МИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра Безопасности жизнедеятельности
РЕФЕРАТ
по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Тема: Опасность и вред, связанные с воздействием вибраций на
организм человека
Студент гр. 9501
Данильчук Т.А.
Преподаватель
Трусов А.О.
Санкт-Петербург
2023
ЗАДАНИЕ
НА РЕФЕРАТ
Студент Данильчук Т.А.
Группа 9501
Тема реферата: Опасность и вред, связанные с воздействием вибраций на
организм человека
Исходные данные:
Реферат отражает актуальную информацию по теме.
Предполагаемый объем реферата:
Не менее 7 страниц
Дата выдачи задания: 12.02.2023
Дата сдачи реферата: 09.03.2023
Дата защиты реферата: 09.03.2023
Студент
Данильчук Т.А.
Преподаватель
Трусов А.О.
2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
4
1.
Сферы, встречающиеся с вибрационным воздействием
6
2.
Классификация вибраций
7
3.
Характеристика основных параметров вибрации
9
4.
Биологические последствия воздействия вибрацией
10
5.
Нормативы
13
Заключение
14
Список использованных источников
15
3
ВВЕДЕНИЕ
Вибрация не относится к числу наиболее распространенных факторов
профессиональной вредности. В 2000 г. в промышленности, строительстве,
транспорте и связи на производствах с повышенным уровнем вибрации
работали 445 тыс. чел., что в 5 раз меньше, чем количество работающих на
производствах с повышенным уровнем запыленности и в 4,6 раза — при
повышенных уровнях шума. Вместе с тем, по уровню профессиональной
заболеваемости виброопасные профессии занимают одно из первых мест.
Так среди вредных факторов работы у больных профессиональными
заболеваниями
работников предприятий
и
организаций
Госкорпорации
«Росатом» в 2016 г. и работников ПАО «ППГХО» за 2011-2016 гг. первое место
занимали вибрационные факторы [1].
Вибрация наносит большой вред здоровью человека – от переутомления
организма и незначительных изменений функций организма к сотрясению
мозга, разрыва тканей, нарушения сердечной деятельности и нервной системы,
деформации
мышц
и
костей,
нарушения
чувствительности
кожи
и
кровообращения и тому подобное.
С
другой
стороны
вибрационные
воздействия
повсеместно
используются в медицине. В прошлом с помощью колокольного звона
подавляли возбудителей болезней. В неявном виде вибрацией поддавались,
используя езду на телеге или лошади. Впервые действие специального
лечебного виброустройства отмечено Вольтером (XVIII в.) в его письме: «Я
залез в трясучку аббата де Сен-Пьера и теперь чувствую себя лучше». Одной
из форм вибрации может быть массаж. Массаж для сильно утомленного
человека освобождает его от напряжения и одновременно, благодаря
ускорению кровотока в мышцах, приводит к быстрому удалению из
организма продуктов распада. В настоящее время вибрация используется в
виде точечных массажей, разного рода вибраторах и массажерах.
4
В настоящее время вибрация используется в виде точечных массажей,
разного рода вибраторах и массажерах, но они могут таить и опасность.
Описано успешное применение механических колебаний в акушерстве и
гинекологии:
при
гипотонических
кровотечениях,
гиполактии,
невынашивании, нарушении овариально-менструальной функции. Показано,
что вибрационный массаж может нормализовать корково-подкорковые
отношения, улучшить функциональное состояние эндокринной системы,
повышать лабильность нервных центров [2].
Задачей данной работы является рассмотрение физиологическую сторону
вибрационных процессов и нормативные характеристики допустимых значений
вибрации,
чтобы
предотвратить
возникновение
заболеваний
во
время
производственных работ, а также во время физиотерапевтического воздействия.
5
1 СФЕРЫ, ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ С ВИБРАЦИОННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ
Вибрацией называются малые механические колебания, возникающие в
упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного
физического поля. Если нет постоянного энергетического побудителя, то эти
колебания быстро гаснут. Но в производственных условиях этот побудитель
(электроэнергия,
трансмиссия
и
др.)
постоянно
присутствует
и,
следовательно, вибрация генерируется постоянно.
Вибрация
как
фактор
металлообрабатывающей,
машиностроительной,
производственной
среды
горнодобывающей,
строительной,
авиа-
встречается
в
металлургической,
и
судостроительной
промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и других отраслях
народного хозяйства.
Вибрационные
процессы
являются
действующим
началом
при
уплотнении, формовании, прессовании, вибрационной интенсификации,
механической обработке материалов, вибрационном бурении, рыхлении и
резании горных пород и грунтов, вибротранспортировке и т.п. Вибрацией
сопровождается работа передвижных и стационарных механизмов и
агрегатов,
в основу действия которых положено вращательное или
возвратно-поступательное движение.
В медицине вибрации используются как в специализированных
устройствах, так и в комбинированных методиках. К специализированным
устройствам относится велосипед Гоффа, вибрационный стул, а также
магнитно-вибрационные кушетки и платформы, ручные массажеры и
гидромассажеры
термовибромассаж
[3].
Комбинированные
[4],
методики
комбинирование
включают
точечного
в
себя
вибромассажа,
совмещенного с лечебной гимнастикой, вибрационное вытяжение и другие
методики воздействия вибрацией на человека.
6
2 КЛАССИФИКАЦИЯ ВИБРАЦИЙ
По способу передачи механических колебаний на человека различают:

общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на
тело сидящего или стоящего человека;

локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.
По источнику возникновения вибраций различают:

локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного
механизированного инструмента, органов ручного управления машинами и
оборудованием;

локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного
немеханизированного инструмента (например, рихтовочных молотков) или
самих обрабатываемых деталей;

общую вибрацию 1-й категории – транспортную вибрацию,
воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и прицепных
машин, транспортных машин при движении по местности (тракторы
сельскохозяйственные и промышленные, самоходные сельскохозяйственные
машины, автомобили грузовые, снегоочистители и др.);

общую вибрацию 2-й категории – транспортно-технологическую,
воздействующую на человека на рабочих местах машин, перемещающихся
по
специально
подготовленным
поверхностям
производственных
помещений, промышленных площадок и горных выработок (экскаваторы,
строительные и промышленные краны, машины для загрузки мартеновских
печей,
горные
комбайны,
самоходные
бурильные
установки,
бетоноукладчики и др.);

общую вибрацию 3-й категории – технологическую вибрацию,
воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или
передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации (станки
металлолитейные
и
деревообрабатывающие,
машины,
электрические
кузнечнопрессовое
машины,
7
насосные
оборудование,
агрегаты
и
вентиляторы, оборудование для бурения, машины для животноводства,
очистки зерна и т.д.).
По характеру спектра вибрации выделяют:

узкополосные
вибрации,
при
которых
контролируемые
параметры в одной 1/3 октавной полосе более чем на 15 дБ превышает
значение соседних полос;

широкополосные вибрации, с непрерывным спектром шириной
более одной октавы.
В зависимости от частотного состава вибрации подразделяют:

на низкочастотные – с преобладанием максимальных уровней в
октавных полосах частот 1 – 4 Гц (для общих вибраций) и 6 – 16 Гц (для
локальных вибраций);

среднечастотные (8-16 Гц для общих и 31,5-63 Гц для локальных
вибраций);

высокочастотные (31,5-63 Гц для общих и 125- 1000 Гц для
локальных вибраций).
По временным характеристикам выделяют постоянные и непостоянные
вибрации (колеблющиеся во времени, прерывистые, импульсные).
8
3 ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЫБРАЦИИ
Параметрами, характеризующими вибрацию: частота f (Гц), амплитуда
a (м), скорость V (м/с) и ускорение W (м/с2).
Частота колебаний означает количество полный колебаний за единицу
времени. Единицей измерения частоты колебаний является герц (Гц),
означающий одно колебание в секунду. Частота колебаний является
величиной, обратно пропорциональной периоду колебаний.
Амплитудой колебаний является наибольшее смещение колеблющейся
точки от нейтрального положения.
Скорость вибрации представляет собой первую производную смещения
во времени – частоты и амплитуды колебаний:
𝑉 = 2 𝜋𝑓𝑎 .
Ускорение
вибрации
представляет
(1)
собой
вторую
производную
смещения во времени – частоты и амплитуды колебаний – и выражается в
долях или единицах ускорения свободного падения:
𝑊=
4𝜋2 𝑓 2 𝑎
981
9
.
(2)
4 БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВИБРАЦИЕЙ
При воздействии вибрации тело человека рассматривается как сочетание
масс с упругими элементами, имеющими собственные частоты, которые для
плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (положение
"стоя") составляют 4 - 6Гц, головы относительно плеч (положение "сидя") – 2530Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в
диапазоне 6-9Гц. Однако развитие вибрационных патологий зависит не только от
частоты, но и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места
приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих
свойств тканей, явлений резонанса и других условий. При этом существенное
значение имеет индивидуальная чувствительность. Вредное действие вибрации
усиливают
шум,
охлаждение,
переутомление,
значительное
мышечное
напряжение, алкогольное опьянение и др.
Клеточные реакции на вибрационные воздействия могут быть различными в
зависимости от интенсивности и частоты вибраций. Некоторые из возможных
эффектов вибраций на клетки включают:

Изменения мембранной проницаемости. Вибрации могут изменять
проницаемость клеточных мембран, что может влиять на проникновение
различных веществ в клетку и ускорять обмен веществ.

