивных особенностей одновременно препятствуют проникновению внутрь них ЭМП естественного происхождения.

Таким образом, в электромагнитной гигиене появилась новая проблема - изучение влияния на организм человека пребывания в условиях дефицита естественных электромагнитных полей и разработка научно-методических подходов к их гигиенической регламентации.

Обследование ряда специа лизированных экранированных сооружений позволило получить новые интересные данные, раскрывающие специфические особенности сформировавшейся в них непривычной для человека электромагнитной среды, и, в первую очередь, существенное снижение уровней геомагнитного поля (К_о =1,5-15 раз), естественных переменных ЭМП и нарушение их пространственной ориентации.

При этом следует особо подчеркнуть, что при магнитных бурях, неблагоприятное воздействие которых на организм субъективно ощущает почти 30% населения, уровень геомагнитного поля изменяется (увеличивается) в среднем на десятки-сотни нанотесла, что составляет лишь доли или несколько процентов от его величины. В описанных же выше условиях изменение уровней ГМП составляет десятки тысяч нанотесла.

Принимая во внимание, что вся эволюция человека как вида, также как формирование и жизнь его как индивидуума протекали при постоянном регулирующем влиянии естественных ЭМП, было высказано предположение, что дефицит этих факторов, так необходимых организму для осуществления его нормальной жизнедеятельности, может способствовать развитию неблагоприятных изменений в состоянии здоровья лиц, работающих в таких условиях.

Таким образом, эта проблема чрезвычайно актуальна, и ее решение затрагивает интересы широких слоев населения.

Статические электрические поля (СЭП). СЭП представляют собой поля неподвижных электрических зарядов, либо стационарные электрические поля постоянного тока. Возникновение зарядов статического электричества может происходить при дроблении, разбрызгивании, газовыделении веществ, относительном перемещении двух находящихся в контакте твердых тел, сыпучих, жидких и газообразных материалов, при интенсивном перемешивании, кристаллизации и пр.

СЭП создаются в энергетических установках и при электротехнологических процессах. Они могут существовать в виде собственно ЭСП (поля неподвижных зарядов) или стационарных электрических полей (электрические поля постоянного тока).

СЭП достаточно широко используются в народном хозяйстве для электрогазоочистки, электростатической сепарации руд и материалов, электростатического нанесения лакокрасочных и полимерных материалов и т.д.

Вместе с тем существует целый ряд производств и технологических процессов по изготовлению, обработке и транспортировке диэлектрических материалов, где отмечается образование электростатических зарядов и полей, вызванных электризацией перерабатываемого продукта (текстильная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная, химическая промышленности и др.). Уровни напряженности СЭП на прядильном и ткацком оборудовании достигают 20-60 кВ/м и выше, а в производстве линолиума, пленочных материалов могут превышать 240-250 кВ/м.

Статические электрические заряды образуются также на экранах электронно-лучевых трубок ПЭВМ.

В энергосистемах СЭП образуются вблизи работающих электроустановок, распределительных устройств и линий электропередач постоянного тока высокого напряжения. При этом имеют место также повышенная ионизация воздуха (например, в результате коронных разрядов) и возникновение ионных токов.

Основными физическими параметрами СЭП являются напряженность поля и потенциалы его отдельных точек. напряженность СЭП - векторная величина, определяется отношением силы, действующей на точечный заряд к величине этого заряда, измеряется в вольтах на метр (В/м). Энергетические характеристики СЭП определяются потенциалами точек поля.

Постоянные магнитные поля (ПМП). Источниками ПМП на рабочих местах являются постоянные магниты, электромагниты, сильноточные системы постоянного тока (линии передачи постоянного тока, электролитные ванны и другие электротехнические устройства).

Постоянные магниты и электромагниты широко используются в приборостроении, в магнитных шайбах подъемных кранов и других фиксирующих устройствах, в магнитных сепараторах, устройствах для магнитной обработки воды, в магнитогидродинамических (МГД) генераторах, установках магнитно-резонансной томографии (МРТ) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), а также в физиотерапевтической практике.

Основными физическими параметрами, характеризующими ПМП, являются: напряженность поля (Н), магнитный поток (Ф) и магнитная индукция(В). В системе СИ единицами измерения напряженности магнитного поля является ампер на метр (А/м), магнитного потока - вебер (Вб), магнитной индукции (или плотности магнитного потока) - тесла (Тл).

Мощными источниками ПМП являются МГД-генераторы. По материалам ВОЗ (1986 г.), уровни ПМП в местах нахождения персонала, обслуживающего МГД-генераторы и термоядерные устройства, достигают 50 мТл. В применяемых в медицине установках магнитного резонанса пациенты подвергаются воздействию ПМП до 2 Тл и более. Высокие уровни (10-100 мТл) создаются в салонах транспортных средств на магнитной подушке. Средние уровни ПМП в рабочей зоне операторов при электролитических процессах составляют 5-10 мТл. Уровни ПМП под высоковольтными линиями передачи постоянного тока составляют порядка 20мкТл.

Электромагнитные поля промышленной частоты (ЭМП ПЧ). Электромагнитные поля (ЭМП) промышленной частоты (ПЧ), являющиеся частью сверхнизкочастотного диапазона радиочастотного спектра, наиболее распространены как в производственных условиях, так и в условиях быта. Диапазон промышленной частоты представлен в нашей стране частотой 50 Гц (в ряде стран Американского континента 60 Гц). Основными источниками ЭМП ПЧ, создаваемые в результате деятельности человека, являются различные типы производственного и бытового электрооборудования переменного тока.

Поскольку соответствующая частоте 50 Гц длина волны составляет 6000 км, человек подвергается воздействию фактора в ближней зоне. В связи с этим, гигиеническая оценка ЭМП ПЧ осуществляется раздельно по электрической и магнитной составляющим (ЭП и МП ПЧ).

Особого внимания заслуживают высоковольтные линии электропередач (ЛЭП) и открытые распределительные устройства (ОРУ), создающие в прилегающем пространстве электрическое и магнитное поля промышленной частоты (50 Гц). Расстояния, на которые распространяются эти поля от проводов ЛЭП, достигают десятков метров. Чем выше класс напряжения ЛЭП, тем больше зона повышенного уровня электрического поля, при этом размеры зоны не изменяются в течение времени работы ЛЭП. Размеры зоны, опасной из-за уровня магнитного поля, зависят от величины протекающего тока или от нагрузки линии. В связи с тем, что нагрузка ЛЭП неоднократно изменяется даже в течение суток, то и размеры зоны повышенного уровня магнитного поля также не постоянны.

Ремонтные работы на ЛЭП и ОРУ выполняются, как правило, в условиях повышенной напряженности электрического и магнитного полей. В зависимости от характера выполняемых работ время облучения персонала может составлять от нескольких минут до нескольких часов за смену.

В производственных условиях источниками электрического и магнитного полей промышленной частоты являются силовое и электрораспределительное оборудование, трансформаторы, электропечи и др.

Значительный уровень ЭМП промышленной частоты в жилых и общественных зданиях вносит электротехническое оборудование, а именно кабельные линии, подводящие электричество к потребителям, а также распределительные щиты и трансформаторы. В помещениях, прилежащих к этим источникам, обычно повышен уровень магнитного поля, в то время как уровень электрического поля не велик.

Достаточно мощными источниками магнитного поля в диапазоне 0-1000 Гц является транспорт на электрической тяге - электропоезда, вагоны метрополитена, троллейбусы, трамваи и т.п. Максимальное значение магнитной индукции в пригородных электропоездах достигает 75 мкТл. Среднее значение магнитной индукции на транспорте с электроприводом постоянного тока зафиксировано на уровне 29 мкТл.

Электромагнитные поля радиочастот (ЭМП РЧ). Наряду с широким применением в радиосвязи и радиовещании, радиолокации и радиоастрономии, телевидении и медицине ЭМП используются в различных технологических процессах: индукционном нагреве, термообработке металлов и древесины, сварке пластмасс, создании низкотемпературной плазмы и др.

Электромагнитные поля радиочастотной части спектра подразделяются по длине волны на ряд диапазонов (табл. 8.1).

Электромагнитное поле характеризуется совокупностью переменных электрического и магнитного составляющих. Различные диапазоны радиоволн объединяет общая физическая природа, но они существенно различаются по заключенной в них энергии, характеру распространения, поглощения, отражения, а вследствие этого - по действию на среду, в том числе и на человека. Чем короче длина волны и больше частота колебаний, тем больше энергии несет в себе квант.

Связь между энергией (I) и частотой (f) колебаний определяется как I = h-f или I = (h-C)/ λ, так как между длиной волны (λ) и частотой (f) существует соотношение f = C/λ, где С - скорость распространения электромагнитной волны в воздухе (С=3-10⁸ м/с); h - постоянная Планка, равная 6,6-10^-34 Вт/см².

Вокруг любого источника излучения электромагнитное поле разделяют на 3 зоны: ближнюю - зону индукции, промежуточную - зону интерференции и дальнюю - волновую зону.

Если геометрические размеры источника излучения меньше длины волны излучения λ (т.е. имеется точечный источник), границы зон определяются следующими расстояниями:

Работающие с источниками излучения НЧ-, СЧ- и в известной степени ВЧ- и ОВЧ-диапазонов находятся в зоне индукции. При эксплуатации генераторов СВЧ- и КВЧ-диапазонов работающие чаще находятся в волновой зоне.

Между электрической и магнитной составляющими электромагнитного поля индукции нет определенной зависимости, и они могут отличаться друг от друга во много раз (Е ≠ 377 Н). Напряженность электрической и магнитной составляющих в зоне индукции смещена по фазе на 90°. Когда одна из них достигает максимума, другая имеет минимум. В зоне излучения напряженности обеих составляющих поля совпадают по фазе и соблюдаются условия, когда Е=377 Н.

Поскольку в зоне индукции на работающих воздействуют различные по величине электрические и магнитные поля, интенсивности облучения работающих с низкими (НЧ), средними (СЧ), высокими (ВЧ) и очень высокими (ОВЧ) частотами оцениваются раздельно величинами электрической и магнитной составляющих поля. Напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метр (В/м), а напряженность магнитного поля - в амперах на метр (А/м).

В волновой зоне, в которой практически находятся работающие с аппаратурой, генерирующей дециметровые (УВЧ), сантиметровые (СВЧ) и миллиметровые (КВЧ) волны, интенсивность поля оценивается величиной плотности потока энергии, т.е. количеством энергии, падающей на единицу поверхности. В этом случае плотность потока энергии (ППЭ) выражается в ваттах на 1 м² или в производных единицах: милливаттах и микроваттах на см² (мВт/см², мкВт/см²).

Таблица 8.1. Международная классификация электромагнитных волн

Электромагнитные поля по мере удаления от источников излучения быстро затухают. Напряженность электрической составляющей поля в зоне индукции убывает обратно пропорционально расстоянию в третьей степени, а напряженность магнитной составляющей - обратно пропорционально квадрату расстояния. В зоне излучения напряженность электромагнитного поля убывает обратно пропорционально расстоянию в первой степени.

Электромагнитное поле (ЭМП) радиочастот характеризуется рядом свойств (способностью нагревать материалы, распространяться в пространстве и отражаться от границы раздела двух сред, взаимодействовать с веществом), благодаря которым ЭМП широко используются в различных отраслях народного хозяйства: для передачи информации (радиовещание, радиотелефонная связь, телевидение, радиолокация, радиометеорология и др.), в промышленности, науке, технике, медицине. Электромагнитные волны диапазона низких, средних, высоких и очень высоких частот применяются для термообработки металлов, полупроводниковых материалов и диэлектриков (поверхностный нагрев металла, закалка и отпуск, напайка твердых сплавов на режущий инструмент, пайка, плавка металлов и полупроводников, сварка, сушка древесины и др. Для индукционного нагрева наиболее широко используются ЭМП частотой 60-74, 440 и 880 кГц. Индукционный нагрев осуществляется в основном магнитной составляющей ЭМП за счет вихревых токов, наводимых в материалах при воздействии на них ЭМП.

ЭМП диапазона ВЧ и ОВЧ широко применяются в радиосвязи, радиовещании, телевидении, медицине, для нагрева диэлектриков в высокочастотном электрическом поле (сварка полимерной пленки при изготовлении обложек для книг, папок, пакетов, игрушек, спецодежды, полимеризация клея при склейке деревянных изделий, нагрев пластмасс и преспорошков и др.). Нагрев диэлектриков осуществляется в основном электрической составляющей ЭМП. Установки диэлектрического нагрева преимущественно работают на частотах 27, 39 и 40 МГц.

Электромагнитные волны диапазонов УВЧ, СВЧ и КВЧ (микроволны) используются в радиолокации, радионавигации, для радиорелейной связи, многоканальной радиосвязи, радиоастрономии, в радиоспектроскопии, геодезии, дефектоскопии, физиотерапии и т.д. Иногда ЭМП УВЧ-диапазона применяются для вулканизации резины, термической обработки пищевых продуктов, стерилизации, пастеризации, вторичного разогрева пищевых продуктов и т.д.

В физиотерапии ЭМП используют как мощный терапевтический фактор в комплексном лечении многих заболеваний (ВЧ-установки для диатермии и индуктотермии, специальные аппараты для УВЧтерапии и СВЧ-аппараты для микроволновой терапии).

В радиотехнических установках всех диапазонов частот, используемых для радиолокации, связи, радиовещания, телевидения, основными источниками излучения энергии являются антенные системы. Паразитное излучение создается вследствие некачественного экранирования ВЧ-элементов в блоках передатчиков, в устройствах сложения мощностей и разделительных фильтрах, неплотности соединений волноводных трактов, отсутствия экранирования линий передачи электромагнитной энергии.

В настоящее время на территории городов размещается все большее число передающих радиотелецентров (ПРЦ). Они включают в себя одно или несколько технических зданий, где размещаются радио- или телепередатчики и антенные поля, на которых находится до нескольких десятков антенно-фидерных систем.

Зону возможного неблагоприятного действия ЭМП, создаваемых ПРЦ, можно разделить на две части. Первая - собственно территория ПРЦ, на которую допускаются только лица, обслуживающие передатчики, коммутаторы и антенно-фидерные системы. Вторая - прилегающая территория, где могут размещаться различные жилые и производственные постройки. В этом случае возникает опасность облучения населения, находящегося в этой зоне.

В диапазоне низких частот (30-300 кГц) длина волны достаточно большая (например, для частоты 150 кГц она составит 200 0 м). Поэтому даже на значительных расстояниях величина ЭМП может быть достаточно высокой. Так, на расстоянии 30 м от антенны передатчика мощностью 500 кВт, работающего на частоте 145 кГц, электрическое поле может превышать 630 В/м, а магнитное 1,2 А/м.

В диапазоне средних частот (300 кГц - 3 МГц) на расстоянии 30 м от антенны напряженность электрического поля может составить 275 В/м, а на расстоянии 200 м - 10 В/м (при мощности передатчика 50 кВт).

Антенны телевизионных передатчиков представляют опасность для здоровья населения на расстоянии от нескольких десятков метров до нескольких километров в зависимости от мощности передатчика.

Радиолокационные станции работают на частотах от 500 МГц до 15 ГГц и выше. Создаваемое ими электромагнитное поле при- нципиально отличается от других источников. Это связано с периодическим перемещением антенны в пространстве. Временная прерывистость облучения обусловлена цикличностью работы радиолокатора на излучение. Метрологические радары могут создавать на удалении 1 км ППЭ около 100 Вт/м² за каждый цикл облучения. Радиолокационные станции аэропортов создают ППЭ около 0,5 Вт/м² на расстоянии 60 м. Возрастание мощности радиолокаторов различного назначения и использование остронаправленных антенн кругового обзора приводит к существенному росту интенсивности ЭМП и создает на местности зоны большой протяженности с высокой плотностью потока энергии.

В последние годы наиболее интенсивно развиваются системы сотовой мобильной радиосвязи. Основными ее элементами являются сравнительно маломощные базовые станции, антенны которых устанавливаются на крышах зданий или на специальных вышках. Базовые станции поддерживают радиосвязь с абонентами в пределах зоны радиусом 0,5-10 км, называемой «сотой». В зависимости от стандарта системы сотовой радиосвязи работают в диапазоне частот 463-1880 МГц.

В электронной промышленности источниками электромагнитных излучений радиоволнового диапазона на участках динамических испытаний приборов могут быть испытываемые приборы, элементы волноводных трактов, измерительные генераторы.

Взаимодействие внешних ЭМП с биологическими объектами происходит путем наведения внутренних полей и электрических токов, величина и распределение которых в теле человека зависит от целого ряда параметров, таких как размер, форма, анатомическое строение тела, электрические и магнитные свойства тканей (диэлектрическая и магнитная проницаемости и удельная проводимость), ориентация тела относительно векторов электрического и магнитного полей, а также от характеристик ЭМП (частота, интенсивность, модуляция, поляризация и др.).

Согласно современным представлениям, механизм действия ЭМП сверхнизкочастотного и низкочастотного диапазонов (вплоть до 10 кГц) сводится к влиянию наведенного электрического тока на возбудимые ткани: нервную и мышечную. Параметром, определяющим степень воздействия, является плотность наведенного в теле вихревого тока. При этом для электрических полей (ЭП) рассматриваемого диапазона частот характерно слабое проникновение в тело человека, а для магнитных полей (МП) организм практически прозрачен.

