CC BY
9
HYGIENIC ASSESSMENT OF CONSTRUCTION GLASSPLASTICS CONTAINING SATURATED POLYESTER RESINS
A. N. Bokov, G. P. Trubitskaya, P. Z. Lee, Z. V. Mikhailova, E. L. Kaganova, Yu. D. Du-
dina, S. D. Glushkova
Glassplastics represent a large group of synthetic materials. They discharge into the air styrol, cumene hydroperoxide, M-xylol, etc. The testing of a series of samples of glassplastics with different kinds of bases, various hardening systems and filling substances made it possible to select appropriate samples in the hygienic respect.
УДК 613.164
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИМПУЛЬСНОГО ШУМА1
Е. Ц. Андреева-Галанина, Г. А. Суворов, А. М. Лихницкий Ленинградский санитарно-гигиенический медицинский институт
Проблема действия шума на организм становится все более актуальной. Изучение нестабильных, в частности импульсных, шумов начато сравнительно недавно и естественно, что литературные данные по этому вопросу немногочисленны и противоречивы. Можно, однако, утверждать, что тяжесть шумовой патологии зависит не только от интенсивности и спектрального состава шума, но и от временных характеристик, которые во многом определяют специфику его действия. Между тем единого подхода к оценке влияния на организм нестабильного шума до сих пор нет, что, очевидно, связано с трудностями его измерения, описания и сопоставления со стабильным шумом.
Импульсный шум относится к так называемому прерывистому (нестабильному) шуму и в производственных условиях возникает в результате резких ударов или прерывистого хода технологического процесса. В отличие от стабильного физичеокая характеристика импульсного шума в каждом конкретном случае включает значительно большее число параметров. Помимо энергетических характеристик и апектральною состава, к специфическим параметрам импульсного шума относят повторяемость импульсов в единицу времени, длительность импульса и его форму (время нарастания переднего и спад заднего фронта импульса). Именно за счет этих временных особенностей механизм биологического действия импульсного шума существенно отличается от стабильного. Обычно различают импульсный шум, характеризующийся определенной правильной ритмикой с правильным чередованием импульсов и пауз, так называемый периодический импульсный и непериодический импульсный шум переменного характера, при котором импульсы следуют беспорядочно, хаотически. Иногда к импульсным шумам можно отнести и такие, время установления которых меньше срока адаптации слухового анализатора человека. Помимо этого, можно считать установленным, что импульсный шум по биологическому действию практически не отличается от стабильного при увеличении частоты следования импульсов до 15—18 гц и выше.
Известно, что длительность всего периода затухания слухового ощущения равна 55—140 мсек; иными словами, при указанном интервале кончается период затухания слухового эффекта и звук перестает
1 При выполнении настоящей работы авторы получали ценные советы от канд. технических наук Ю. М. Ильяшука, за что выражают ему искреннюю благодарность.
быть слышимым. Тем не менее самые краткие интервалы от 1 до 4— 5 м/сек между стимулами могут еще восприниматься.
Отсюда становится ясным, что механизм действия на организм человека импульсного шума в ряде случаев существенно отличается от стабильного. Важнейшим параметром импульсного сигнала является энергия (№):
W = J|p|»di.
где р — мгновенная амплитуда звукового давления, t — время. Из уравнения видно, что энергия прямоугольного импульса пропорциональна его ширине и квадрату его высоты. Если импульсы на оси времени будут следовать через регулярные сроки, то такой сигнал называют периодическим. Его можно определить соотношением p(t) — p(t + T) для всех t, где Т—наименьшая постоянная—период сигнала. Если известны параметры сигнала за время t, то значит полностью известно его «прошлое» и можно предсказать «будущее». Поэтому период сигнала определяет весь периодический процесс.
Для оценки и сравнения биологического действия импульсного и стабильного шума необходимо знать среднюю мощность импульсного раздражителя. Последняя для периодического сигнала определяется как энергия за период импульсного шума, умноженная на число импульсов в секунду. Энергию при этом рассчитывают посредством вычисления площади, т. е. произведения среднего квадрата амплитуды импульса на его длительность. Следовательно, сравнение эффекта действия на организм импульсного шума со стабильным возможно при сравнении средней мощности импульсного шума с мощностью стабильного.