Активация
рецепторов.
Вибрационные
воздействия
могут
активировать различные рецепторы на клеточной поверхности, что способствует
передаче сигнала внутри клетки и может влиять на ее функции.

Изменения митохондрий. Вибрации могут изменять функцию
митохондрий, что может влиять на процессы энергетического обмена в клетке.

Индукция стрессовых ответов. Вибрационные воздействия могут
вызывать стрессовые ответы в клетках, такие как повышенное образование
свободных радикалов, и может также влиять на равновесие производства и
консумации энергии в клетке.
10
Помимо клеточного воздействия вибрация влияет и на функциональные
системы.
1.
Влияние на нервную систему:
умеренная
вибрация
может
стимулировать нервную систему, улучшая настроение, уменьшая тревожность
и повышая концентрацию. Однако, при сильной и продолжительной вибрации,
возможны нарушения нервной системы, что приводит к головной боли,
тремору конечностей, раздражительности.
2.
Влияние
на
сердечно-сосудистую
систему:
вибрационные
воздействия могут повышать или снижать кровяное давление, ускорять или
замедлять сердечный ритм в зависимости от частоты и интенсивности. Кроме
того,
сильная
и
длительная
вибрация
может
вызвать
перерывы
в
кровообращении и повреждения сосудов.
3.
Влияние на опорно-двигательную систему: вибрация может
негативно влиять на суставы и позвоночник, приводя к болевым ощущениям и
дегенеративным процессам. Однако, умеренное воздействие может улучшать
костную плотность и восстанавливать здоровье костей и суставов.
4.
Влияние на пищеварительную систему: вибрация может ускорять
или замедлять перистальтику кишечника и желудка, что может привести к
нарушению пищеварения и появлению дисбактериоза.
5.
Влияние на дыхательную систему: вибрация может ухудшать
работу дыхательной системы, вызывая задержку дыхания и приводя к
возникновению проблем с легкими.
Детальная классификация вредного влияния вибрации приведена на
схеме (рис. 1).
Систематическое воздействие общей вибрации с высоким уровнем
виброскорости может стать причиной профессионального заболевания –
вибрационной болезни (виброболезни). Её проявления – головные боли,
головокружение,
нарушение
сна,
плохое
самочувствие,
пониженная
работоспособность. Виброболезнь лечится медленно и лишь на ранних стадиях.
Появление необратимых изменений в организме приводит к инвалидности.
11
Вероятность отсутствия виброболезни при различном стаже работы на
виброопасном производстве представлена на рис. 2.
Рисунок 1 – Классификация вредного влияния вибрации на человека
Рисунок 2 - Вероятность отсутствия виброболезни при различном стаже работы
на виброопасном производстве
12
5 НОРМАТИВЫ
Одним из главных параметров при проектировании вибрирующих установок
является нормативные величины. В таблице 1 представлены гигиенические нормы
вибрации, установленные для рабочего дня длительностью 8 ч.
Таблица 1 – Влияние вибрации на организм человека
Амплитуда колебаний
Частота вибрации, Гц
Результат воздействия
До 0,015
Различная
Не влияет на организм
0,016-0,050
40-50
вибрации, мм
Нервное возбуждение с
Депрессией
Изменение в
0,051-0,100
40-50
центральной нервной
системе, сердце и
органах слуха
0,101-0,300
50-150
Возможное заболевание
0,101-0,300
150-250
Вызывает виброболезнь
Другие нормативные величины для различных категорий отображены в
ГОСТ 12.1.012-90.
13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе работы были рассмотрены физические и биологические процессы,
которые происходят при воздействии вибрацией на организм человека. Данные
знания следует учитывать при проведении лечебных воздействий, а также при
проектировании приборов и помещений, соответствующих требованиям
безопасного использования.
14
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Самойлов
А.С.
Профессиональные
заболевания
работников
Госкорпорации «Росатом» на современном этапе развития ядерных технологий.
Самойлов А.С., Бушманов А.Ю., Удалов Ю.Д., Кретов А.С. // 17-й Российский
Национальный Конгресс с международным участием «ПРОФЕССИЯ и
ЗДОРОВЬЕ»: [сайт]. URL: https://congress.oh-events.ru/doc/arch/2017_SympSaveSamoilovAS.pdf (дата обращения 06.03.2023);
2. Волчек О.Д., Алексина Л.А. Использование вибрации и виброакустики
в медицине // Ученые записки СПбГМУ им. И. П. Павлова. 2011. №1. URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-vibratsii-i-vibroakustiki-v-meditsine
(дата обращения: 06.03.2023);
3. Вибротерапия // Лечебно-диагностический центр «Первая неврология»:
[сайт]. URL: https://ponervu.ru/lechenie/vibroterapiya (дата обращения 06.03.2023);
4. Низкочастотная вибротерапия : сб. науч. тр. - Томск, 1990. -126 с.
15