Плотности наведенного тока могут быть рассчитаны по формулам:

где:

f - частота; Е - напряженность ЭП; k - коэффициент, отличающийся для различных тканей;

где:

В - магнитная индукция; σ - проводимость ткани; R - радиус биообъекта.

Особенности поглощения энергии ЭМП биообъектами зависят от их размеров и длины волны излучения (диапазона частот). Так, для диапазона частот до 30 МГц (длина волны существенно превышает размеры биообъектов) характерно быстрое убывание удельно поглощенной мощности с уменьшением частоты. Для диапазона частот от 30 МГц до 10 ГГц, когда длина волны соизмерима с размерами тела человека или его органов, наблюдается наиболее глубокое проникновение энергии ЭМП. Для частот выше 10 ГГц (длина волны существенно меньше размеров биообъектов) поглощение энергии ЭМП происходит в поверхностных слоях биотканей.

Фактически поглощение энергии ЭМП в тканях определяется двумя процессами: колебанием свободных зарядов и колебанием дипольных моментов с частотой воздействующего поля. Первый эффект приводит к возникновению токов проводимости и связанным с электрическим сопротивлением среды потерям энергии (потери ионной проводимости), тогда как второй процесс приводит к потерям энергии за счет трения дипольных молекул в вязкой среде (диэлектрические потери).

На низких частотах основной вклад в поглощение энергии ЭМП вносят потери, связанные с ионной проводимостью, которая возрастает с ростом частоты поля. При дальнейшем увеличении частоты поля поглощение энергии увеличивается за счет потерь на вращение дипольных молекул среды, главным образом, молекул воды и белков.

Первичные механизмы действия поглощенной энергии ЭМП на микромолекулярном, субклеточном и клеточном уровнях изучены слабо. Одним из проявлений взаимодействия ЭМП с веществом вообще и с биологическими структурами в частности является их нагрев. При этом распределение тепла может иметь неравномерный характер и приводить к появлению «горячих точек» при общем незначительном нагреве тканей. Однако доказано, что биологические эффекты под влиянием ЭМП могут проявляться и при так называемых «нетепловых» уровнях, когда общего повышения температуры не наблюдается.

В последнее время получила развитие информационная теория воздействия ЭМП, основанная на концепции взаимодействия внешних полей с внутренними полями организма.

Биологическое действие ослабленного геомагнитного поля (ГМП). Как отмечено ранее, естественный электромагнитный фон Земли следует рассматривать как один из важнейших экологических факторов. Наличие естественных ЭМП в окружающей среде является необходимым для осуществления нормальной жизнедеятельности, а их отсутствие или дефицит могут приводить к негативным последствиям для живого организма.

Установлено, что при ослаблении ГМП в 2-5 раз относительно естественного МП наблюдается увеличение на 40% количества заболеваний у людей, работающих в экранированных помещениях. При нахождении человека в искусственных гипогеомагнитных условиях отмечаются изменения психики, появляются нестандартные идеи, образы.

Впервые серьезно задуматься над вопросом о возможности неблагоприятного влияния на организм длительного пребывания в условиях воздействия ослабленных естественных ЭМИ заставило появление жалоб на ухудшение самочувствия и состояния здоровья у лиц, работающих в экранированных сооружениях, нашедших широкое применение в различных отраслях промышленности. Такие экранированные сооружения, выполняя свои основные производственные функции - предотвращение распространения ЭМИ, генерируемых размещенным в них оборудованием, за пределы помещений, в силу своих конструктивных особенностей одновременно препятствуют проникновению внутрь них ЭМП естественного происхождения.

Результаты клинико-физиологического обследования работающих в экранированных помещениях, проведенных ИБФ МЗ и НИИ МТ РАМН, свидетельствуют о развитии у них ряда функциональных изменений в ведущих системах организма. Со стороны центральной нервной системы выявлены признаки дисбаланса основных нервных процессов в виде преобладания торможения, дистонии мозговых сосудов с наличием регуляторной межполушарной асимметрии, отмечено возрастание амплитуды нормального физиологического тремора, удлинение времени реакции на появляющийся объект в режиме непрерывного аналогового слежения, снижение критической частоты слияния световых мельканий.

Нарушения механизмов регуляции вегетативной нервной системы проявляются в развитии функциональных изменений со стороны сердечно-сосудистой системы в виде лабильности пульса и артериального давления, нейроциркуляторной дистонии гипертензивного типа, нарушения процесса реполяризации миокарда.

Со стороны иммунной системы отмечено снижение общего числа Т-лимфоцитов, концентрации IgG и IgA, увеличение концентрации IgE.

Отмечен рост заболеваемости с ВУТ у лиц, длительное время работающих в экранированных сооружениях. При этом показано, что у обследованных частота заболеваний, сопровождающих синдром иммунологической недостаточности, существенно превышает таковую среди практически здоровых людей.

Данные, полученные в лабораторных экспериментах, позволили выявить неблагоприятное влияние длительного экранирования естественных ЭМП (при разной степени их ослабления) на организм животных, что является существенным подкреплением роли вклада данного фактора в развитие изменений в организме человека и свидетельствует о его гигиенической значимости

В серии экспериментальных исследований, выполненных в НИИ МТ РАМН, оценивались биоэффекты ведущих систем организма животных в динамике пребывания в экранированных камерах (К ослабления ГМП = 100 и 500 раз) при различной продолжительности ежедневного сеанса (от 0,25 ч до 24 ч в сутки) и общем количестве сеансов от 1 до 120.

При изучении функционального состояния ЦНС были выявлены изменения со стороны ЭЭГ-активности и условно-рефлекторной деятельности животных, свидетельствующие о нарушении силы нервных процессов в сторону усиления тормозного. Эндокринная система реагировала снижением активности гонадотропных гормонов гипофиза - (фолликулостимулирующего и лютеинизирующего) и повышением активности кортикостерона. Со стороны репродуктивной системы отмечалось удлинение эстральных циклов, а также морфофункциональные изменения в яичниках и матке. Выявлены изменения в состоянии гуморального и клеточного звеньев иммунной системы животных.

Выраженность и направленность обнаруженных сдвигов имеют определенную зависимость от продолжительности нахождения в гипогеомагнитных условиях. Прерывистое воздействие ГГМП вызывало более выраженные биоэффекты со стороны отдельных систем организма по сравнению с постоянным, особенно на начальном этапе воздействия.

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о гигиенической значимости гипогеомагнитных условий и необходимости их соответствующей регламентации.

Биологическое действие электростатических полей (ЭСП). ЭСП - фактор, обладающий сравнительно низкой биологической активностью. В 1960-е годы биологическое действие ЭСП связывали с электрическими разрядами, возникающими при контакте человека с заряженными или незаземленными предметами. Именно с ним связывали возможное развитие невротических реакций, в том числе фобий. В последующие годы ученые пришли к выводу, что ЭСП само по себе обладает биологической активностью. Выявляемые у работающих в условиях воздействия ЭСП нарушения носят, как правило, функциональный характер и укладываются в рамки астеноневротического синдрома и вегетососудистой дистонии. В симптоматике преобладают субъективные жалобы невротического характера (голодная боль, раздражительность, нарушение сна, ощущение «удара током» и т.п.). Объективно обнаруживаются не резко выраженные функциональные сдвиги, не имеющие каких-либо специфических проявлений.

Кровь устойчива к воздействию ЭСП. Отмечается лишь некоторая тенденция к снижению показателей красной крови (эритроциты, гемоглобин), незначительному лимфоцитозу и моноцитозу.

Биоэффекты сочетанных влияний на организм ЭСП и аэроионов свидетельствуют о синергизме в действии этих факторов. При этом превалирующим фактором выступает ионный ток, возникающий в результате движения аэроионов в ЭСП.

Следует отметить, что механизмы влияния ЭСП и ответных реакций организма остаются неясными и требуют дальнейшего изучения.

Биологическое действие ПМП. Живые организмы весьма чувствительны к воздействию ПМП. Имеется много работ по влиянию ПМП на организм человека и животных. Описаны результаты исследования влияния ПМП на различные системы и функции биообъектов различных уровней организации. Принято считать, что наиболее чувствительными к воздействию ПМП являются системы, выполняющие регуляторные функции (нервная, сердечно-сосудистая, нейроэндокринная и др.)

Следует отметить известную противоречивость взглядов по вопросу биологической активности ПМП.

Эксперты ВОЗ на основании совокупности имеющихся данных пришли к заключению, что уровни ПМП до 2 Тл не оказывают существенного влияния на основные показатели функционального состояния организма животных.

Отечественными исследователями описаны изменения в состоянии здоровья у лиц, работающих с источниками ПМП. Наиболее часто они проявляются в форме вегетодистоний, астеновегетативного и периферического вазовегетативного синдромов или их сочетания. Характерны субъективные жалобы астенического характера, функциональные сдвиги со стороны сердечно-сосудистой системы (брадикардия, иногда тахикардия, изменение на ЭКГ зубца Т), тенденция к гипотонии. Кровь достаточно устойчива к воздействию ПМП. Отмечается лишь тенденция к снижению количества эритроцитов и содержания гемоглобина, а также умеренный лейко- и лимфоцитоз.

Периферический вазовегетативный синдром (или вегетативносенситивный полиневрит) характеризуется вегетативными, трофическими и сенситивными расстройствами в дистальных отделах рук, изредка сопровождающимися легкими двигательными и рефлекторными нарушениями.

Несомненный интерес представляют данные эпидемиологических исследований, проведенных зарубежными авторами. Так, при изучении состояния здоровья 320 работающих в электролитном производстве (уровни ПМП - 7,6-14,6 мТл) по сравнению с контрольной группой (186 человек) были обнаружены незначительные сдвиги в картине крови и артериального давления, не выходящие за пределы нормальных физиологических колебаний. Другие исследователи не обнаружили существенных различий в распространенности 19 нозологических форм заболеваний между контрольной группой (792 человека) и группой специалистов (792 человека), работающих с ускорителями, пузырьковыми камерами, изотопной аппаратурой и различными магнитными устройствами (уровень ПМП от 0,5 мТл до 2 Тл). Отмеченные различия по распространенности ряда нозологических форм расценены как несущественные. Результат подтвержден на дополнительном контингенте лиц (198 человек в основной группе и 198 человек в контроле), подвергавшихся воздействию ПМП 0,3 Тл по 1 часу и более). В ряде публикаций сообщалось, что у рабочих алюминиевой промышленности, подвергающихся воздействию высоких уровней ПМП, имеет место повышенная смертность от лейкемии. Однако роль собственно ПМП при этом недостаточно ясна.

Биологическое действие ЭМП ПЧ. Первые исследования влияния на человека ЭМП ПЧ были проведены советскими авторами в середине 1960-х гг. При изучении состояния здоровья лиц, подвергавшихся производственным воздействиям ЭМП ПЧ при обслуживании подстанций и воздушных линий электропередачи напряжением 220, 330, 400 и 500 кВ (оценивались интенсивностно-временные параметры воздействия только электрического поля - ЭП ПЧ), впервые были отмечены изменения состояния здоровья, выражающиеся в форме жалоб и сдвигов некоторых физиологических функций. У персонала, обслуживающего подстанции напряжением 500 кВ, отмечались жалобы неврологического характера (головная боль, повышенная раздражительность, утомляемость, вялость, сонливость), а также жалобы на нарушение деятельности сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта. Указанные жалобы сопровождались некоторыми функциональными изменениями нервной и сердечно-сосудистой систем в форме вегетативной дисфункции (тахи- или брадикардия, артериальная гипертензия или гипотония, лабильность пульса). На ЭКГ у отдельных лиц обнаруживались нарушение ритма и частоты сердечных сокращений, снижение вольтажа комплекса QRS, уплощение зубца Т. Неврологические нарушения проявлялись в повышении сухожильных рефлексов, треморе век и пальцев рук, снижении корнеальных рефлексов и асимметрии кожной температуры. Отмечалось увеличение времени сенсомоторных реакций, повышение порогов обонятельной чувствительности, снижение памяти, внимания. На ЭЭГ наблюдались снижение амплитуды альфа-волн, изменение амплитуды вызванных потенциалов на световую стимуляцию. По данным ряда авторов, отмечались не резко выраженные изменения состава периферической крови - умеренная тромбоцитопения, нейтрофильный лейкоцитоз, моноцитоз, тенденция к ретикулопении. Однако в более поздних исследованиях, проведенных зарубежными авторами в США, Канаде, Франции и ряде других стран, эти данные не получили подтверждения, хотя отдельные исследователи отмечают наличие жалоб астеновегетативного характера и изменений таких показателей, как АД, ЭКГ и ЭЭГ, содержание холестерина в крови, а также сдвиг соотношения полов в потомстве, тенденцию к увеличению хромосомных аберраций в соматических клетках (лимфоцитах крови). В литературе последних 15 лет большое внимание уделяется новому аспекту проблемы - возможному канцерогенному, преимущественно лейкогенному влиянию производственных и внепроизводственных воздействий ЭМП ПЧ. При этом основная роль в большинстве исследований отводится крайне низко интенсивному магнитному полю, либо сочетанию его с электрическим. При эпидемиологических исследованиях производственных контингентов приблизительно в 50% работ получены данные об увеличении (чаще статистически недостоверном) относительного риска развития лейкемий и опухолей мозга у персонала, обслуживающего электроустановки, генерирующие ЭМП ПЧ. В эпидемиологических исследованиях по оценке риска развития лейкемий у населения, проживающего вблизи воздушных линий электропередач и других электроустановок, создающих повышенные по сравнению с естественными уровни МП ПЧ, лишь в 20-30% работ отмечается повышение риска развития лейкемий у детей. В связи с этим вопрос о возможном неблагоприятном влиянии ЭМП ПЧ на человека остается недостаточно изученным.

Зависимость биоэффектов от плотности наведенных ЭП и МП ПЧ положена в основу разработанных по заданию ВОЗ Международных временных рекомендаций по ПДУ ЭП и МП ПЧ 50/60 Гц (ICNIRP, 1990). Эта зависимость может быть представлена следующим образом:

Биологическое действие ЭМП РЧ. Поглощение и распределение поглощенной энергии внутри тела существенно зависят от формы и размеров облучаемого объекта, от соотношения этих размеров с длиной волны излучения. С этих позиций в спектре ЭМП РЧ можно выделить 3 области: ЭМП с частотой до 30 МГц, ЭМП с частотой более 10 ГГц и ЭМП с частотой 30 МГц - 10 ГГц. Для первой области характерно быстрое падение величины поглощения с уменьшением частоты (приблизительно пропорционально квадрату частоты). Отличительной особенностью второй является очень быстрое затухание энергии ЭМП при проникновении внутрь ткани: практически вся энергия поглощается в поверхностных слоях биоструктур. Для третьей, промежуточной по частоте области, характерно наличие ряда максимумов поглощения, при которых тело как бы втягивает в себя поле и поглощает энергии больше, чем приходится на его поперечное сечение. В этом случае резко проявляются интерференционные явления, приводящие к возникновению локальных максимумов поглощения, так называемых «горячих пятен». Для человека условия возникновения локальных максимумов поглощения в голове имеют место на частотах 750-2500 МГц, а максимум, обусловленный резонансом с общим размером тела, лежит в диапазоне частот 50-300 МГц.

Первичные механизмы действия поглощенной энергии на микромолекулярном, субклеточном, клеточном уровнях изучены слабо. Рядом авторов описаны имеющиеся данные по влиянию ЭМП на клеточные мембраны, структуру некоторых белков, электрическую активность нейронов. Отмеченные эффекты не всегда могли быть интерпретированы как чисто тепловые. Таким образом, точка в многолетней дискуссии о тепловом и специфическом действиях ЭМП еще не поставлена. Организм животных и человека весьма чувствителен к воздействию ЭМП РЧ. Биологическому действию ЭМП посвящены тысячи работ отечественных и зарубежных авторов. Поскольку подробное рассмотрение имеющихся данных не представляется возможным, основное внимание в данном разделе будет уделено установленным закономерностям биологического действия фактора.

К критическим органам и системам относят центральную нервную систему, глаза, гонады. Некоторые авторы к числу критических относят кроветворную систему. Описаны эффекты со стороны сердечно-сосудистой и нейроэндокринной систем, иммунитета, обменных процессов. В последние годы появились данные об индуцирующем влиянии ЭМП на процессы канцерогенеза. Биологическое действие ЭМП зависит от длины волны (или частоты излучения, режима генерации (непрерывный, импульсный), условий воздействия на организм (постоянное, прерывистое; общее, местное; интенсивность; длительность).

Отмечено, что биологическая активность ЭМП убывает с увеличением длины волны (или снижением частоты) излучения. В свете сказанного понятно, что наиболее активными являются сантиметровый, дециметровый и метровый диапазоны радиоволн.

По данным ряда авторов, ЭМП импульсной генерации обладают большей биологической активностью, чем непрерывной. При сравнительной оценке ЭМИ непрерывной и импульсной генераций с частотой следования импульсов в сотни герц по ряду показателей также отмечена большая выраженность биоэффектов при действии импульсного излучения. Однако в процессе хронического облучения эти различия нивелировались, что явилось основанием для установления единых значений ПДУ для ЭМП непрерывной и импульсной генераций. Анализ скорости реакции систем на эффекты сил, вызванных полем, показывает, что импульсное поле со средней плотностью мощности, равной ППЭ непрерывного, не может быть более эффективным. По-видимому, это мнение справедливо для импульсных воздействий с достаточно высокой частотой следования импульсов, но не может быть распространено на случаи воздействия мощных одиночных или редко повторяющихся импульсов.