Сложность временной структуры шума, отсутствие достаточно полной гигиенической оценки значения отдельных физических параметров импульсного шума, малая доступность специальной измерительной аппаратуры и отсутствие унифицированного подхода к анализу самого шума ставят перед специалистами задачи, решение которых возможно только совместной работой гигиенистов и физиологов с инженерами-акустиками. Особое внимание исследователей должно быть обращено на такие динамические параметры нестабильного шума, как скорость нарастания шумовых импульсов и чистота их следования, от которых во многом зависит эффективность действия защитных механизмов слухового анализатора. Так, установлено, что более неблагоприятное действие импульсного шума объясняется ограниченной скоростью развития адаптации (Г. А. Суворов).
В экспериментальных условиях стоит задача получения простых с точки зрения физического описания нестабильных шумов, которые могут являться хорошей моделью производственного шума. Наши исследования в основном направлены на изучение биологического действия шума с одинаковой средней мощностью, но разным перидом повторения импульсов и особенностями влияния фронта нарастания шумовых импульсов. Для этой цели применяют специальный комплекс аппаратуры, включающий генератор белого гауссова шума и электронный ключ, перемножающий мгновенные значения статистического шума на импульсы. Генерирование импульсов с помощью электронных ключей позволяет экспериментатору менять форму, длительность и частоту шумовых импульсов. Можно получать импульсы прямоугольной формы, формы копокола и др.
В условиях лаборатории шумы воспроизводят акустическими агрегатами в звукопоглощающей камере. Контроль за временными и спектральными характеристиками осуществляется с помощью микрофона МК-5А. Абсолютный уровень шума контролируется шумомером 111-63. Для измерения пиковых уровней звукового давления применяется осциллограф С1-4, прокалиброванный по методу Ю. М. Ильяшука.
Следует коснуться основных принципов подхода к оценке нестабильного шума в производственных условиях. Обычно на рабочем месте импульсному шуму сопутствует определенный фоновый уровень, представляющий суммарную интенсивность шума всего производственного оборудования. Уровень интенсивности фонового шума может быть измерен в паузе при остановленном стайке, у которого производят измерение обычным шумомером. В измерениях с помощью стандартного шумо-мера определяют величину звукового давления, которая является среднеквадратичной при заданном времени Т:
Эту величину, выраженную в децибелах над порогом слышимости, называют уровнем интенсивности шума.
Небезынтересно, что по шумомеру невозможно уследить за всеми изменениями интенсивности, если она быстро изменяется во времени. Для этой цели обычно прибегают к самопишущим регистраторам уровня, которые представляют собой индикатор шумомера, фиксирующий все мгновенные значения интенсивности нестационарного шума.
Помимо среднеквадратичной величины для характеристики шума могут быть использованы среднее значение звукового давления на интервале времени, которое выражается зависимостью
где e(t) —шумовая функция во времени, а также пиковое значение звукового давления, которое измеряется на заданном интервале времени Т. Среднее и пиковое значения используют при измерении шума, но они не находят широкого применения, так как не имеют непосредственной связи с выражением мощности.
Кроме того, следует иметь в виду, что слуховой анализатор неспособен быстро анализировать (измерять) сигнал по его амплитуде, т. е. пиковому значению. Он осуществляет энергетическое усреднение сложных колебаний за небольшой срок. Время, необходимое для такого усреднения, по определению Niese, составляет около 23 мсек. Кроме того, вследствие фазовых искажений проводящей системы уха пиковые значения звукового давления могут существенно изменяться. Важность временных характеристик нестабильного шума, определяющих действие его на организм человека, отнюдь не исключает введения понятия «средней мощности», так как эта величина, являясь основной физической характеристикой, позволяет сопоставлять импульсный и стабильный шумы. В производственных условиях использование сложных анализирующих устройств и измерительных приборов затруднено. Поэтому в ряде случаев производят запись производственного шума на высококачественный магнитофон с последующей обработкой в лабораторных условиях.
