Воздействия вибрации на организм человека

Вибрация наряду с шумом относится к физическому загрязнению среды обитания человека, способствующая ухудшению условий проживания населения.

Вибрация, воздействуя на живой организм, трансформируется в энергию биохимических и биоэлектрических процессов, формируя ответную реакцию организма.

При длительном проживании людей в зоне воздействия вибрации от транспортных источников, уровень которой превышает нормативную величину, отмечается ее неблагоприятное влияние на самочувствие, функциональное состояние центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, повышение уровня некоторых видов заболевания.

Колебания в зданиях могут генерировать внешние источники (подземный и наземный транспорт, промышленные предприятия), внутридомовое оборудование и инженерно-технологическое оборудование встроенных предприятий торговли и коммунально-бытового обслуживания населения.

Вибрация в квартире часто вызвана работой лифта. В некоторых случаях ощутимая вибрация наблюдается при строительных работах, проводимых вблизи жилых зданий, забивка свай, демонтаж и разборка зданий, дорожные работы и т.п.

Источником повышенной вибрации на промышленных предприятиях может быть работа производственного оборудования: гидравлические и механические прессы и молоты, строгальные и вырубные механизмы, дробилки и компрессоры; на строительных объектах работа бетономешалок, сваебойных агрегатов при забивании свай и т.д.

Проблема борьбы с вибрацией в жилых зданиях приобрела особую актуальность в связи с развитием в крупных городах метрополитенов, строительство которых осуществляется способом мелкого заложения. Линии метрополитена прокладывают под существующими жилыми районами, а опыт эксплуатации подземных поездов показал, что интенсивные вибрации проникают в близлежащие жилые здания в радиусе до 40-70 м по обе стороны от тоннеля метрополитена и вызывают серьезные жалобы населения.

Вибрации, возникающие в тоннеле, через грунт передаются фундаменту окружающих зданий, возбуждая в них колебания различных конструктивных элементов.

Изучение распространения вибрации по этажам здания показало, что в пятиэтажных домах уровни виброускорения снижаются в направлении от первого до пятого этажа на частотах 8-32 Гц на 4-6 дБ. В многоэтажных зданиях отмечается как уменьшение величин колебаний на более высоких этажах, так и увеличение их из-за резонансных явлений. Интенсивность вибрации в жилых домах зависит от расстояния до источника.

На расстоянии свыше 50 м от тоннеля уровни виброускорения обычно не выходят за пределы колебания фона. Источники вибрации в жилых помещениях различают по интенсивности, временным параметрам, характеру спектровибрации, что и определяет различную степень выраженности реакции жителей на их воздействие.

Влияние вибрации на организм человека. Вибрация в условиях жилой среды может действовать круглосуточно, вызывая раздражение, нарушая отдых и сон человека.

В отличие от звука вибрация воспринимается различными органами и частями тела. Низкочастотные поступательные вибрации воспринимаются отолитовым аппаратом внутреннего уха. В ряде случаев реакция людей определяется не столько восприятием самих механических колебаний, сколько вторичными зрительными и слуховыми эффектами (например, дребезжание посуды в шкафу, хлопанье дверей, раскачивание люстры и т.д.).

Субъективное восприятие вибрации зависит не только от ее параметров, но и от множества других факторов: состояния здоровья, тренированности организма, индивидуальной переносимости, эмоциональной устойчивости, нервно-психического статуса субъекта, подвергаемого действию вибрации. Имеет значение также способ передачи вибрации, длительность экспозиции и пауз.

В квартирах ощутимые вибрации почти всегда воспринимаются как посторонние и необычные и поэтому их можно считать мешающими. Зрительные и слуховые воздействия усугубляют их неблагоприятное влияние.

На восприятие вибрации может существенно влиять деятельность субъекта. При этом вибрация, мешающая человеку при спокойной сидячей работе, совсем не будет восприниматься человеком, который во время работы переходит с места на место. Таким образом, можно полагать: чем спокойнее работа, тем интенсивнее человек воспринимает вибрацию.

Мерой оценки восприятия вибрации служит понятие "сила восприятия", которое является связующим звеном между величинами колебаний, их частотой и направлением, с одной стороны, и восприятием вибрации - с другой.

Различают три степени реакции человека на вибрацию в зависимости от амплитуды ее ускорения: порог восприятия сидящим человеком синусоидальных вертикальных вибраций, уровень неприятных ощущений, предельное время добровольно переносимой вибрации.

Сила восприятия механических колебаний, воздействующих на человека, зависит в значительной степени от биомеханической реакции тела человека, представляющего собой, в известной мере, механическую колебательную систему.

Особое внимание при этом уделяется явлению резонанса как всего тела человека, так и отдельных его органов и систем. Установлено, что при частоте воздействующей вибрации свыше 2 Гц человек ведет себя как целостная масса; для сидящего человека резонанс тела находится в интервале от 4 до 6 Гц. Другая полоса резонансных частот лежит в области 17-30 Гц и вызывается в системе "голова - шея - плечо". В этом диапазоне амплитуда ускорения колебания головы может втрое превышать амплитуду колебания плеч.

Таким образом, тело человека представляет сложную колебательную систему, обладающую собственным резонансом, что и определяет строгую частотную зависимость многих биологических эффектов вибрации.

Регулярно повторяющиеся через 1,5-2 мин колебания пола, сотрясения стен, мебели и т.п. нарушают отдых жителей, мешают выполнению домашних дел, не дают сосредоточиться при умственном труде. В новых микрорайонах после года проживания в условиях воздействия вибрации опрошенные лица отмечали повышенную раздражительность, нарушение сна, увеличение приема седативных препаратов.

Степень раздражающего действия вибрации зависит от ее уровня (или расстояния до источника колебаний). Наибольшие уровни вибрации, зарегистрированные в радиусе до 20 м от источника, вызывают негативную реакцию у большинства жителей. С возрастанием зоны разрыва количество жалоб уменьшается и на расстоянии 35-40 м колебания ощущают незначительное число жителей. Дальнейшее увеличение расстояния в связи с уменьшением амплитуды колебаний не влияет на восприятие жителями вибрации, что позволило установить 40-метровую допустимую зону разрыва между жилой застройкой и тоннелями метрополитена мелкого заложения.

При определении предельных значений вибрации для различных условий пребывания человека в качестве основной величины используют порог ощущения вибрации. Предельные значения даются как кратная величина этого порога ощущения. Ночью в жилых помещениях допускается только однократный порог ощущения, днем - двукратный.

Решение проблемы гигиенического нормирования выполняется за счет ограничения неблагоприятного воздействия вибрации в жилищных условиях до допустимых воздействий.