На практике люди часто подвергаются прерывистым воздействиям ЭМП от устройств с перемещающейся диаграммой излучения (радиолокационные станции с вращающимися или сканирующими антеннами). Экспериментальными работами было показано, что при одинаковых интенсивностно-временных параметрах прерывистые воздействия обладают меньшей биологической активностью по сравнению с непрерывными, что объясняется различиями в количестве падающей и поглощенной энергий. Отмечено, что при скважностях воздействия (Q) от > 2 до 20-30 наблюдается энергетическая обусловленность биологических эффектов. Так, не отмечено существенных различий в биоэффектах непрерывных воздействий при ППЭ=10 мВт/см² и прерывистых с Q=5 при ППЭ=50 мВт/см² и с Q=10 при ППЭ=100 мВт/см². Наблюдаемое в ряде случаев на определенных, как правило, ранних стадиях развития, усиление биоэффектов за счет фактора прерывистости в условиях длительного хронического опыта нивелируется в силу развития адаптационных процессов. Динамика зависимости биоэффектов от скважности позволяет полагать, что при дальнейшем увеличении Q (>20-30) эффекты прерывистых воздействий будут менее выражены, чем непрерывных, при равных энергетических характеристиках. Это связано с удлинением пауз и более эффективным протеканием восстановительных процессов.

Существенными различиями в количестве падающей и поглощаемой энергий объясняется меньшая биологическая активность локальных облучений частей тела (за исключением головы) по сравнению с общим воздействием.

Вопросы сочетанного действия ЭМП с другими факторами среды изучены недостаточно. Большая часть опубликованных работ посвящена сочетанному действию ЭМП микроволнового диапазона с ионизирующей радиацией и теплом. При этом выводы авторов неоднозначны. Так, имеются сведения о том, что ЭМП СВЧ усугубляет течение лучевой болезни по критерию выживаемости экспериментальных животных. Установлен суммационный эффект комбинированного воздействия ЭМП и рентгеновского излучения по показателям выживаемости, веса тела, количества лейкоцитов и тромбоцитов. В то же время американские авторы получили данные, свидетельствующие об антагонистическом характере биологического действия СВЧ-поля и ионизирующей радиации. Аналогичный результат получен в исследованиях отечественных исследователей. В отдельных работах показана зависимость характера биоэффектов при сочетанном воздействии ЭМП СВЧ (1, 10, 40 мВт/см²) и мягкого рентгеновского излучения (250 Р и 2500 Р) от уровней воздействия: синергизм на высоких уровнях и независимое действие на низких. В остальных работах приведены данные, свидетельствующие об аддитивном характере биоэффекта при сочетанном действии ЭМП СВЧ и тепла.

Клинические проявления неблагоприятного влияния ЭМП РЧ описаны в основном отечественными авторами. Поражения, вызываемые ЭМП РЧ, могут быть острыми и хроническими. Острые поражения возникают при воздействии значительных тепловых интенсивностей ЭМП. Они встречаются крайне редко - при авариях или грубых нарушениях техники безопасности. В отечественной литературе несколько случаев острых поражений описаны военными медиками. При этом чаще всего речь идет о пострадавших, работающих в непосредственной близости от излучающих антенн РЛС. Подобный случай облучения двух авиатехников от радара на Филиппинах описан также и зарубежными авторами. Ими указаны интенсивности, воздействию которых подвергались пострадавшие: 379 мВт/см² в течение 20 мин и 16 Вт/см² в течение 15-30 с. Острые поражения отличаются полисимптомностью нарушений со стороны различных органов и систем, при этом характерны выраженная астенизация, диэнцефальные расстройства, угнетение функции половых желез. Пострадавшие отмечают отчетливое ухудшение самочувствия во время работы с РЛС или сразу после ее прекращения, резкую головную боль, головокружение, тошноту, повторные носовые кровотечения, нарушение сна. Эти явления сопровождаются общей слабостью, адинамией, потерей работоспособности, обморочными состояниями, неустойчивостью артериального давления и показателей белой крови; в случаях развития диэнцефальной патологии отмечаются приступы тахикардии, профузной потливости, дрожания тела и др. Нарушения сохраняются до 1,5-2 месяцев, При воздействии высоких уровней ЭМП (более 80-100 мВт/см²) на глаза возможно развитие катаракты.

Для профессиональных условий характерны хронические поражения. Они выявляются, как правило, после нескольких лет работы с источниками ЭМП микроволнового диапазона при уровнях воздействия, составляющих от десятых долей до нескольких мВт/см² и превышающих периодически 10 мВт/см². Симптомы и течение хронических форм радиоволновых поражений не имеют строго специфических проявлений. В их клинической картине выделяют три ведущих синдрома: астенический, астеновегетативный (или синдром нейроциркуляторной дистонии) и гипоталамический. Астенический синдром, как правило, наблюдается на начальных стадиях заболевания и проявляется жалобами на головную боль, повышенную утомляемость, раздражительность, периодически возникающие боли в области сердца. Вегетативные сдвиги обычно характеризуются ваготонической направленностью реакций (гипотония, брадикардия и др.). В умеренно выраженных и выраженных стадиях заболевания часто диагностируется астеновегетативный синдром, или синдром нейроциркуляторной дистонии гипертонического типа. В клинической картине на фоне усугубления астенических проявлений основное значение приобретают вегетативные нарушения, связанные с преобладанием тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы, проявляющиеся сосудистой неустойчивостью с гипертензивными и ангиоспастическими реакциями. В отдельных выраженных случаях заболевания развивается гипоталамический синдром, характеризующийся пароксизмальными состояниями в виде симпатоадреналовых кризов. В период кризов возможны приступы пароксизмальной мерцательной аритмии, желудочковой экстрасистолии. Больные повышенно возбудимы, эмоционально лабильны. В отдельных случаях обнаруживаются признаки раннего атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни.

При более низких уровнях и в более низкочастотных диапазонах (<30 МГц) выраженных заболеваний не описано. В отдельных случаях могут отмечаться определенные функциональные сдвиги, отражающие чувствительность организма к ЭМП.

Высокую частоту функциональных изменений со стороны нервной и сердечно-сосудистой систем у работающих в условиях воздействия ЭМП (около 60%) отмечали польские авторы. При этом различий в состоянии здоровья двух больших групп, подвергающихся воздействию при ППЭ до 0,2 мВт/см² и при ППЭ>0,2-6 мВт/см², не выявлено

Следует отметить, что в зарубежной литературе фактически нет описания вредных для здоровья человека эффектов при ППЭ излучения ниже 10 мВт/см². По мнению зарубежных авторов, верхняя граница безопасного уровня лежит между 1 и 10 мВт/см².

Экспертами ВОЗ на основании анализа 10 работ западных авторов, изучавших состояние здоровья работающих при уровнях ЭМП, не превышающих, как правило, 5 мВт/см², сделан вывод об отсутствии отчетливых доказательств неблагоприятного влияния на человека этих воздействий. Эксперты полагают, что патология возникает при более высоких уровнях. Нельзя, однако, не обратить внимания на приведенные в том же документе сведения о большей по сравнению с контролем частоте изменений в хрусталике глаз у военных, связанных с обслуживанием радаров, у работающих с источниками микроволн в условиях производства, а также у специалистов, обслуживающих радио- и телерадиоаппаратуру. За рубежом имеются сообщения о несколько большей частоте сердечных заболеваний (нарушения внутрисердечной проводимости, ритма, ишемия) у мужчин-физиотерапевтов, работающих с коротковолновой аппаратурой (27 МГц), по сравнению с другими специалистами данной области.

Шведскими учеными выявлено несколько большее число случаев аномалий развития у детей, матери которых - физиотерапевты - в период беременности подвергались воздействию ЭМП коротковолнового (27 МГц) и микроволнового диапазонов. Отмечено увеличение числа выкидышей у женщин-физиотерапевтов, подвергающихся микроволновому воздействию (в коротковолновом диапазоне эффект отсутствовал).

К сожалению, в литературе нет описания эффектов длительного воздействия ЭМП низких интенсивностей. Следует полагать, что такие уровни не могут вызывать чисто радиоволновых поражений. Однако высокая частота неврологических нарушений у работающих, сочетающихся с вегетативной дистонией в виде изменения регуляции сосудистого тонуса и функциональных экстракардиальных расстройств, вызывает необходимость тщательного исследования прогностической значимости указанных нарушений и их роли в происхождении некоторых общесоматических заболеваний, прежде всего, гипертонической и хронической ишемической болезней сердца, а также влияния длительного воздействия ЭМП на развитие некоторых инволютивных процессов, в том числе на катарактогенез. Как указывалось выше, в последние годы появились данные о связи ЭМП с онкологической заболеваемостью, причем это касается как микроволнового, так и сверхдлинного диапазонов. Обнаружена более высокая частота онкологических заболеваний (в первую очередь, лейкемий) у военнослужащих польской армии, обслуживающих радары. В литературе активно обсуждается вопрос о роли ЭМП в развитии лейкемий у детей и некоторых профессиональных контингентов. Результаты ряда работ свидетельствуют о необходимости проведения серьезных эпидемиологических исследований по данному вопросу.

Подводя итоги по проблеме биологического действия ЭМП, выявляемого на молекулярном, клеточном, системном и популяционном уровнях, феноменологически их можно объяснить несколькими биофизическими эффектами:

Варианты воздействия ЭМП на человека разнообразны: непрерывное и прерывистое, общее и местное, комбинированное от нескольких источников и сочетанное с другими неблагоприятными факторами производственной среды и т.д. Сочетание вышеперечисленных параметров ЭМП может давать существенно различающиеся последствия для реакции облучаемого организма человека.

Нормирование гипогеомагнитного поля. До настоящего времени во всем мире отсутствовали какие-либо гигиенические рекомендации, регламентирующие воздействие на человека ослабленных ГМП. В целях сохранения здоровья и работоспособности персонала начата разработка нормативно-методических документов, научно регламентирующих работу в гипогеомагнитных условиях.

Оптимальным для человека, проживающего на определенной территории, следует считать, по-видимому, уровень магнитной индукции геомагнитного поля, характерный для данной местности.

На основании анализа результатов гигиенических исследований ГГМУ на объектах различного назначения, состояния здоровья лиц, работающих при разной степени ослабления ГМП, экспериментальных данных на животных, НИИ медицины труда РАМН совместно с ИБФ МЗ разработан гигиенический норматив «Временные допустимые уровни (ВДУ) ослабления интенсивности геомагнитного поля на рабочих местах», который включен в СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях».

Основными нормируемыми параметрами геомагнитного поля являются его интенсивность и коэффициент ослабления.

Интенсивность геомагнитного поля оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н, А/м) или в единицах магнитной индукции (В, Тл), которые связаны между собой следующим соотношением:

Интенсивность ГМП на открытом пространстве, выраженная в величинах напряженности ГМП (Hq), характеризует собой фоновое значение напряженности ГМП, характерное для данной конкретной местности. Напряженность постоянного ГМП на территории Российской Федерации на высоте 1,2-1,7 м от поверхности Земли может изменяться от 36 А/м до 50 А/м (от 45 мкТл до 62 мкТл), достигая максимальных значений в районах высоких широт и аномалий. Величина напряженности ГМП на широте Москвы составляет около 40 А/м (50 мкТл).

Интенсивность постоянного магнитного поля внутри экранированного объекта, помещения, технического средства, выраженная в величинах напряженности (Н_В), является суперпозицией напряженности проникающего ГМП, определяемого коэффициентом экранирования, и напряженности магнитного поля, обусловленного остаточной намагниченностью материала, из которого выполнена экранирующая конструкция (Н_НАМ).

Временный допустимый коэффициент ослабления интенсивности ГМП (К_о) внутри экранированного объекта, помещения, технического средства равен отношению интенсивности ГМП открытого пространства (Но) к интенсивности внутреннего магнитного поля на рабочем месте (Н_В):

К_о =Но/Нв.

В соответствии с гигиеническим нормативом «Временные допустимые уровни (ВДУ) ослабления интенсивности геомагнитного поля на рабочих местах» допустимые уровни ослабления интенсивности геомагнитного поля на рабочих местах персонала внутри объекта, помещения, технического средства в течение рабочей смены не должны превышать 2 раз по сравнению с его интенсивностью в открытом пространстве на территории, прилегающей к месту их расположения.

Нормирование ЭСП. В соответствии с СанПиН 2.2.4.1191- 03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» и ГОСТ 12.1.045-84. «ССБТ. Электростатические поля. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля» предельно допустимая величина напряженности ЭСП на рабочих местах устанавливается в зависимости от времени воздействия в течение рабочего дня.

Предельно допустимая напряженность электростатического поля (Епду) на рабочих местах обслуживающего персонала не должна превышать следующих величин:

Нормативный документ «Допустимые уровни напряженности электростатических полей и плотности ионного тока для персонала подстанций и ВЛ постоянного тока ультравысокого напряжения» ? 6022-91 регламентирует условия сочетанного влияния указанных в названии факторов на персонал, обслуживающий энергосистемы постоянного тока ультравысокого напряжения.

В соответствии с требованиями документа ПДУ ЭСП и плотности ионного тока для полного рабочего дня составляют 15 кВ/м и 20 нА/ м²; для 5-часового воздействия - 20 кВ/м и 25 нА/м². При напряженности ЭСП = 20 кВ/м расчет допустимого времени работы персонала определяется по формуле:

Допустимые уровни напряженности ЭСП регламентируются также на рабочих местах операторов ПВЭМ (СанПиН 2.2.2//2.4.1340- 03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы»). В качестве временно допустимой величины напряженность электростатического поля не должна превышать 15 кВ/м.

Санитарно-эпидемиологическое нормирование внепроизводственных воздействий ЭСП осуществляется в соответствии с требованиями СанПиН 001-96 «Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях», СанПиН 2.1.2.1002-2000 «Санитарноэпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям» и СН 2158-80 «Санитарно-гигиенический контроль полимерных стройматериалов, предназначенных для применения в строительстве жилых и общественных зданий», согласно которым ПДУ ЭСП для условий непрофессионального воздействия составляет 15 кВ/м.

Европейский комитет «CENELEC» предлагает в качестве контролируемого уровня воздействия ЭСП на население величину 14 кВ/м, т.е. практически совпадающую с принятой в России.

В соответствии с требованиями Ассоциации американских гигиенистов АСОШ 1991 уровни ЭСП на рабочих местах персонала не должны превышать 25 кВ/м. С уровня 15 кВ/м предусматривается применение защитных средств (перчатки, костюмы).

В Германии ПДУ профессионального воздействия ЭСП составляет 40 кВ/м в течение рабочего дня и 60 кВ/м - при воздействии до 2-х часов в день.

Стандарт Европейского комитета СЕNELEC устанавливает ПДУ для 8-часового профессионального воздействия ЭСП 4 кВ/м. Внутри 8-часового периода для напряженностей, превышающих 42 кВ/м, допустимое время воздействия определяется по формуле:

t<112/E.

Нормирование ПМП. Нормирование и гигиеническая оценка постоянного магнитного поля (ПМП) осуществляется по его уровню дифференцировано в зависимости от времени воздействия на работника в течение смены с учетом условий общего (на все тело) или локального (кисти рук, предплечье) облучений.

Уровни ПМП оценивают в единицах напряженности магнитного поля (Н) в кА/м или в единицах магнитной индукции (В) м/Тл (табл. 8.2).

При необходимости пребывания персонала в зонах с различной напряженностью (индукцией) ПМП общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать ПДУ для зоны с максимальной напряженностью.

Приведенные в таблице ПДУ основаны на недействующем уровне фактора, в связи с чем они отличаются от установленных в других странах или от рекомендованных международными организациями.

Национальные стандарты, регламентирующие ПМП в других странах, как правило, регулируются ведомственными организациями и правилами. Так, например, Министерством энергетики США установлены следующие ПДУ:

Нормативные уровни ПМП, регламентирующие условия труда на линейном ускорителе Стэндфордского центра, колеблются в зависимости от времени для общего воздействия от 0,02 Тл до 0,2 Тл; для локального - на руки - от 0,2 Тл до 2,0 Тл.

В 1991 г. Международным комитетом по неионизирующим излучениям при Международной ассоциации радиационной защиты в качестве ПДУ рекомендованы следующие уровни ПМП (табл. 8.3).

Нормирование и оценка экспозиции ЭМП ПЧ. В целях сохранения здоровья персонала, осуществляющего эксплуатацию электрооборудования, и населения, подвергающегося воздействию ЭМП ПЧ в быту, осуществляется гигиеническая регламентация на основании комплексных гигиенических, клинико-физиологических и экспериментальных исследований.

Таблица 8.2. ПДУ воздействия ПМП на работающих

Таблица 8.3. Международные рекомендации по ПДУ ПМП (1991 г.)

Примечание. Приведенные в таблице ПДУ не обеспечивают безопасности лиц с вживленными пейсмекерами и дефибриляторами, которые могут реагировать на ПМП при уровне 0,5 мТл и ниже.

Гигиеническая регламентация ЭМП ПЧ осуществляется раздельно для электрического (ЭП) и магнитного (МП) полей. Нормируемыми параметрами ЭП является напряженность, которая оценивается в киловольтах на метр (кВ/м), а для МП - магнитная индукция или напряженность магнитного поля, измеряемые соответственно в миллиили микротеслах (мТл, мкТл) и амперах или килоамперах на метр (А/м, кА/м).