В практике нашей лаборатории применяют модифицированный магнитофон «Репортер-3>- с микрофоном МД-38 от шумомера Ш-63 с проверенной частотной характеристикой тракта. Неравномерность характеристики магнитофона ±1,5 дб в полюсе от 40 до 13 000 гц. С целью обработки полученных данных отбирают характерный отрезок записи, соединенный в кольцо и включающий как импульсные, так и стационарные участки длиной 1,5 м. Для многократного воспроизведения импульсного шума при скорости 19,05 см/сек используют натяжной
о
г
о
ролик. Спектр в импульсе и паузе определяют на третьоктавном анализаторе «СЗЧ» с синхронной киносъемкой в момент воспроизведения (рис. 1 и 2).
Получение общей спектральной характеристики нестабильного шума на рабочем месте вызывает известный интерес. Это дает возможность сопоставить результаты анализа спектра импульсного шума со стабиль-
Эб
40
30
го
го
¿о гоо зоо згоо гц
Рис. 1. Спектр шума в импульсе на рабочем месте обрубщика, полученный на анализаторе спектра звуковых частот (СЗЧ).
На оси абсцисс — частота в третьоктавных полосах; на оси ординат — относительный уровень шума на рабочем месте.
36
40 30
го го
30 гоо 8оо згоо гц
Рис. 2. Спектр шума в паузе на рабочем месте обрубщика.
Обозначения те же, что и на рис. 1.
ным, так как общий спектр шума представляет среднюю характеристику спектра импульсного шума при большом сроке, такую характеристику не может дать спектрометр звуковых частот вследствие малого времени усреднения. Анализ был проведен нами на третьоктавном анализаторе спектра № 2112 совместно с самописцем № 2305 фирмы «Брюль и
юдб
го
умм
щ
Щ
■ш
Ш
л
§
£
зо
/оо
гоо
зоо
/ооо гооо
301
ЭР
ЮОООгц
Рис. 3. Усредненный во времени спектр шума на рабочем месте для штамповочного производства в третьоктавных полосах, полученный на анализаторе типа 2142.
На оси абсцисс — частота (в гц); на оси ординат — интенсивность шума (в дб).
Къер»; получены характеристики усредненного во времени спектра, включая стационарные и импульсные участки шума. В нашем примере (рис. 3) такой шум практически- равномерно распределяется в третьоктавных полосах от 40 до 2000 гц, выше которой отмечается спад активности 14 дб на октаву.
Чтобы ближе подойти к описанию нестабильных шумов, нужно анализатор шума установить в таком положении, при котором он мог бы
2Т
составить огибающую акустического процесса как функцию времени, по значениям которой можно судить о мощности сигнала в разные моменты; иначе говоря, самописец уровня нужно использовать для запи-
Q,Sce/r-
,Н/ unnfipHt, ^—
Юдб
Фонобый уровень -34 дб -
Рис. 4. Кривая зависимости интенсивности импульсного
шума от времени, записанная на самописце 2305. На оси абсцисс — время (1 сек.— 100 мм)\ на оси ординат — мгновенная мощность (в дб).
си среднеквадратичного значения шума. В качестве такого прибора применяют самописец № 2305 фирмы «Брюль и Къер», который воспроизводит огибающую нестационарных шумов. Для этого самописец устанавливают в режиме измерения среднеквадратичной величины (RMS)
при скорости пера 1000 дб/сек, скорости бумаги 100 мм/сек и постоянной времени 20 мсек. Измеряемый импульсный шум характеризуется функцией среднеквадратичной величины, которая представлена эффективной огибающей нестационарного шума (рис. 4).
На выборочной записи показан отрезок, включающий 2 импульса и паузу. Равномерный участок между импульсами соответствует уровню пауз, т. е. 94 дб. Среднеквадратичное значение шума в импульсе будет соответственно на 10 дб больше, т. е. равно 104 дб.
Зная скорсть бумаги, можно рассчитать временные характеристики импульсного шума. Из приведенной записи видно, что время установления импульса (т) меньше 20 мсек, т. е. импульс имеет крутой фронт нарастания и крутой спад. Длительность импульса составляет 100 мсек.