В настоящее время в России существуют гигиенические нормативы производственных и непроизводственных воздействий ЭП и МП ПЧ. Однако следует иметь в виду, что допустимые уровни индукции магнитного поля ПЧ внутри жилых помещений и на территории жилой застройки приняты в качестве временного норматива и составляют соответственно 10 и 50 мкТл (СанПиН 2.1.2.1002-2000). Этим же документом установлены ПДУ для ЭП ПЧ, которые распространяются на жилые помещения и территорию жилой застройки, составляя 0,5 и 1 кВ/м соответственно вне зависимости от источника. Указанные ПДУ значительно ниже предложенных международными рекомендациями ICNIRP значений контролируемых уровней для населения, которые составляют 5 кВ/м и 100 мкТл (80 А/м) соответственно. Вместе с тем в последнее время в связи с полученными данными о возможном неблагоприятном (вплоть до канцерогенного) влиянии на здоровье человека слабых магнитных полей ПЧ рекомендованы более жесткие ограничения их уровней, до 0,2 мкТл.

Гигиеническое нормирование ЭМП ПЧ на рабочих местах регламентируется СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» в зависимости от времени пребывания в электромагнитном поле.

Предельно допустимый уровень (ПДУ) ЭП ПЧ для полного рабочего дня составляет 5 кВ/м, а максимальный ПДУ для воздействий не более 10 мин - 25 кВ/м. В интервале интенсивностей 5-20 кВ/м допустимое время пребывания определяется по формуле:

Т = 50/Е-2,

где:

Т - допустимое время пребывания в ЭП при соответствующем уровне напряженности, ч; Е - напряженность воздействующего ЭП в контролируемой зоне.

Пребывание в ЭП с напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается.

Количество контролируемых зон определяется перепадом уровней напряженности ЭП на рабочем месте. Учитываемое различие в уровнях напряженности ЭП контролируемых зон составляет 1 кВ/м.

Допустимое время пребывания в ЭП может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня. В остальное рабочее время необходимо находиться вне зоны влияния ЭП или применять средства защиты.

Время пребывания персонала в течение рабочего дня в зонах с различной напряженностью ЭП (Тпр) вычисляют по формуле:

Приведенное время не должно превышать 8 ч.

ПДУ напряженности периодического (синусоидального) магнитного поля (МП) промышленной частоты на рабочих местах устанавливаются для условий общего (на все тело) и локального (на конеч- ности) воздействий (табл. 8.4).

Таблица 8.4. ПДУ воздействия периодического магнитного поля частотой 50 Гц

Допустимая напряженность МП внутри временных интервалов определяется в соответствии с кривой интерполяции, приведенной в приложении 1 СанПиН 2.2.4.1191-03.

При необходимости пребывания персонала в зонах с различной напряженностью (индукцией) МП общее время выполнения работ в этих зонах не должно превышать ПДУ для таковых с максимальной напряженностью.

Допустимое время пребывания может быть реализовано одноразово или дробно в течение рабочего дня.

Для условий воздействия импульсных МП 50 Гц ПДУ амплитудного значения напряженности поля (Нпду) дифференцированы в зависимости от общей продолжительности воздействия за рабочую смену (Т) и характеристики импульсных режимов генерации.

Гигиеническое нормирование ЭМП в диапазоне 10 кГц - 300 ГГц. Интенсивность электромагнитных полей радиочастот на рабочих местах персонала, осуществляющего работы с источниками ЭМП, и требования к проведению контроля регламентируются санитарно-эпидемиологическими правилами нормативами «Электромагнитные поля в производственных условиях» - СанПиН 2.2.4.1191-03 и ГОСТом 12.1.006-84 «Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля».

ПДУ напряженности электрического и магнитного полей в диапазоне частот 10-30 кГц в течение всей смены составляют 500 В/м и 50 А/м соответственно. При продолжительности воздействия электрического и магнитного полей до 2 часов за смену ПДУ составляет 1000 В/м и 100 А/м соответственно.

Таблица 8.5. Максимальные ПДУ напряженности и плотности потока энергии ЭМП-диапазона частот 30кГЦ - 300 ГГц

Примечание. * для условий локального облучения кистей рук.

ПДУ ЭМП диапазона частот 30 кГц - 300 ГГц определяются по величине энергетической экспозиции (ЭЭ).

Максимально допустимые уровни напряженности электрического и магнитного полей, плотности потока энергии ЭМП не должны превышать значений, приведенных в табл. 8.5.

Принципы измерения напряженности электрического поля. В основе метода измерения параметров электрического поля лежит свойство проводящего тела, помещенного в электрическое поле. Если в однородное электрическое поле поместить два проводящих тела, то возникает разность потенциалов, равная разности потенциалов внешнего электрического поля между центрами электрических зарядов тел. Эта разность потенциалов связана с модулем напряженности внешнего электрического поля.

При измерении напряженности переменного электрического поля в качестве первичного преобразователя используется дипольная антенна, размеры которой малы по сравнению с длиной волны. В однородном электрическом поле между элементами дипольной антенны (цилиндрами, конусами и т.д.) возникает переменное напряжение, мгновенное значение которого будет пропорционально проекции мгновенного значения напряженности электрического поля на ось дипольной антенны. Измерение среднеквадратического значения этого напряжения даст величину, пропорциональную среднему квадратическому значению проекции напряженности электрического поля на ось дипольной антенны. То есть речь идет об электрическом поле, которое существовало в пространстве до внесения в него дипольной антенны. Таким образом, для измерения среднеквадратического значения напряженности переменного электрического поля необходимы дипольная антенна и средний квадратический вольтметр.

Принципы измерения напряженности (индукции) магнитного поля. Для измерения напряженности постоянного и низкочастотного магнитных полей обычно используются преобразователи, основанные на эффекте Холла, который относится к гальваномагнитным явлениям, возникающим при помещении проводника или полупроводника с током в магнитное поле. К этим явлениям относятся: возникновение разности потенциалов (эдс), изменение электрического сопротивления проводника, возникновение разности температур.

Эффект Холла проявляется, если к паре противоположных граней прямоугольной пластины из полупроводника приложить напряжение, вызывающее постоянный ток. Под действием вектора индукции, перпендикулярного пластине, на движущиеся носители заряда будет действовать сила, перпендикулярная вектору плотности постоянного тока. Следствием этого будет возникновение разности потенциалов между другой парой граней пластины. Эту разность потенциалов называют эдс Холла. Ее величина пропорциональна составляющей вектора магнитной индукции, перпендикулярной пластине, толщине пластины и постоянной Холла, которая является характеристикой полупроводника. Зная коэффициент пропорциональности между эдс и магнитной индукцией и измеряя эдс, определяют значение магнитной индукции.

Для измерения среднего квадратического значения напряженности переменного магнитного поля в качестве первичного преобразователя используется рамочная антенна, размеры которой малы по сравнению с длиной волны. Под действием переменного магнитного поля на выходе рамочной антенны возникает переменное напряжение, мгновенное значение которого пропорционально проекции мгновенного значения напряженности магнитного поля на ось, перпендикулярную плоскости рамочной антенны и проходящую через ее центр. Измерение среднего квадратического значения этого напряжения дает величину, пропорциональную среднему квадратическому значению проекции напряженности магнитного поля на ось рамочной антенны.

Принципы измерения плотности потока энергии электромагнитного поля. На частотах от 300 МГц до десятков ГГц плотность потока энергии (ППЭ) измеряется в уже сформировавшейся электромагнитной волне. В этом случае ППЭ связана с напряженностями электрического или магнитного полей. Поэтому для измерения ППЭ используются измерители среднего квадратического значения напряженностей электрического или магнитного полей, которые отградуированы в единицах плотности потока энергии электромагнитного поля.

При выборе средств защиты от статического электричества (экранирование источника поля или рабочего места, применение нейтрализаторов статического электричества, ограничение времени работы и др.) должны учитываться особенности технологических процессов, физико-химические свойства обрабатываемого материала, микроклимат помещений и др., что определяет дифференцированный подход при разработке защитных мероприятий.

Одним из распространенных средств защиты от статического электричества является уменьшение генерации электростатических зарядов или их отвод с наэлектризованного материала, что достигается:

Более эффективным средством защиты является увеличение влажности воздуха до 65-75%, когда это возможно по условиям технологического процесса.

В качестве индивидуальных средств защиты могут применяться антистатическая обувь, антистатический халат, заземляющие браслеты для защиты рук и другие средства, обеспечивающие электростатическое заземление тела человека.

При общем воздействии ПМП на организм работающих участки производственной зоны с уровнями, превышающими ПДУ, следует обозначить специальными предупредительными знаками с дополнительной поясняющей надписью: «Осторожно! Магнитное поле!» Необходимо осуществлять организационные мероприятия по снижению воздействия ПМП на организм человека выбором рационального режима труда и отдыха, сокращением времени нахождения в условиях действия ПМП, определением маршрута, ограничивающего контакт с ПМП в рабочей зоне.

При проведении ремонтных работ систем шинопроводов следует предусматривать шунтирующие решения. Лица, обслуживающие технологические установки постоянного тока, системы шинопроводов или контактирующие с источниками ПМП, должны проходить предварительный и периодический медицинские осмотры в соответствии с нормативами Минздравмедпрома и Госкомсанэпиднадзора России. При медицинских осмотрах следует руководствоваться общими медицинскими противопоказаниями к работе с вредными факторами производственной среды.

При условии локального воздействия (ограниченного кистями рук, верхним плечевым поясом работающих) на предприятиях электронной промышленности следует применять сквозные технологические кассеты для работ, связанных со сборкой полупроводниковых приборов, ограничивающих контакт кистей рук работающих с ПМП.

На предприятиях по производству постоянных магнитов ведущее место в профилактических мероприятиях принадлежит автоматизации процесса измерения магнитных параметров изделий с помощью цифровых автоматических устройств, что исключает контакт с ПМП. Целесообразно применение дистанционных приспособлений (щипцы из немагнитных материалов, пинцеты, захваты), которые предупреждают возможность локального действия ПМП на работающего. Должны применяться блокирующие устройства, отключающие электромагнитную установку при попадании кистей рук в зону действия ПМП.

В гигиенической практике используются три основных принципа защиты: защита временем, защита расстоянием и защита с помощью использования коллективных или индивидуальных средств защиты. Кроме того, проводятся предварительные и ежегодные периодические осмотры персонала, обслуживающего электроустановки СВН в соответствии с нормативами Госсанэпиднадзора и Минздравмедпрома России, обеспечивающие профилактику неблагоприятного влияния на состояния здоровья.

Принцип защиты временем реализуются преимущественно в требованиях соответствующих нормативно-методических документов, регламентирующих производственные воздействия ЭМП ПЧ. Допустимое время пребывания персонала в условиях воздействия ЭМП ПЧ ограничивается продолжительностью рабочего дня и, соответственно, уменьшается с возрастанием интенсивности экспозиции. Для населения профилактика неблагоприятного влияния воздействий ЭП ПЧ обеспечивается наряду с дифференцированными ПДУ в зависимости от типа территории (селитебная, часто или редко посещаемая), что является проявлением обеспечения защиты человека за счет ограничения времени экспозиции, премущественно за счет реализации принципа защиты расстоянием. Для ВЛ сверхвысокого напряжения (СВН) различного класса устанавливаются возрастающие размеры санитарно-защитных зон.

Под размещение ВЛ 330 кВ и выше должны отводиться территории вдали от зоны жилой застройки.

При проектировании ВЛ напряжением 750-1150 кВ должно предусматриваться их удаление от границ населенных пунктов, как пра- вило, не менее чем на 250-300 м соответственно. И только в исключительных случаях, когда по местным условиям это требование не может быть выполнено, линии напряжением 330, 500, 750 и 1150 кВ могут быть приближены к границе сельских населенных пунктов, но не ближе, чем до 20, 30, 40 и 55 м соответственно; при этом напряженность электрического поля под проводами ВЛ должна быть не более 5 кВ/м. Возможность приближения ВЛ к границе населенных пунктов должна согласовываться с органами санэпиднадзора.

В пределах санитарно-защитной зоны запрещается:

На территории санитарно-защитной зоны ВЛ напряжением 750 кВ и выше запрещается:

Допускается:

Мероприятия по защите населения от воздействия ЭП ПЧ определяются следующими требованиями:

а) создание санитарно-защитной зоны и строгое соблюдение требований, регламентирующих ее использование;

б) при организации работ в пределах санитарно-защитной зоны для снижения уровней электрического поля проводятся следующие мероприятия:

в) сохраненные в пределах санитарно-защитной зоны здания защищаются заземленным экраном, металлические кровли надежно заземляются не менее чем в двух местах. При устройстве заземления величина сопротивления не нормируется;

г) для снижения напряженности электрического поля на открытых территориях при необходимости устанавливают тросовые экранирующие устройства, а также железобетонные заборы. С этой же целью производится посадка деревьев и кустарников;

д) в местах пересечения дорог с ВЛ устанавливаются знаки, запрещающие остановку транспорта, и, при необходимости, ограничивающие габарит транспортного средства;

е) в процессе подготовки и проведения работ вблизи ВЛ лица, ответственные за проведение этих работ, обязаны проводить инструктаж работающих и контролировать выполнение мер защиты от воздействия электрического поля и соблюдение требований техники безопасности;

ж) в населенных пунктах, вблизи которых проходит ВЛ, предприятия электрических сетей совместно с муниципальными органами проводят разъяснительную работу среди населения по пропаганде мер безопасности при работах и нахождении людей вблизи ВЛ, а также устанавливают предупредительные знаки в местах повышенной опасности.

В то же время для МП ПЧ в связи с отсутствием соответствующего нормативно-методического документа, регламентирующего их внепроизводственные воздействия, защита населения не предусматривается (главным образом, из-за недостаточной изученности вопроса).

Профилактика неблагоприятного действия ЭМП ПЧ на человека применением средств защиты обеспечивается лишь для производственных воздействий и только для электрической составляющей (ЭП ПЧ) в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.002-84 и СанПиН N 5802-91 и специально разработанными для решения этих вопросов ГОСТ 12.4.154-85 «ССБТ. Устройства экранирующие для защиты от электрических полей промышленной частоты. Общие технические требования, основные параметры и размеры» и ГОСТ 12.4.172-87 «ССБТ. Комплект индивидуальный экранирующий для защиты от электрических полей промышленной частоты. Общие технические требования и методы контроля».

К коллективным средствам защиты относятся две основных категории таких средств: стационарные и передвижные (переносные). Стационарные экраны могут представлять собой различные заземленные металлические конструкции (щитки, козырьки, навесы - сплошные или сетчатые, системы тросов), размещаемые над рабочими местами персонала, находящимися в зоне действия ЭП ПЧ. Передвижные (переносные) средства защиты представляют собой различные виды съемных экранов. Коллективные средства защиты находят в настоящее время применение не только для обеспечения сохранения здоровья персонала, обслуживающего электроустановки сверхвысокого напряжения и подвергающегося вследствие этого воздействию ЭП ПЧ, но и для защиты населения с целью обеспечения нормативных значений напряженности ЭП ПЧ в зоне жилой застройки (чаще всего на территориях садовых участков, расположенных вблизи трассы ВЛ). В этих случаях чаще всего используются тросовые экраны, сооружаемые в соответствии с инженерными расчетами.

Основным индивидуальным средством защиты от ЭП ПЧ в настоящее время являются индивидуальные экранирующие комплекты. В России имеются различные типы комплектов с разной степенью экранирования не только для наземных работ в зоне воздействия ЭП ПЧ напряженностью не более 60 кВ/м, но и для выполнения работ с непосредственным касанием токоведущих частей, находящихся под напряжением (работ под напряжением) на ВЛ напряжением 110-1150 кВ. В целях предупреждения ранней диагностики и лечения нарушений состояния здоровья работающих под воздействием ЭМИ радиочастотного диапазона необходимо проведение предварительных и периодических медосмотров в соответствии с приказами Министерства здравоохранения и социального развития РФ. Все лица с начальными проявлениями клинических нарушений, обусловленных воздействием радиоволн, а также с общими заболеваниями, течение которых может усугубляться под влиянием неблагоприятных факторов производственной среды, должны браться под наблюдение с проведением соответствующих гигиенических и терапевтических мероприятий, направленных на оздоровление условий труда и восстановление здоровья. В случаях, характеризующихся прогрессирующим течением профессиональной патологии или усугубляющихся общими заболеваниями, осуществляется временный или постоянный перевод работающих на другую работу. Переводу на другую работу также подлежат женщины в период беременности и кормления, если уровни ЭМИ на рабочих местах превышают ПДУ, установленные для населения. Лица, не достигшие 18-летнего возраста, к самостоятельной работе на установках, являющихся источниками ЭМИ радиочастотного диапазона, не допускаются. Меры защиты работающих следует применять при всех видах работ, если уровни ЭМИ на рабочих местах превышают допустимые.

Защита персонала от воздействия ЭМИ радиочастотного диапазона достигается путем проведения организационных и инженернотехнических мероприятий, а также использования средств индивидуальной защиты.

К организационным мероприятиям относятся:

выбор рациональных режимов работы установок; ограничение места и времени нахождения персонала в зоне облучения и другие.

Инженерно-технические мероприятия включают: рациональное размещение оборудования, использование средств, ограничивающих поступление электромагнитной энергии на рабочие места персонала (поглотители мощности, экранирование).

К средствам индивидуальной защиты относятся защитные очки, щитки, шлемы, защитная одежда (комбинезоны, халаты и т.д.).

Способ защиты в каждом конкретном случае должен определяться с учетом рабочего диапазона частот, характера выполняемых работ, необходимой эффективности защиты.

Принципы защиты различны в зависимости от назначения и конструктивного выполнения излучателей. Защита персонала от облучения может осуществляться путем автоматизации технологических процессов или дистанционного управления, исключающих обязательное присутствие оператора вблизи источника излучения, путем экранирования рабочих индукторов.

В случаях, когда невозможно перевести оборудование на автоматическое или дистанционное управления (технически невыполнимо или связано с большими материальными затратами), необходимо проводить защиту рабочего места. Эти мероприятия проводятся и при обслуживании оборудования ЭГУ с большой запасной энергией, предназначенного для обработки крупногабаритных деталей. Экранирование рабочих мест проводится и в случаях, когда экранирование источников электромагнитного поля из-за специфики технологического процесса невозможно (работа на испытательных стендах и пр.).

Все средства и методы защиты от ЭМП могут быть разделены на 3 группы: организационные, инженерно-технические и лечебно-профилактические.

Организационные мероприятия как при проектировании, так и на действующих объектах предусматривают предотвращение попадания людей в зоны с высокой напряженностью ЭМП, создание санитарно-защитных зон вокруг антенных сооружений различного назначения. Для прогнозирования уровней электромагнитных излучений на стадии проектирования используются расчетные методы определения ППЭ и напряженности ЭМП.

Общие принципы, положенные в основу инженерно-технической защиты, сводятся к следующему: электрогерметизация элементов схем, блоков, узлов установки в целом с целью снижения или устранения электромагнитного излучения; защита рабочего места от облучения или удаление его на безопасное расстояние от источника излучения. Для экранирования рабочего места рекомендуется использовать различные типы экранов: отражающие (сплошные металлические из металлической сетки, металлизированной ткани) и поглощающие (из радиопоглощающих материалов).

В качестве средств индивидуальной защиты рекомендуется специальная одежда, выполненная из металлизированной ткани, и защитные очки.

В том случае, когда облучению подвергаются только отдельные части тела или лицо, возможно использование защитного халата, фартука, накидки с капюшоном, перчаток, очков, щитков.

Лечебно-профилактические мероприятия должны быть направлены, прежде всего, на раннее выявление признаков неблагоприятного воздействия ЭМП Для лиц, работающих в условиях воздействия ЭМП УВЧ- и ВЧ-диапазонов (средние, длинные и короткие волны), периодические медосмотры работающих осуществляются 1 раз в 24 мес. В медицинском осмотре принимают участие терапевт, невропатолог, офтальмолог.

При выявлении симптомов, характерных для воздействия ЭМП, углубленное обследование и последующее лечение проводятся в соответствии с особенностями выявленной патологии.

Шум является одним из наиболее распространенных неблагоприятных факторов производственной среды, воздействие которого на работающих сопровождается развитием у них преждевременного утомления, снижением производительности труда, ростом общей и профессиональной заболеваемости, а также травматизма.

В настоящее время трудно назвать производство, на котором не встречаются повышенные уровни шума на рабочих местах. К наиболее шумным относятся горнорудная и угольная, машиностроительная, металлургическая, нефтехимическая, лесная и целлюлозно-бумажная, радиотехническая, легкая и пищевая, мясомолочная промышленности и др.

Так, в цехах холодной высадки шум достигает 101-105 дБА, в гвоздильных цехах - 104-110 дБА, в оплеточных - 97-100 дБА, в отделениях полировки швов - 115-117 дБА. На рабочих местах токарей, фрезеровщиков, мотористов, кузнецов-штамповщиков уровень шума колеблется в пределах от 80 до 115 дБА.

На заводах железобетонных конструкций шум достигает 105-120 дБА. Шум является одной из ведущих профессиональных вредностей в деревообрабатывающей и лесозаготовительной промышленностях. Так, на рабочем месте рамщика и обрезчика уровень шума колеблется от 93 до 100 дБА с максимумом звуковой энергии в области средних и высоких частот. В этих же пределах колеблется шум в столярных цехах, а лесозаготовительные работы (валка, трелевка леса) сопровождаются уровнем шума от 85 до 108 дБА за счет работы трелевочных лебедок, тракторов и других механизмов.

Подавляющее большинство производственных процессов в прядильных и ткацких цехах также сопровождается образованием шума, источником которого является бойковый механизм ткацкого станка, удары погонялки челнока. Наиболее высокий уровень шума наблюдается в ткацких цехах - 94-110 дБА.

Изучение условий труда на современных швейных фабриках показало, что уровень шума на рабочих местах швей-мотористок составляет 90-95 дБА с максимумом звуковой энергии на высоких частотах.

Наиболее шумными операциями в машиностроении, в том числе, авиастроении, автомобилестроении, вагоностроении и др. следует считать обрубные и клепальные работы с использованием пневматических инструментов, режимные испытания двигателей и их агрегатов различных систем, стендовые испытания на вибропрочность изделий, барабанную готовку, шлифовку и полировку деталей, штампопрессовую заготовку.

Для нефтехимической отрасли характерными являются высокочастотные шумы различных уровней за счет сброса сжатого воздуха из замкнутого технологического цикла химических производств или от оборудования, работающего на сжатом воздухе, например, сборочных станков и вулканизационных линий шинных заводов.

Вместе с тем в машиностроении, как ни в одной другой отрасли, наибольший объем работ приходится на станочную металлообработ- ку, где занято около 50% всех рабочих отрасли.

Металлургическую промышленность в целом можно отнести к отрасли с выраженным шумовым фактором. Так, интенсивный шум характерен для плавильных, прокатных и трубопрокатных производств. Из производств, относящихся к этой отрасли, шумными условиями характеризуются метизные заводы, оснащенные холодновысадочными автоматами.

К наиболее шумным процессам следует отнести шум от открытой воздушной струи (обдув), вырывающейся из отверстий малого диаметра, шум от газовых горелок и шум, образующийся при напылении металлов на различные поверхности. Спектры от всех этих источников очень схожие, типично высокочастотные, без заметного спада энергии до 8-10 кГц.

В лесной и целлюлозно-бумажной отраслях наиболее шумными являются деревообрабатывающие цеха.

Промышленность строительных материалов включает ряд шумных производств: машины и механизмы по дроблению и размолу сырья и производству сборного железобетона.

В горнорудной и угольной промышленностях наиболее шумными являются операции механизированной добычи полезных ископаемых как с использованием ручных машин (пневмоперфораторы, отбойные молотки), так и с помощью современных стационарных и самоходных машин (комбайны, буровые станки и пр.).

Радиотехническая промышленность в целом сравнительно менее шумная. Лишь подготовительные и заготовительные цеха ее имеют оборудование, характерное для машиностроительной промышленности, но в значительно меньшем количестве.

В легкой промышленности как по шумности, так и по числу занятых рабочих наиболее неблагоприятными являются прядильные и ткацкие производства.

Пищевая промышленность - наименее шумная из всех. Характерные для нее шумы генерируют поточные агрегаты кондитерских и табачных фабрик. Однако отдельные машины этих производств создают значительный шум, например, мельницы зерен какао, некоторые сортировочные машины.

В каждой отрасли промышленности имеются цеха или отдельные компрессорные станции, снабжающие производство сжатым воздухом или перекачивающие жидкости или газообразные продукты. Последние имеют большое распространение в газовой промышленности как большие самостоятельные хозяйства. Компрессорные установки создают интенсивный шум.

Примеры шумов, характерных для различных отраслей промышленности, в абсолютном большинстве случаев имеют общую форму спектров: все они широкополосные, с некоторым спадом звуковой энергии в области низких (до 250 Гц) и высоких (выше 4000 Гц) частот с уровнями 85-120 дБА. Исключением являются шумы аэродинамического происхождения, где уровни звукового давления растут от низких к высоким частотам, а также низкочастотные шумы, которых в промышленности по сравнению с описанными выше значительно меньше.

Все описанные шумы характеризуют наиболее шумные производства и участки, где в основном преобладает физический труд. Вместе с тем широко распространены и шумы менее интенсивные (60-80 дБА), которые, однако, гигиенически значимы при работах, связанных с нервной нагрузкой, например, на пультах управления, при машинной обработке информации и других работах, получающих все большее распространение.

Шум является также наиболее характерным неблагоприятным фактором производственной среды на рабочих местах пассажирских, транспортных самолетов и вертолетов; подвижного состава железнодорожного транспорта; морских, речных, рыбопромысловых и других судов; автобусов, грузовых, легковых и специальных автомобилей; сельскохозяйственных машин и оборудования; строительнодорожных, мелиоративных и других машин.

Уровни шума в кабинах современных самолетов колеблются в широком диапазоне - 69-85 дБА (магистральные самолеты для авиалиний со средней и большой дальностью полета). В кабинах автомобилей средней грузоподъемности при различных режимах и условиях эксплуатации уровни звука составляют 80-102 дБА, в кабинах большегрузных автомобилей - до 101 дБА, в легковых автомобилях - 75-85 дБА.

Таким образом, для гигиенической оценки шума важно знать не только его физические параметры, но и характер трудовой деятель- ности человека-оператора, и, прежде всего, степень его физической или нервной нагрузки.

Большой вклад в изучение проблемы шума внесла профессор Е.Ц. Андреева-Галанина. Она показала, что шум является обще- биологическим раздражителем и оказывает влияние не только на слуховой анализатор, но, в первую очередь, действует на структуры головного мозга, вызывая сдвиги в различных системах организма. Проявления шумового воздействия на организм человека могут быть условно подразделены на специфические изменения, наступающие в органе слуха, и неспецифические, возникающие в других органах и системах.

Ауральные эффекты. Изменения звукового анализатора под влиянием шума составляют специфическую реакцию организма на акустическое воздействие.

Общепризнано, что ведущим признаком неблагоприятного влияния шума на организм человека является медленно прогрессирующее понижение слуха по типу кохлеарного неврита (при этом, как правило, страдают оба уха в одинаковой степени).

Профессиональное снижение слуха относится к сенсоневральной (перцепционной) тугоухости. Под этим термином подразумевают нарушение слуха звуковоспринимающего характера.

Снижение слуха под влиянием достаточно интенсивных и длительно действующих шумов связано с дегенеративными изменениями как в волосковых клетках кортиева органа, так и в первом нейроне слухового пути - спиральном ганглии, а также в волокнах кохлеарного нерва. Однако единого мнения о патогенезе стойких и необратимых изменений в рецепторном отделе анализатора не существует.

Профессиональная тугоухость развивается обычно после более или менее длительного периода работы в шуме. Сроки ее возникновения зависят от интенсивности и частотно-временных параметров шума, длительности его воздействия и индивидуальной чувствительности органа слуха к шуму.

Жалобы на головную боль, повышенную утомляемость, шум в ушах, которые могут возникать в первые годы работы в условиях шума, не являются специфическими для поражения слухового анализатора, а скорее характеризуют реакцию ЦНС на действие шумового фактора. Ощущение понижения слуха возникает обычно значительно позже появления первых аудиологических признаков поражения слухового анализатора.

С целью обнаружения наиболее ранних признаков действия шума на организм и, в частности, на звуковой анализатор, наиболее широко используется метод определения временного смещения порогов слуха (ВСП) при различной длительности экспозиции и характере шума.

Кроме того, этот показатель применяется для прогнозирования потерь слуха на основании соотношения между постоянными смещениями порогов (потерями) слуха (ПСП) от шума, действующего в течение всего времени работы в шуме, и временными смещениями порогов (ВСП) за время дневной экспозиции тем же шумом, измеренными спустя две минуты после экспозиции шумом. Например, у ткачей временные смещения порогов слуха на частоте 4000 Гц за дневную экспозицию шумом численно равны постоянным потерям слуха на этой частоте за 10 лет работы в этом же шуме. Исходя из этого, можно прогнозировать возникающие потери слуха, определив лишь сдвиг порога за дневную экспозицию шумом.

Шум, сопровождающийся вибрацией, более вреден для органа слуха, чем изолированный.

Экстраауральное влияние шума. Представление о шумовой болезни сложилось в 1960-70 гг. на основании работ по влиянию шума на сердечно-сосудистую, нервную и др. системы. В настоящее время ее заменила концепция экстраауральных эффектов как неспецифических проявлений действия шума.

Рабочие, подвергающиеся воздействию шума, предъявляют жалобы на головные боли различной интенсивности, нередко с локализацией в области лба (чаще они возникают к концу работы и после нее), головокружение, связанное с переменой положения тела, зависящее от влияния шума на вестибулярный аппарат, снижение памяти, сонливость, повышенную утомляемость, эмоциональную неустойчивость, нарушение сна (прерывистый сон, бессонница, реже сонливость), боли в области сердца, снижение аппетита, повышенную потливость и др. Частота жалоб и степень их выраженности зависят от стажа работы, интенсивности шума и его характера.

Шум может нарушать функцию сердечно-сосудистой системы. Отмечены изменения в электрокардиограмме в виде укорочения интервала Q-T, удлинения интервала P-Q, увеличения длительности и деформации зубцов Р и S, смещения интервала T-S, изменение вольтажа зубца Т.

Наиболее неблагоприятным с точки зрения развития гипертензивных состояний является широкополосный шум с преобладанием высокочастотных составляющих и уровнем свыше 90 дБА, особенно импульсный шум. Широкополосный шум вызывает максимальные сдвиги в периферическом кровообращении. Следует иметь в виду, что если к субъективному восприятию шума имеется привыкание (адаптация), то в отношении развивающихся вегетативных реакций адаптации не наблюдается.

По данным эпидемиологического изучения распространенности основных сердечно-сосудистых заболеваний и некоторых факторов риска (избыточная масса, отягощенный анамнез и др.) у женщин, работающих в условиях воздействия постоянного производственного шума в диапазоне от 90 до 110 дБА, показано, что шум, как отдельно взятый фактор (без учета общих факторов риска), может увеличивать частоту артериальной гипертонии (АГ) у женщин в возрасте до 39 лет (при стаже меньше 19 лет) лишь на 1,1%, а у женщин старше 40 лет - на 1,9%. Однако при сочетании шума хотя бы с одним из «общих» факторов риска можно ожидать учащения АГ уже на 15%.

При воздействии интенсивного шума 95 дБА и выше может иметь место нарушение витаминного, углеводного, белкового, холестеринового и водно-солевого обменов.

Несмотря на то что шум оказывает влияние на организм в целом, основные изменения отмечаются со стороны органа слуха, центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, причем изменения нервной системы могут предшествовать нарушениям в органе слуха.

Шум является одним из наиболее сильных стрессорных производственных факторов. В результате воздействия шума высокой интенсивности одновременно возникают изменения как в нейроэндокринной, так и в иммунной системах. При этом происходит стимуляция передней доли гипофиза и увеличение секреции надпочечниками стероидных гормонов, а как следствие этого - развитие приобретенного (вторичного) иммунодефицита с инволюцией лимфоидных органов и значительными изменениями содержания и функционального состояния Т- и В-лимфоцитов в крови и костном мозге. Возникающие дефекты иммунной системы касаются, в основном, трех основных биологических эффектов:

Доказана зависимость между заболеваемостью и величиной потерь слуха на речевых частотах 500-2000 Гц, свидетельствующая о том, что одновременно со снижением слуха наступают изменения, способствующие снижению резистентности организма. При увеличении производственного шума на 10 дБА показатели общей заболеваемости работающих (как в случаях, так и в днях) возрастают в 1,2-1,3 раза.

Анализ динамики специфических и неспецифических нарушений с возрастанием стажа работы при шумовом воздействии на примере ткачей показал, что с увеличением стажа у ткачей формируется полиморфный симптомокомплекс, включающий патологические изменения органа слуха в сочетании с вегетососудистой дисфункцией. При этом темп прироста потерь слуха в 3,5 раза выше, чем прирост функциональных нарушений нервной системы. При стаже до 5 лет преобладают преходящие вегетососудистые нарушения, при стаже свыше 10 лет - потери слуха. Выявлена также взаимосвязь частоты вегетососудистой дисфункции и величины потери слуха, проявляющаяся в их росте при снижении слуха до 10дБ и в стабилизации при прогрессировании тугоухости.

Установлено, что в производствах с уровнями шума до 90-95 дБА вегетативно-сосудистые расстройства появляются раньше и превалируют над частотой кохлеарных невритов. Максимальное их развитие наблюдается при 10-летнем стаже работы в условиях шума. Только при уровнях шума, превышающих 95 дБА, к 15 годам работы в «шумной» профессии экстраауральные эффекты стабилизируются, и начинают преобладать явления тугоухости.

Сравнение частоты потерь слуха и нервно-сосудистых нарушений в зависимости от уровня шума показало, что темп роста потерь слуха почти в 3 раза выше темпа роста нервно-сосудистых нарушений (соответственно около 1,5 и 0,5% на 1 дБА), то есть с увеличением уровня шума на 1 дБА потери слуха будут возрастать на 1,5%, а нервно-сосудистые нарушения - на 0,5%. При уровнях 85 дБА и выше на каждый децибел шума нервно-сосудистые нарушения наступают на полгода раньше, чем при более низких уровнях.