Как указывалось выше, нестабильный шум в отличие от стабильного обладает дополнительными характеристиками, которые в основном связаны с изменением интенсивности шума во времени. Использование в таких случаях самопишущих регистраторов уровня позволяет точно фиксировать эти изменения. Однако большое количество сведений, содер-жащхися в результатах записей на самописцах, часто затрудняет их интерпретацию. При этом используют анализаторы статистического распределения типа № 4420, которые предназначены для разложения и представления записанных на самописце уровней в виде их вероятностей. В таких случаях гистограммы распределения уровней во времени представляют собой результаты обработки большого количества записей. Применение этого статистиче-
70
SS /01 дб
Рис. 5. Гистограмма распределения уровней звукового давления шума вырубочного производства, полученная с помощью анализатора типа 4420. Число дискретных выборочных измерений 579 с периодом 0,1 сек., скорость пера самописца 630 мм/сек.
На оси абсцисс — интенсивность шума (в 36); на оси ординат — процентное соотношение вероятностей записанных уровней звукового давления.
ского анализатора позволяет получить как гистограмму распределения среднеквадратичных уровней во времени, так и их интегральную вероятность (рис. 5). На этом рисунке представлена гистограмма распределения вероятностей среднеквадратичных уровней шума. Фоновый уровень шума (94 дб) составляет вероятность 17,4%. Максимальное значение интенсивности составляет 17,5%. Наиболее вероятное значение составляет 53,2% и превышает фоновый уровень на 4 дб.
Следовательно, среднее значение интенсивности всего нестабильного шума (в импульсе и паузе) будет составлять 98 дб. Таким образом, анализ временных характеристик нестабильного шума наряду с определением общей спектральной характеристики и среднего значения его интенсивности дает также возможность провести необходимые сопоставления между стабильным и импульсным шумом и в производственных условиях.
Предложенный способ генерации и анализа позволяет методически обоснованно проводить сравнительную оценку биологического действия импульсного шума. Если разную энергетическую характеристику раздражителей не принимают во внимание, то это приводит к неточным выводам и недооценке действия шума на организм.
Ранее проведенная одним из авторов настоящей статьи (С. В. Алексеев и Г. А. Суворов) сравнительная оценка импульсного и стабильного шума позволяет сделать вывод о значении динамических характеристик нестабильного шума в патогенезе шумовой патологии.
ЛИТЕРАТУРА
Алексеев С. В., Суворов Г. А. В кн.: Борьба с шумами и вибрациями. М., 1966, с. 5. — Ильяшук Ю. М. Измерения и нормирование производственного шума. М., 1964. — Суворов Г. А. В кн.: Материалы 3-й Научно-практической конференции, посвящ. вибрационной, шумовой болезням и их профилактике. Донецк, 1966, с. 84.
Поступила 6/V 1967 г.
DATA FOR HYGIENIC ASSESSMENT OF IMPULSE NOISE E. Ts. Andreeva-Galanina, G. A. Suvorov, A. M. Likhnitsky
An attempt is made to elaborate a complex method for assessing impulse noise in the industry, that would provide the necessary information on all of its parameters. By means of using a special measuring apparatus it is possible to accomplish a detailed analysis of the kinetic features of impulse noise. The main criteria for proper hygienic assessment of impulse noise are suggested. Since the energy (intensity) serves as the main parameter of both stable and unstable noise, the authors consider it necessary to carry out a comparative evaluation and compare different kinds of noise on condition that the intensity of stable noise corresponds to the average noise intensity for the maximum period of changes of impulse noise.
УДК 613.632:661.848
ВОПРОСЫ ГИГИЕНЫ ТРУДА ПРИ ПОЛУЧЕНИИ И ПРИМЕНЕНИИ СТЕАРАТА КАДМИЯ
Л. П. Шабалина
I Московский медицинский институт им. И. М. Сеченова
Стеарат кадмия, представляющий собой белый или слегка желтоватый порошок, мелкодисперсный и плохо смачиваемый водой, используется в современной промышленности при изготовлении прозрачной