На фоне происходящей интеллектуализации труда, роста удельного веса операторских профессий отмечается повышение значения шумов средних уровней (ниже 80 дБА). Указанные уровни не вызывают потерь слуха, но, как правило, оказывают мешающее, раздражающее и утомляющее действия, которые суммируются с таковым от напряженного труда и при возрастании стажа работы в профессии могут привести к развитию экстраауральных эффектов, проявляющихся в общесоматических нарушениях и заболеваниях. В связи с этим был обоснован биологический эквивалент действия на организм шума и нервно-напряженного труда, равный 10 дБА шума на одну категорию напряженности трудового процесса (Суворов Г.А. и др., 1981). Этот принцип положен в основу действующих санитарных норм по шуму, дифференцированных с учетом напряженности и тяжести трудового процесса.

В настоящее время большое внимание уделяется оценке профессиональных рисков нарушения здоровья работающих, в том числе обусловленных неблагоприятным воздействием производственного шума.

В соответствии со стандартом ИСО 1999.2 «Акустика. Определение профессионального воздействия шума и оценка нарушений слуха, вызванного шумом» можно оценивать риск нарушений слуха в зависимости от экспозиции и прогнозировать вероятность возникновения профзаболеваний. На основе математической модели стандарта ИСО определены риски развития профессиональной тугоухости в процентах с учетом отечественных критериев профессиональной тугоухости (табл. 11.1). В России степень профессиональной тугоухости оценивается по средней величине потерь слуха на трех речевых частотах (0,5-1-2 кГц); величины более 10, 20, 30 дБ соответствуют 1-й, II-й, III-й степени снижения слуха.

Учитывая, что снижение слуха I-й степени с довольно большой вероятностью может развиться и без шумового воздействия в результате возрастных изменений, представляется нецелесообразным использовать I-ую степень снижения слуха для оценки безопасного стажа работы. В связи с этим в таблице представлены вычисленные значения рабочего стажа, в течение которого могут развиться потери слуха II-й и III-й степени в зависимости от уровня шума на рабочих местах. Данные даются для разных вероятностей (в %).

В табл. 11.1 приведены данные для мужчин. У женщин из-за более медленного, чем у мужчин, нарастания возрастных изменений слуха данные слегка отличаются: для стажа более 20 лет у женщин безопасный стаж на 1 год больше, чем у мужчин, а для стажа более 40 лет - на 2 года.

Таблица 11.1. Стаж работы до развития потерь слуха, превышающих критериальные значения, в зависимости от уровня шума на рабочем месте (при 8-часовом воздействии)

Примечание. прочерк означает, что стаж работы составляет более 45 лет.

Вместе с тем следует отметить, что стандарт не учитывает характер трудовой деятельности, как это предусмотрено в санитарных нормах по шуму, где предельно допустимые уровни шума дифференцированы по категориям тяжести и напряженности труда и тем самым охватывают неспецифическое действие шума, что важно для сохранения здоровья и работоспособности лиц операторских профессий.

Профилактика неблагоприятного влияния шума на организм работающих основана на его гигиеническом нормировании, целью которого является обоснование допустимых уровней и комплекса гигиенических требований, обеспечивающих предупреждение функциональных расстройств или заболеваний. В гигиенической практике в качестве критерия нормирования используют предельно допустимые уровни (ПДУ) для рабочих мест, допускающие ухудшение и изменение внешних показателей деятельности (эффективности и производительности) при обязательном возврате к прежней системе гомеостатического регулирования исходного функционального состояния с учетом адаптационных изменений.

Нормирование шума проводится по комплексу показателей с учетом их гигиенической значимости. Действие шума на организм оценивают по обратимым и необратимым, специфическим и неспецифическим реакциям, снижению работоспособности или дискомфорта. Для сохранения здоровья, работоспособности и самочувствия человека оптимальное гигиеническое нормирование должно учитывать вид трудовой деятельности, в частности, физический и нервноэмоциональный компоненты труда.

Воздействие шумового фактора на человека состоит из двух составляющих: нагрузки на орган слуха как систему, воспринимающую звуковую энергию, - ауральный эффект, и воздействие на центральные звенья звукового анализатора как систему приема информации - экстраауральный эффект. Для оценки первой составляющей есть специфический критерий - «утомление органа слуха», выражающийся в смещении порогов восприятия тонов, которое пропорционально величине звукового давления и времени экспозиции. Вторая составляющая получила название неспецифического влияния, которое можно объективно оценить по интегральным физиологическим показателям.

Шум может рассматриваться как фактор, участвующий в эфферентном синтезе. На этой стадии в нервной системе происходит сопоставление всех возможных эфферентных влияний (обстановочных, обратных и поисковых) с тем, чтобы выработать наиболее адекватную ответную реакцию. Действие сильного производственного шума является таким фактором внешней среды, который по своей природе тоже влияет на эфферентную систему, т.е. воздействует на процесс формирования рефлекторной реакции в стадии эфферентного синтеза, но как обстановочный фактор. При этом результат воздействия обстановочного и пускового влияний зависит от их силы.

В случаях установки на деятельность обстановочная информация должна являться элементом стереотипа и, следовательно, не вызывать неблагоприятных изменений в организме. Вместе с тем привыкание к шуму в физиологическом смысле не наблюдается, выраженность утомления и частота неспецифических нарушений нарастают с увеличением стажа работы в условиях шума. Следовательно, механизм действия шума нельзя ограничивать фактором участия его в обстановочной афферентации. В обоих случаях (шум и напряжение) речь идет о нагрузке на функциональные системы высшей нервной деятельности, и, следовательно, генез утомления при таком воздействии будет носить сходный характер.

Критерием нормирования по оптимальному уровню для многих факторов, в том числе для шума, можно рассматривать такое состояние физиологических функций, при котором данный уровень шума не вносит своей доли в их напряжение, и последнее целиком определяется выполняемой работой.

Напряженность труда складывается из элементов, входящих в биологическую систему рефлекторной деятельности. Анализ информации, объем оперативной памяти, эмоциональное напряжение, функциональное напряжение анализаторов - все эти элементы оказываются загруженными в процессе трудовой деятельности, и естественно, что их активная нагрузка вызывает развитие утомления.

Как и в любом случае, ответ на воздействие состоит из компонентов специфического и неспецифического характеров. Какова доля каждого из этих элементов в процессе утомления - вопрос нерешенный. Однако нет никаких сомнений в том, что воздействие шума и напряженности труда нельзя рассматривать одно без учета другого. В связи с этим эффекты, опосредованные через нервную систему (утомление, снижение работоспособности), как для шума, так и для напряженности труда имеют качественное сходство. Производственные и экспериментальные исследования с использованием социально-гигиенических, физиологических и клинических методов и показателей подтвердили указанные теоретические положения. На примере изучения разных профессий была установлена величина физиолого-гигиенического эквивалента шума и напряженности нервно-эмоционального труда, которая находилась в пределах 7-13 дБА, т.е. в среднем 10 дБА на одну категорию напряженности. Следовательно, оценка напряженности трудового процесса оператора является необходимой для полноценной гигиенической оценки шумового фактора на рабочих местах.

Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности представлены в табл. 11.2.

Количественную оценку тяжести и напряженности трудового процесса следует проводить в соответствии с критериями Руководства 2.2.2006-05.

Таблица 11.2. Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах для трудовой деятельности разных категорий тяжести и напряженности, дБА

Примечание.

Поскольку целью дифференцированного нормирования шума является оптимизация условий труда, встречающиеся сочетания напряженного и очень напряженного с тяжелым и очень тяжелым физическим трудом не нормируются исходя из необходимости их ликвидации как недопустимых. Однако для практического использования новых дифференцированных норм как при проектировании предприятий, так и при текущем контроле за уровнями шума на действующих предприятиях серьезной проблемой является приведение в соответствие категорий тяжести и напряженности труда с видами трудовой деятельности и рабочих помещений.

Импульсный шум и его оценка. Понятие импульсного шума не является строго определенным. Так, в действующих санитарных нормах к импульсному шуму относят шумы, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБА, измеренные по характеристикам «импульс» и «медленно», различаются не менее чем на 7 дБ.

Одним из важных факторов, определяющих различие реакций на постоянный и импульсный шумы, является пиковый уровень. В соответствии с концепцией «критического уровня» шумы с уровнями выше определенного, даже очень кратковременные, могут вызывать прямую травматизацию органа слуха, что подтверждается морфологическими данными. Многие авторы указывают разные значения критического уровня: от 100-105 дБА до 145 дБА. Такие уровни шума встречаются на производстве, например, в кузнечных цехах шум от молотов достигает 146 и даже 160 дБА.

По-видимому, опасность импульсного шума определяется не только высокими эквивалентными уровнями, но и дополнительным вкладом временных характеристик, вероятно, за счет травмирующего эффекта высоких пиковых уровней. Исследования распределения уровней импульсного шума показали, что, несмотря на малое суммарное время действия пиков с уровнями выше 110 дБА, их вклад в общую дозу может достигать 50%, и это значение 110 дБА было рекомендовано как дополнительный критерий при оценке непостоянных шумов к ПДУ по действующим санитарным нормам.

Приведенные нормы устанавливают ПДУ для импульсного шума на 5 дБ ниже, чем для постоянных шумов (т.е. вносят поправку минус 5 дБА по эквивалентному уровню), и дополнительно ограничивают максимальный уровень звука 125 дБА «импульс», но не регламентируют пиковые значения. Тем самым действующие нормы ориентируются на громкостные эффекты шума, поскольку характеристика «импульс» с t = 40 мс адекватна верхним отделам звукового анализатора, а не возможному травматическому действию его пиков, являющемуся общепризнанным в настоящее время.

Шумовое воздействие на работающих, как правило, является непостоянным по уровню шума и (или) времени его действия. В связи с этим для оценки непостоянных шумов введено понятие эквивалентного уровня звука. С эквивалентным уровнем связана доза шума, которая отражает количество переданной энергии и поэтому может служить мерой шумовой нагрузки.

Наличие в действующих санитарных нормах шума на рабочих местах, в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилых застроек в качестве нормируемого параметра эквивалентного уровня и отсутствие такового в качестве дозы шума объясняются рядом факторов. Во-первых, отсутствием в стране отечественных дозиметров; во-вторых, при нормировании шума для жилых помещений и для некоторых профессий (работников, у которых орган слуха является рабочим органом) энергетическая концепция требует поправок, вносимых в измерительные приборы, для выражения шума не в уровнях звукового давления, а в величинах субъективной громкости.

Учитывая появление в последние годы нового направления в гигиенической науке по установлению степени профессионального риска от различных факторов производственной среды, в том числе и от шума, следует учитывать в перспективе величину дозы шума с различными категориями риска не столько по специфическому влиянию (слуховому), сколько по неспецифическим проявлениям (нарушениям) со стороны других органов и систем организма.

До настоящего времени влияние шума на человека изучалось изолированно: в частности, промышленного шума - на рабочих различных производств, служащих административно-управленческого аппарата; городского и жилищно-бытового шума - на население различных категорий в условиях проживания. Эти исследования позволяли обосновать нормативы для постоянного и непостоянного, производственного и бытового шумов в различных местах и условиях пребывания человека.

Однако для гигиенической оценки влияния шумов на человека в производственных и внепроизводственных условиях целесообразно учитывать суммарное шумовое воздействие на организм, что возможно на основе концепции суточной дозы шума с учетом видов жизнедеятельности человека (работа, отдых, сон), исходя из возможности кумуляции их эффектов.

Мероприятия по борьбе с шумом могут быть техническими, архитектурно-планировочными, организационными и медико-профилактическими.

Технические средства борьбы с шумом:

Наиболее эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических операций на малошумные или полностью бесшумные. Большое значение имеет снижение шума в источнике. Этого можно добиться усовершенствованием конструкции или схемы установки, производящей шум, изменением режима ее работы, оборудованием источника шума дополнительными звукоизолирующими устройствами или ограждениями, расположенными по возможности ближе к источнику (в пределах его ближнего поля). Одним из наиболее простых технических средств борьбы с шумом на путях передачи является звукоизолирующий кожух, который может закрывать отдельный шумный узел машины (например, коробку передач) или весь агрегат в целом. Кожухи из листового металла с внутренней облицовкой звукопоглощающим материалом могут снижать шум на 20-30 дБ. Увеличение звукоизоляции кожуха достигается за счет нанесения на его поверхность вибродемпфирующей мастики, обеспечивающей снижение уровней вибрации кожуха на резонансных частотах и быстрое затухание звуковых волн.

Для ослабления аэродинамического шума, создаваемого компрессорами, вентиляционными установками, системами пневмотранспорта и др., применяются глушители активного и реактивного типов. Наиболее шумное оборудование размещают в звукоизолирующих камерах. При больших габаритах машин или значительной зоне обслуживания оборудуют специальные кабины для операторов.

Акустическая отделка помещений с шумным оборудованием может обеспечить снижение шума в зоне отраженного звукового поля на 10-12 дБ и в зоне прямого звука до 4-5 дБ в октавных полосах частот. Применение звукопоглощающих облицовок для потолка и стен приводит к изменению спектра шума в сторону более низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно улучшает условия труда.

В многоэтажных промышленных зданиях особенно важна защита помещений от структурного шума (распространяющегося по конструкциям здания). Его источником может быть производственное оборудование, которое имеет жесткую связь с ограждающими конструкциями. Ослабление передачи структурного шума достигается виброизоляцией и вибропоглощением.

Хорошей защитой от ударного шума в зданиях является устройство «плавающих» полов. Архитектурно-планировочные решения во многих случаях предопределяют акустический режим производственных помещений, облегчая или затрудняя решение задач по их акустическому благоустройству.

Шумовой режим производственных помещений обусловлен размерами, формой, плотностью и видами расстановки машин и оборудования, наличием звукопоглощающего фона и т.д. Планировочные мероприятия должны быть направлены на локализацию звука и уменьшение его распространения. Помещения с источниками высокого уровня шума по возможности следует группировать в одной зоне здания, примыкающей к складским и вспомогательным помещениям, и отделять коридорами пли подсобными помещениями.

Учитывая, что с помощью технических средств не всегда удается снижать уровни шума на рабочих местах до нормативных значений, необходимо применять средства индивидуальной защиты органа слуха от шума (антифоны, заглушки). Эффективность средств индивидуальной защиты может быть обеспечена правильным подбором в зависимости от уровней и спектра шума, а также контролем за условиями их эксплуатации.

В комплексе мероприятий по защите человека от неблагоприятного действия шума определенное место занимают медицинские средства профилактики. Важнейшее значение имеет проведение предварительных и периодических медицинских осмотров.

Противопоказаниями к приему на работу, сопровождаемую шумовым воздействием, служат:

Принимая во внимание значение индивидуальной чувствительности организма к шуму, исключительно важным является диспансерное наблюдение за рабочими первого года работы в условиях шума.

Одним из направлений индивидуальной профилактики шумовой патологии является повышение сопротивляемости организма рабочих к неблагоприятному действию шума. С этой целью рабочим шумных профессий рекомендуется ежедневный прием витаминов группы В в количестве 2 мг и витамина С в количестве 50 мг (продолжительность курса 2 недели с перерывом в неделю). Следует также рекомендовать введение регламентированных дополнительных перерывов с учетом уровня шума, его спектра и наличия средств индивидуальной защиты.

Локальная вибрация - один из наиболее распространенных профессиональных факторов. Ее источниками являются ручные машины (или ручные механизированные инструменты), органы управления машинами и оборудованием (рукоятки, рулевые колеса, педали), ручные немеханизированные инструменты и приспособления (например, различные молотки), а также обрабатываемые детали, которые работающие удерживают в руках. Работа с этим оборудованием связана с воздействием на организм человека вибрации, передающейся через руки, ступни ног или другие части тела.

Локальная вибрация классифицируется по следующим признакам:

Ручные машины по виду привода подразделяются на пневматические, электрические и бензиномоторные, а по принципу работы - на машины вращательного действия (шлифовальные, полировальные машины и т.п.), ударного действия с возвратно-поступательным движением ударника (молотки рубильные, чеканные, клепальные и т.п.), ударно-вращательного действия (гайковерты), ударно-поворотного действия (перфораторы и т.п.), давящего действия (ножницы разных типов).

Параметры вибрации могут значительно меняться в зависимости от режима работы, вида обрабатываемого материала, а также от технического состояния инструмента. К вибрирующим принято относить такие источники (объекты), при работе с которыми возникают вибрации, составляющие не менее, чем 20% от ПДУ, что соответствует 108 дБ (4,0*10^-3 м/с) виброскорости или 112 дБ (4,0*10^-1 м/с²) виброускорения.

Уровни вибрации на рукоятках механизированных и немеханизированных инструментов колеблются, в большинстве случаев, в пределах от 112-124 дБ, но могут на некоторых видах инструментов достигать 128-136 дБ (при оценке по корректированному уровню виброскорости), частотный диапазон при этом варьирует от 2 до 2000 Гц.

Нормируемыми параметрами локальной вибрации являются:

Для интегральных параметров - корректированного и корректированного эквивалентного уровней вибраций - установлены следующие предельно допустимые величины: при оценке по виброскорости - 2,0*10^-2 м/с (112 дБ), по виброускорению - 2,0 м/с² (126 дБ).

Предельно допустимые величины установлены для длительности вибрационного воздействия в течение 480 мин (8 ч) рабочей смены. Указанные предельно допустимые значения установлены для непостоянной локальной вибрации. Импульсные вибрации в настоящее время не регламентированы ни в нашей стране, ни за рубежом.

Измерения корректированного виброускорения или виброскорости требуют применения соответствующих полосовых и весовых фильтров. Величина частотной коррекции основывается на том, что вибрация на разных частотах по-разному влияет на изменение физиологических показателей.

Корректированный (по частоте) уровень используют для характеристики виброинструментов по степени их виброопасности. Для оценки вибрационной нагрузки и степени вредности условий труда работающих с виброинструментами измеряют или рассчитывают эквивалентный корректированный уровень вибрации с учетом продолжительности воздействия вибрации в течение рабочей смены. Спектральные характеристики вибрации используют для прогнозирования характера нарушений здоровья и выбора мер профилактики вибрационной болезни.

В отечественной литературе для характеристики вибрации ручных машин принято использовать в основном единицы логарифмических уровней виброскорости (в дБ), в зарубежных работах используются абсолютные единицы виброускорения (в м/с²). Отсутствие единого критерия для оценки локальной вибрации затрудняет сопоставление результатов научных исследований в области вибрационных воздействий.

Измерение и оценка вибрации в соответствии с отечественными санитарными нормами производится раздельно по трем ортогональным направлениям-осям (Х_л, У_л, Zjj), при этом за вибрационную характеристику ручной машины принимается значение контролируемого параметра по оси, на которой регистрируется максимальная величина вибрации, с указанием этой оси.

В международном стандарте ИСО 5349-1(2001) и Директиве Евросоюза 2002/44/ЕС, устанавливающих требования к измерению и оценке вибраций, передающихся на руки, введен новый нормируемый показатель - общая (или полная) величина вибрации, равная векторной сумме (соответствующая корню квадратному из суммы квадратов значений виброускорения, измеренных по трем ортогональным осям), а^_у, для которой установлены следующие критериальные значения для продолжительности воздействия 8 часов за рабочую смену:

Для получения полной вибрации расчетным методом измеренное значение вибрации по оси, где она максимальна, должно быть умножено на коэффициент от 1,0 до 1,7 (рекомендации по выбору коэффициента даны в стандарте ИСО 5349-2, 2001 г.).

Указанные предельные величины основываются на результатах исследований, позволивших установить, что проявления вибрационного синдрома (hand arm vibration syndrome, HAVS или vibration white finger, VWF) развиваются позже у лиц, подвергающихся воздействию вибрации с эквивалентным общим значением виброускорения А(8), составляющим менее 2 м/с², и не регистрируются при значениях А(8) менее 1 м/с². Считается, что повышение уровня вибрации в 2 раза сокращает вдвое безопасный стаж работы, т.е. ускоряет в 2 раза срок развития вибрационной болезни. Однако отсутствие эпидемиологических данных, результатов длительных клинических наблюдений и лабораторных физиолого-гигиенических экспериментальных исследований в целях установления дозо-эффективной взаимосвязи между параметром векторной суммы вибрации и изменением физиологических показателей, делает указанные выше предельные величины не достаточно надежными.

На систему измерения и оценки локальной вибрации по полному виброускорению предполагается перейти и в нашей стране.

Факторы риска. Эффекты воздействия вибрации и вероятность развития вибрационных нарушений зависят от многих производственных и непроизводственных факторов, называемыми «факторами риска», в том числе: характеристик вибрационного воздействия, сопутствующих производственных факторов, индивидуальных факторов. Наиболее значимыми факторами являются:

Основными критериями, по которым можно судить о степени риска воздействия фактора на организм человека, являются:

Сопутствующие факторы усугубляют действие вибрации, ускоряя развитие вибрационных нарушений в 1,1-1,5 раз, к числу наиболее сильных из указанных выше факторов относятся охлаждающий микроклимат, физические усилия, шум и курение.

Гигиеническая характеристика условий труда основных виброопасных профессий. Работающих с ручными машинами (ручными механизированными виброинструментами) принято называть операторами, а профессии, в которых риск развития вибрационной болезни наиболее высок - «виброопасными».

Наиболее «виброопасными» профессиями являются такие, в которых работающие подвергаются воздействию высокоинтенсивной вибрации наиболее агрессивных средне- и высокочастотного диапазонов. Это профессиональные группы обрубщиков литья, наждачников, вальщиков леса, заточников, шлифовщиков. У работающих этих профессий латентный период развития вибрационной болезни минимальный (составляет в среднем 8-12 лет), а частота случаев наибольшая и может достигать 30% (по данным целевых клинических осмотров). Следует отметить, что показатели распространенности и латентный период вибрационной болезни в одних и тех же профессиональных группах работающих могут существенно отличаться при анализе различных источников информации о заболеваемости - данных периодических медицинских осмотров, проведенных медсанчастями промышленных предприятий (профцентрами), или данных целевых клинических осмотров профпатологических клиник.

До настоящего времени не существует единого мнения относительно степени вредности импульсных вибраций, генерируемых немеханизированным ручным инструментом - рихтовочными молотками, киянками и т.п. относительно степени вредности импульсных вибрационных воздействий. Значительная часть авторов относит их к числу наиболее вредных. Однако более продолжительный латентный период вибрационной болезни в группах работающих, подвергающихся воздействию импульсных и непостоянных вибраций одних и тех же уровней, свидетельствует о том, что этот вопрос еще не до конца решен. В табл. 14.1 представлены средние значения латентного периода развития вибрационной болезни в сопоставлении с усредненными уровнями вибрации для основных виброопасных профессий.

Общей гигиенической характеристикой условий труда наиболее виброопасных профессиональных групп является воздействие высокоинтенсивной вибрации с уровнями виброскорости 124 дБ и более, частотный диапазон которой находится в переделах 63-250 Гц и выше (средне- и высокочастотная вибрации); эти работы характеризуются значительной физической тяжестью (обусловленной весом инструментов) и проводятся, зачастую, в условиях общего и локального охлаждений. Эти факторы в совокупности обуславливают развитие в короткие сроки наиболее характерного синдрома вибрационной болезни - «белых пальцев». Более поздние сроки развития вибрационной болезни в некоторых профессиональных группах (например, среди формовщиков) при значительных уровнях вибрации инструментов обусловлены низкочастотным спектром вибрации, вызывающим в основном изменения со стороны нервномышечного и костно-суставного аппаратов, а также отсутствием значительных физических усилий и охлаждения.

Таблица 14.1. Сроки развития вибрационной болезни в виброопасных профессиях

Физиологические механизмы действия вибрации. Восприятие человеком вибрации - сложные физиологический и психологический процессы, в осуществлении которых участвуют анализаторы соматической чувствительности: кожный, проприоцептивный, интероцептивный, вестибулярный. В кожном анализаторе преобразование механической энергии в нервный процесс происходит в механорецепторах, также участвуют рецепторы сухожилий, фасций и суставов.

В основном, это инкапсулированные рецепторы, относящиеся к первично чувствующим, т.е. таким, у которых воспринимающий внешнее воздействие субстрат заложен в самом сенсорном нейроне. К ним относятся такие рецепторные образования, как тельца Мейснера, тельца Пачини, волосяные фолликулы. Порог ощущения вибрации лежит примерно на уровне 70 дБ по виброскорости, т.е. гораздо выше слухового порога. Значительно уже и пределы реагирования кожного анализатора при восприятии механических колебаний. Интервал между пороговой величиной и величиной стимула, вызывающего болевое ощущение, составляет для кожного анализатора около 70 дБ. Экспериментальные психо- и нейрофизиологические исследования свидетельствуют о наличии, по крайней мере, двух самостоятельных систем восприятия вибрации: поверхностной, низкочастотной, обеспечивающей восприятие и передачи вибрации с частотой от 0,5 до 40 Гц, и глубокой, высокочастотной, активирующейся в диапазоне частот от 50 до 500 Гц. При этом тельца Мейснера чувствительны к низкочастотным вибрациям, а волокна второй системы идут от глубоких тканей руки, иннервируя, предположительно, тельца Пачини. Проприоцептивная система тесно связана с вестибулярным анализатором.

При низких частотах (до 10 Гц) колебания, независимо от места их возбуждения, распространяются с весьма малым затуханием, вовлекая в колебательное движение все туловище, включая голову. С увеличением мышечного напряжения руки проводимость вибраций возрастает на всех исследуемых частотах колебаний, достигая наибольшей величины для частот 30-60 Гц, соответствующих диапазону частот собственных колебаний руки.

Особенности механических свойств тела человека и функционирования сенсорных систем обусловливают неодинаковую чувствительность человека к вибрациям различных частот. У рабочих, длительное время использующих ручные машины, наблюдаются разнообразные изменения в мышцах плечевого пояса, рук, кистей. Под влиянием вибрации изменяются электровозбудимость и лабильность нервно-мышечного аппарата, причем эти сдвиги нередко возникают рано, предшествуют другим субъективным и объективным изменениям и отличаются значительной стойкостью даже после прекращения контакта с вибрацией.

Действие вибрации на организм вызывает различные изменения в деятельности центральной и периферической нервной систем. Особенно чувствительными к действию вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов, а также отделы периферической нервной системы, связанные с вибрационной и тактильной чувствительностями. При воздействии вибрации снижаются все виды кожной чувствительности, ухудшается скорость проведения импульса по нерву, развиваются парестезии.

Направленность сосудистых нарушений определяется, в первую очередь, частотными характеристиками вибрации. Установлено, что способность капилляров к спазму проявляется при воздействии вибрации свыше 35 Гц, при этом диапазон частот 35-250 Гц является наиболее опасным в отношении развития спазма сосудов. При воздействии вибраций низких частот (ниже 35 Гц) наблюдается преимущественно картина атонии капилляров или спастико-атоническое их состояние. Нарушения периферической гемодинамики при действии локальной вибрации зависят от места ее преимущественного приложения. Длительное воздействие низкочастотной вибрации обусловливает в основном развитие ангиодистонического синдрома и костно-мышечных нарушений, а высокочастотной вибрации - вызывает преимущественно ангиоспазм и вегетосенсорные полиневропатии. Особенности действия вибраций разных спектральных составов обусловливают дифференцированный подход к назначению мер профилактики.

Изучение восприятия вибраций на уровне целостного организма проводится в основном с помощью психофизиологических методов. Для оценки воздействия локальной вибрации на организм человека используется комплекс методов, включающий оценку состояния нервно-мышечного аппарата и периферической гемодинамики, а также слуховой чувствительности. Наиболее информативными методами являются паллестезиометрия (измерение вибрационной чувствительности) на частотах 63, 125 и 250 Гц, алгезиметрия (измерение болевой чувствительности), термометрия кожных покровов кистей рук с холодовой пробой, реовазография сосудов кистей рук, определение статической силы и выносливости мышц кистей рук. Изменение показателей вибрационной и болевой чувствительностей выявляется у 80-95% работающих в контакте с высокочастотной вибрацией.

Ведущее место по показателям заболеваемости вибрационной болезнью занимают угольная промышленность, цветная металлургия и машиностроение. Доля вибрационной болезни в общей структуре профессиональных заболеваний в этих отраслях составляет 15-19%. Наиболее высокие показатели заболеваемости в расчете на 100 000 работающих регистрируется среди обрубщиков - 5,4 случая вибрационной болезни; бурильщиков - 5,9; вальщиков леса - 4,0; заточников - 3,9; формовщиков - 1,0. Эти же профессиональные группы, являющиеся наиболее массовыми, вносят основной вклад в профессиональную структуру вибрационной болезни, в которой наибольший удельный вес имеют профессиональные группы обрубщиков - до 64%, формовщиков - до 11%, наждачников - до 11% и пр. В некоторых профессиональных группах женщины составляют большинство заболевших вибрационной болезнью: среди заточников их 76%, среди стерженщиков - 57%, среди наждачников - 47%, среди шлифовщиков - 36%.

Дозо-эффективные зависимости воздействия локальной вибрации. Для оценки вероятности развития вибрационных нарушений у работающих от воздействия локальной вибрации в международном стандарте ИСО 5349-1(2001) предложена модель прогноза вибрационных нарушений.

Предлагаемая в стандарте 5349-1(2001) модель дозо-эффективной зависимости основывается на результатах исследований рабочих, которые подвергались в процессе своей профессиональной деятельности, воздействию вибрации с уровнями до 30 м/с² (приведенной к 8-часовому воздействию), в течение различного стажа работы - (до 25 лет). В разработке использовались данные о круглогодовых рабочих, которые ежедневно работали одним и тем же инструментом в течение всего периода работы. За критерий наличия вибрационных нарушений принималось появление симптома побеления пальцев рук, являющегося результатом периферических сосудистых расстройств. Этот критерий принят за основу, поскольку он лучше других изучен, может быть легко количественно оценен, наиболее просто поддается выявлению и является достаточно специфичным. Считается, что он является также и наиболее ранним признаком воздействия вибрации.

В соответствии с установленной зависимостью, воздействие вибрации с уровнем, близким к предложенному в данном стандарте в качестве предельного (4 м/с²), приведет к появлению симптома побеления пальцев у 10% работающих через 8 лет, а при воздействии вибрации с уровнем 26 м/с² - через 1 год.

Указанная зависимость не позволяет предсказать риск появления синдрома белых пальцев, обусловленного вибрацией, для какого-либо конкретного рабочего, а может быть использована для определения критерия вибрационного воздействия, предназначенного в качестве ориентира для решения вопроса о принятии мер по уменьшению опасности причинения вреда здоровью вследствие действия локальной вибрации для профессиональных групп.

Модель прогноза развития вибрационных нарушений, разработанная ГУ НИИ медицины труда РАМН, основана на результатах статистической обработки данных заболеваемости вибрационной болезнью I степени среди рабочих машиностроительных предприятий, расположенных в среднем климатическом поясе России.

Установленная зависимость выражена в виде формулы:

ln T= -20 ln L + C_p,

где:

Т - латентный период развития ВБ, годы;
L - эквивалентный корректированный уровень виброскорости, дБ;
С_р - коэффициент, зависящий от частоты (или вероятности р) развития ВБ.

В соответствии с установленной зависимостью, первые достоверные значения вероятности появления вибрационных нарушений (более 10%) устанавливаются для работ, связанных с воздействием вибрации с эквивалентным уровнем виброскорости 115 дБ в течение 20 лет. Увеличение риска вибрационных нарушений со стажем при воздействии вибрации невысоких уровней происходит медленными темпами. При увеличении уровня вибрации вероятность заболевания быстро нарастает, составляя 12% при воздействии вибрации с уровнем 124 дБ в группе со стажем работы 5 лет и 46% - в группе со стажем 25 лет. Воздействие вибрации с эквивалентным корректированным уровнем 112 дБ (на уровне ПДУ) не приводит к развитию заболевания на протяжении 32-х лет работы с виброопасным инструментом у 90% работающих, в то время как максимально допустимый уровень (124 дБ) будет безопасным для того же процента работающих лишь в течение 4-х лет.

Сопоставление результатов прогноза по стандарту ИСО 5349- 1(2001) и по отечественным данным показало, что различия в вероятности развития нарушений составляют от 10 до 35 раз. Это объясняется использованием различных критериев оценки вибрационных нарушений и методических подходов к проведению исследований. В нашей стране диагноз вибрационной болезни устанавливается на основании комплекса субъективных и объективных признаков - жалоб работающего, показателей вибрационной и болевой чувствительностей, температуры кожи пальцев рук, данных реовазографии и капилляроскопии сосудов кистей рук, результатов холодовой пробы. Изменение одного из показателей не является достаточным для установления диагноза. В стандарте ИСО 5349-1(2001) использованы эпидемиологические данные распространенности только одного признака вибрационных нарушений - симптома побеления пальцев рук, причем только в двух наиболее виброопасных профессиях - вальщиков леса и бурильщиков. Этот контингент работающих подвергается одновременно с вибрацией воздействию холода, способствующего ускоренному развитию вибрационных нарушений. При таком методе сбора данных возможна гипердиагностика нарушений.

Концепция профессионального риска дает возможность учитывать не только производственные, но и индивидуальные факторы риска. Это позволяет в ближайшем будущем перейти к оценке индивидуального риска и расчету критического стажа работы для каждого рабочего с учетом характеристик условий его труда и индивидуальных факторов риска. Принципом комплексной оценки индивидуального риска является количественный учет всех влияющих факторов риска (производственных и индивидуальных) с помощью перемножения парциальных весовых коэффициентов рисков, используя в качестве основы базовый риск, рассчитанный по выбранной модели прогнозирования вибрационной болезни.

Меры профилактики неблагоприятного воздействия вибрации и сопутствующих факторов при работе с виброинструментами включают технические, организационно-технические, административные и медико-профилактические мероприятия.

Технические (конструктивные) меры снижения вибрации, шума, физической нагрузки и других факторов включают максимальное снижение массы инструмента в целях снижения физической тяжести работ (использование поликомпозиционных легких материалов, магниевых сплавов), что снижает риск вибрационных нарушений. При возможности должен быть предусмотрен подогрев рукояток. Рукоятки виброинструментов должны иметь виброизолирующее покрытие с коэффициентом теплопередачи не более 510 Вт/(м²-К), или должны быть целиком изготовлены из материала с коэффициентом теплопроводности не более 0,5 Вт/(м*К). Конструкция виброинструментов должна исключать возможность обдува рук работников выхлопом сжатого воздуха или отработавшими газами и попадания их в зону дыхания.

Организационно-технические мероприятия включают:

Административные меры снижения риска развития профессиональных заболеваний при работах виброопасными инструментами подразумевают выполнение работодателями своих обязанностей по отношению к работникам виброопасных профессий (допуск к работе только исправных и отрегулированных инструментов с виброзащитой, с облицованными теплоизоляционными материалами рукоятками и т.п.; проведение периодического контроля за уровнями вибрации, шума и др.; разработка режимов труда; обеспечение работников эффективными средствами индивидуальной и коллективной защиты, санитарно-бытовыми помещениями, профилактическим питанием и др.; обучение работников правильным способам работы с виброинструментами, уменьшающим риск развития вибрационной болезни; обеспечение прохождения работниками регулярных медицинских обследований и т.д.).

Медико-профилактические мероприятия включают: проведение предварительных и периодических медицинских осмотров; физиотерапевтические меры; витаминопрофилактику; санаторно-курортное лечение и др.

Общая вибрация классифицируется по следующим признакам: По источнику возникновения вибраций выделяются:

К источникам технологической вибрации относят: станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы, оборудование для бурения скважин, буровые станки, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна (в том числе сушилки), оборудование промышленности стройматериалов (кроме бетоноукладчиков), установки химической и нефтехимической промышленности и др.

Общая вибрация категории 3 по месту нахождения подразделяется на:

а) технологическую вибрацию на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

б) технологическую вибрацию на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещениях, где нет машин, генерирующих вибрацию;

в) технологическую вибрацию на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещений, рабочих комнат и других помещениях для работников умственного труда.

По направлению действия общую вибрацию подразделяют на действующую вдоль осей ортогональной системы координат Х_о, У_о, Z_j,, где Х_о (от спины к груди) и У_о (от правого плеча к левому) - горизонтальные оси, направленные параллельно опорным поверхностям, а - вертикальная ось, перпендикулярная опорным поверхностям тела в местах его контакта с сидением, полом и т.п.

По характеру спектра общую вибрацию подразделяют на низкочастотную общую вибрацию (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 1-4 Гц), среднечастотную вибрацию (8-16 Гц) и высокочастотную вибрацию (31,5 и 63 Гц).

По временным характеристикам общие вибрации разделяют на постоянные вибрации, для которых величина виброскорости или виброускорения изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения; непостоянные вибрации (колеблющиеся, переменные, импульсные), для которых величина виброскорости или виброускорения изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с.

Вибрация рабочих мест операторов транспортных средств и самоходной техники носит преимущественно низкочастотный характер с высокими уровнями интенсивности (до 132 дБ) и зависит от скорости передвижения, типа сидения и амортизирующей системы, степени изношенности машины и покрытия дорог, выполняемого технологического процесса. Анализ вибрационного воздействия показывает, что на операторов машин обычно воздействует переменная по уровням и спектрам вибрация, включающая микро- и макропаузы. Операторы имеют возможность в известных пределах регулирования вибрационной экспозиции.

Технологическое оборудование, как правило, вибрирует постоянно, монотонно, в течение всего рабочего дня, при этом вибрация рабочих мест имеет средне- и высокочастотный характер с максимумом интенсивности в октавах 20-63 Гц. Максимальная энергия по колебательной скорости для самоходных машин наблюдается в октавах 1-8 Гц, для полустационарных (транспортно-технологических) машин - в октавах 4-63 Гц.

Для транспортных вибраций наибольшая интенсивность отмечается в вертикальном направлении, для транспортно-технологических и технологических - в горизонтальном направлении. Уровни транспортных вибраций значительно выше, чем технологических, однако суммарное время контакта с вибрацией почти в 2 раза меньше.

Из факторов производственной среды, усугубляющих вредное воздействие вибраций на организм, следует отметить: чрезмерные мышечные нагрузки, шум высокой интенсивности, неблагоприятные микроклиматические условия.

Биологическое действие. Вибрация относится к факторам, обладающим значительной биологической активностью. Характер, глубина и направленность функциональных сдвигов со стороны различных систем организма определяются уровнем, спектральным составом и продолжительностью воздействия вибрации. В субъективном восприятии вибрации и объективных физиологических реакциях важная роль принадлежит биомеханическим свойствам тела человека - сложной колебательной системы. Важнейшей из биодинамических характеристик тела человека является входной механический импеданс, характеризующий величину сопротивления тела колебаниям.

Измерение импеданса в позе сидя и стоя при вертикальной вибрации показало, что при частоте менее 2 Гц тело отвечает на вибрацию как жесткая масса. На более высоких частотах тело реагирует как колебательная система с одной или несколькими степенями свободы, что проявляется в резонансном усилении колебаний на отдельных частотах.

Степень распространения колебаний по телу зависит от их частоты, амплитуды, площади участков тела, соприкасающихся с вибрирующим объектом, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явления резонанса и других условий.

При изучении биологического действия вибрации принимается во внимание характер ее распространения по телу человека, которое рассматривается как сочетание масс с упругими элементами. В одном случае это все туловище с нижней частью позвоночника и тазом (стоящий человек), в другом случае - верхняя часть туловища в сочетании с верхней частью позвоночника, нагибающийся вперед (сидящий человек).

Для стоящего на вибрирующей поверхности человека имеются два резонансных пика на частотах 5-12 Гц и 17-25 Гц, для сидящего - на частотах 4-6 Гц. Для головы резонансные частоты лежат в области 20-30 Гц. В этом диапазоне частот амплитуда колебаний головы может превышать амплитуду колебаний плеч в три раза. Для лежащего человека область резонансных частот находится в интервале 3-3,5 Гц. Одной из наиболее важных колебательных систем является совокупность грудной клетки и брюшной полости. В положении стоя колебания внутренних органов этих полостей обнаруживают резонанс на частотах 3,0-3,5 Гц; максимальная амплитуда колебаний брюшной стенки наблюдается на частотах от 7 до 8 Гц, передней стенки грудной клетки - от 7 до 11 Гц.

Независимо от места возбуждения колебания затухают при распространении по телу тем больше, чем выше их частота, причем величина затухания не зависит от уровня интенсивности колебаний в зоне возбуждения.

Согласно современным представлениям, физиологические эффекты вибрационного воздействия на человека определяются деформацией или смещением органов и тканей, что нарушает их нормальное функционирование и приводит к раздражению многочисленных механорецепторов, которые воспринимают вибрацию. Все это отражается на физиологических и психических реакциях организма человека.

Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Характер, глубина и направленность физиологических и патологических сдвигов в различных системах организма определяется уровнями, частотными характеристиками вибрации, а также физиологическими свойствами тела человека. В генезе этих реакций важную роль играют анализаторы - вестибулярный, двигательный, зрительный и др. Вестибулярный анализатор является преобразователем энергии линейных и угловых перемещений тела в сигналы о его положении и движениях.

Под действием вибрации может наблюдаться раздражение не только отолитового аппарата, но и нервных окончаний полукружных каналов. Возникающие под влиянием вибрации низких частот сдвиги в функциональном состоянии вестибулярного анализатора рассматриваются как состояние укачивания - болезнь движения, проявляющаяся в следующих основных клинических формах: нервной, сердечно-сосудистой, желудочно-кишечной и смешанной. Болезнь движения является важнейшей гигиенической проблемой в условиях труда работников различных видов транспорта - железнодорожного, морского, авиационного, самоходных транспортных средств.

Вестибулярный анализатор при взаимодействии с двигательным, зрительным и др. участвует в формировании позы и пространственной ориентации человека. Двигательная система анатомически и функционально связана с вестибулярным и зрительным анализаторами. Поэтому оптовестибулоспинальную систему рассматривают как функциональный комплекс, обеспечивающий регуляцию позы и организацию движений, что играет немаловажную роль при вибрационном воздействии.

Двигательная система - главный объект воздействия вибрации и в зависимости от ее частоты проявляется качественно разными эффектами. На низких частотах (до 1-2 Гц), когда время латентной мышечной системы меньше периода колебаний, она еще способна достаточно эффективно компенсировать вибрационные возмущения. Поэтому преобладающими эффектами являются реакции оптовестибулоспинальной системы, проявляющиеся, в частности, в симптомокомплексе укачивания.

На более высоких частотах (свыше 2 Гц) механизм противодействия не успевает срабатывать, поэтому мышечная система находится постоянно в состоянии напряжения в связи с нарушением взаимоотношений афферентной и эфферентной импульсаций. На низких частотах регуляция сводится в конечном счете к общей или региональной мышечной работе. В случае воздействия вибрации с частотами выше 2 Гц (особенно в резонансном для тела человека диапазоне 4-8 Гц) напряжение скелетно-мышечной системы, как проявление компенсаторного механизма противодействия вибрационным перемещениям, способствует тем не менее распространению вибрации по телу человека. В результате оба этих механизма не только вызывают повышение утомления мышечной системы, но и создают условия для микротравматизации опорно-двигательного аппарата.

Оценка напряжения мышц верхних конечностей, спины, затылка при воздействии вибрации (низкочастотной - 4-8 Гц) свидетельствует о том, что двигательная система активно участвует в колебаниях и одновременно, используя механизмы центральной и периферической коррекции, формирует противодействие вибрации. Поэтому при обеспечении статической (поддержание позы) и динамической (управление рычагами и педалями) регуляций нервно-мышечный аппарат испытывает двойную нагрузку. Противодействие вибрационным перемещениям при необходимости выполнения требуемых движений в системе оператор-машина сопряжено со значительными энергозатратами и может привести к утомлению.

Низкочастотная общая вибрация, особенно резонансного диапазона, вызывает длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменение моторики гладкой мускулатуры желудка и кишечника, может приводить к болевым ощущениям в области поясницы, возникновению и прогрессированию дегенеративных изменений позвоночника, заболеваний хроническим пояснично-крестцовым радикулитом, которые чаще регистрируются у трактористов, рабочих, занятых в производстве сборного железобетона, у водителей автомобилей. При воздействии низкочастотной вибрации снижается острота зрения, нарушается цветоощущение, сужаются границы поля зрения, уменьшается устойчивость ясного видения, снижается функциональная подвижность, происходит расстройство фиксации предметов глазами, нарушается четкость восприятия объектов, затрудняется чтение приборной информации.

Отмечена зависимость снижения остроты зрения от параметров воздействующей вибрации: ухудшение обнаруживается на резонансной частоте тела, а также на частотах 20-40 Гц и 6-90 Гц. В основе понижения остроты зрения лежит изменение колебательных движений глазного яблока, что ведет к нарушению точной фиксации объекта и смещению изображения на сетчатке.

Вибрация может прямым путем мешать выполнению рабочих операций или косвенно влиять на работоспособность за счет снижения уровня функционального состояния человека. Вибрацию рассматривают как сильный стресс-фактор, оказывающий отрицательное влияние на психомоторную работоспособность, эмоциональную сферу и умственную деятельность человека и повышающий вероятность возникновения несчастных случаев.

Низкочастотная общая вибрация вызывает нарушение координации движений, причем наиболее выраженные изменения отмечаются при частотах 4-11 Гц.

Общая вибрация оказывает воздействие на функцию дыхания. Изменения дыхания наблюдаются при воздействии вибрации с частотой 4-5 Гц; как правило, их связывают с явлениями резонанса торакоабдоминальной области и раздражением интерорецепторов диафрагмы.

Обобщенная клинико-физиологическая картина действия общей вибрации позволяет высказать гипотезу о механизме прямого микротравмирующего действия вибрации на опорно-двигательный аппарат, вестибулообусловленные и экстравестибулярные реакции. Частота и степень выраженности нарушений зависят от физических характеристик вибрации, эргономических параметров рабочего места и медико-биологических параметров человека-оператора.

Механизм формирования вибрационных нарушений от воздействия общей вибрации является сложным процессом, состоящим из трех основных взаимосвязанных этапов.

Первый этап - рецепторные изменения, характеризующиеся дисфункцией вестибулярного аппарата, и связанные с ними функциональные нарушения вестибулосоматических, вестибуловегетативных и вестибулосенсорных реакций.

Второй этап - дегенеративно-дистрофические нарушения позвоночника (остеохондроз), возникающие при наличии экзогенных и эндогенных факторов, и связанные с ними явления декомпепсации трофической системы.

Третий этап - потеря адаптационных способностей органами равновесия и связанные с этим нарушения функционального состояния оптовестибулоспинального комплекса вследствие патологической вестибулоафферентации.

Установлено, что при воздействии общей вибрации важное значение, наряду с нервно-рефлекторными нарушениями, имеют повышение венозного сопротивления и изменение венозного оттока, приводящие к венозному полнокровию, увеличение фильтрации жидкости и снижению питания тканей с развитием в дальнейшем периферического ангиодистонического синдрома. Низкочастотная вибрация ведет к изменению морфологического состава крови: эритроцитопении, лейкоцитозу; имеет место снижение уровня гемоглобина.

Отмечено влияние общей вибрации на обменные процессы (изменение углеводного обмена) и биохимические показатели крови (нарушения белкового и ферментативного, а также витаминного и холестеринового обменов). Наблюдаются нарушения окислительновосстановительных процессов (снижение активности цитохромоксидазы, креатинкиназы, повышение концентрации молочной кислоты крови), изменения показателей азотистого обмена, снижение альбумин-глобулинового коэффициента, изменения активности коагулирующих и антисвертывающих факторов крови. Выявлено изменение минералкортикоидной функции: понижение концентрации ионов натрия в крови, повышение экскреции солей натрия и снижение солей калия.

Имеет место нарушение деятельности эндокринной системы: нарушается нейрогуморальная и гормональная регуляции функций, проявляющиеся в изменениях показателей гистамин-серотонина, содержания гидрокортизона, 17-оксикортикостероидов, катехоламинов. Общая вибрация оказывает также отрицательное влияние на женскую половую сферу, что выражается в расстройствах менструального цикла, альгодисменорее и меноррагии; у мужчин нередко наблюдается импотенция - эти нарушения наиболее характерны для операторов транспортных и транспортно-технологических средств, подвергающихся действию толчкообразной вибрации.

При всех видах вибрационной болезни нередко наблюдаются изменения со стороны центральной нервной системы в виде вегето-сосудистой дисфункции на неврастеническом фоне, которые могут быть связаны с комбинированным действием вибрации и интенсивного шума, постоянно сопутствующего вибрационным процессам. По той же причине у работников виброопасных профессий с большим стажем возникают невриты слуховых нервов, при выраженных стадиях заболевания наблюдается понижение слуха не только на высокие, но и на низкие тоны.

Профилактика. Комплекс профилактических мероприятий включает: гигиеническое нормирование, организационно-технические и лечебно-профилактические меры.

Основным законодательным документом, регламентирующим параметры производственных вибраций, являются санитарные нормы «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». Санитарные нормы устанавливают классификацию вибрации, методы гигиенической оценки вибрации, нормируемые параметры и их допустимые величины.

Имеется ряд нормативных документов, регламентирующих гигиенические параметры вибрации машин и оборудования в виде ГОСТов, многие из которых относятся к стандартам системы безопасности труда (ССБТ). В настоящее время активно ведется работа по гармонизации санитарных норм и ГОСТов с международными стандартами (ИСО 2631-1:1997 «Вибрация и удар. Оценка воздействия общей вибрации на человека. Часть 1: Общие требования», EN 14253:2003 «Вибрация. Измерение и оценка воздействия общей вибрации на человека на рабочем месте. Практическое руководство»; МЭК, др.).

Наиболее действенными средствами защиты человека от вибрации являются: устранение непосредственного контакта с вибрирующим оборудованием путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, механизации и автоматизации процессов, замены технологических операций; снижение интенсивности вибрации непосредственно в источнике (за счет конструктивных усовершенствований); применение упругодемпфирующих материалов и устройств, размещенных между источником вибрации и человеком-оператором. Например, защита операторов транспортных и транспортно-технологических средств может быть достигнута за счет совершенствования амортизации рабочего места - кресла.

В комплексе мероприятий по снижению неблагоприятного действия вибрации на организм человека важная роль отводится режимам труда и отдыха. Согласно режимам труда суммарное время контакта с вибрацией в течение смены должно быть ограничено в соответствии с величиной превышения нормативного уровня. Кроме того, рекомендуется устанавливать два регламентированных перерыва для активного отдыха, проведения физиотерапевтических процедур и т.д.; обеденный перерыв должен быть продолжительностью не менее 40 мин.

К мерам организационного характера, направленным на сокращение времени контакта с вибрационным оборудованием, относится создание комплексных бригад со взаимозаменяемостью профессий.

В целях профилактики неблагоприятного воздействия общей вибрации работающие должны использовать средства индивидуальной защиты: антивибрационные рукавицы или перчатки, коврики, обувь, подметки.

Среди лечебно-профилактических мероприятий важное место отводится ранней диагностике заболеваний и активной дифференцированной диспансеризации работающих виброопасных профессий. Диспансеризация предусматривает предупреждение возникновения (первичная профилактика), прогрессирования (вторичная профилактика) вибрационной болезни, а также заболеваний непрофессионального характера.

К медико-биологическим и общеоздоровительным мероприятиям профилактики вибрационной патологии относятся: производственная гимнастика; УФ-облучение; витаминопрофилактика и другие мероприятия общеукрепляющего характера, например, комната психологической разгрузки, кислородный коктейль и др.

Гигиеническое нормирование вибрации базируется на критериях здоровья и работоспособности с оценкой влияния фактора на целостный организм в процессе трудовой деятельности с учетом ее напряженности и тяжести. Основные направления исследований для усовершенствования гигиенического нормирования вибраций включают: