CC BY
12
2. Для уменьшения выделения в воздух жилых помещений продуктов неполного сгорания пропан-бутанового газа необходимо в технических условиях «а этот газ предусмотреть постоянное соотношение между пропаном и бутаном, а также отсутствие тяжелых углеводородов.
3. Изменение состава газовой смеси при опорожнении баллона вызывает необходимость устройства автоматического приспособления, изменяющего подачу воздуха в смесительную камеру по мере использования газа в баллоне.
4. Так как охлаждение пламени горелки ведет к неполному сгоранию газа, необходимо найти оптимальное расстояние между пламенем горелки и дном посуды, изменив соответствующим образом конструкцию плиты.
5. Население должно быть широко информировано о правильном уходе за газовыми приборами и необходимости проветривания помещений при сжигании в них газа.
Рроф. Е. Ц. Андоеева-Галанина
Гигиеническая оценка работ с пневматическим инструментом
Из Ленинградского института гигиены труда и профзаболеваний
В промышленности все в больших масштабах применяются для обработки изделий, добычи полезных ископаемых, при дорожных и строительных работах пневматические инструменты и машины различных конструкций и технических параметров. В целях улучшения технологического процесса техническая мысль идет по пути создания инструментов, станков и машин с большим числом оборотов, используя для этой цели и электрическую энергию. Так, в настоящее время при добыче угля применяются электробуры, частота ударов которых может достигать 6 ООО в минуту. В дорожном деле пневматические инструменты также начинают заменяться электрическими (вибраторы). Однако с точки зрения вибрации они не имеют особых преимуществ.
Ввиду противоречивости суждений и неправильного понимания вибраций как гигиенического фактора мы считаем необходимым предпослать несколько замечаний общего характера.
Вибрации представляют собой механические колебания, охватывающие огромный диапазон частот от одной и менее до сотен тысяч в секунду. Весь спектр колебаний принято делить на три области: звуковую, центральную часть, включающую частоты от 16 до 20 000 Нг. Налево от нее располагается узкая область частот менее 16 Нг, получившая название области инфразвуковых частот, направо — широкая область ультразвуковых частот (см. схему).
Из всех трех областей только средней дано название (звуковое) соответственно тому биологическому эффекту, который она вызывает, передаваясь воздушным путем, а в некоторых случаях и костным.
Вибрации в большинстве случаев являются сложными периодическими колебаниями, в которых, помимо основной частоты, имеется ряд колебаний с различными периодами. Такого рода колебания по своей физической характеристике являются аналогами шумов, спектр которых может быть очень различным и содержать как низкие частоты — до 16 Нг, так и высокие — до 500 Нг и более. В ряде случаев обычная обработка виброграмм, полученных с помощью механических вибрографов, оказывается недостаточной, и приходится прибегать к математическому анализу, разложению на ряды Фурье, чтобы ответить на вопрос
Биологическое действие вибраций
Область инфразву-ковых частот
Область звуковых частот
1 16 Их—
/ 25 Н2-
35 Нг-
■ 250 Нг-
| 500 Нг-
' 20 00Э Нг—
Область ультразвуковых частот
Действуют ускорением:
1) смеще 1ие тела и органов;
2) реакцля лабиринта
Воспринимаются как отдельные толчки. Травма периферических нервных окончаний
Появляются вибрационные вегетативные
невриты. Спазм редок Часты вегетативные невриты. Ангиоспазм
Спазм — редкое явление
Возможность вегетативных невритов исключается
Переход механической энергии в тепловую. Бактерицидный эффект
о причинах возникновения той или иной патологии. Такой случай был в нашей практике, когда мы столкнулись с импульсными колебаниями.
Нельзя забывать, что многие вибрации носят характер следующих друг за другом толчков, между которыми имеются промежутки различной длительности. Отсюда возникает необходимость иной оценки, отличной от периодического колебания. Существуют и многие другие виды, например, импульсные колебания.
Амплитуды отдельных колебаний также могут вариировать в значительных пределах. Это приводит к разным величинам энергии, что также имеет биологическое значение. Чем больше при прочих равных условиях амплитуда, тем больше энергия такого колебательного движения, тем сильнее реакция на него организма.
Как общая, так и местная патология зависит от двух параметров вибрации — его частоты и амплитуды. Однако эффект действия последних не равноценен. Чем больше частота колебаний, тем большие -сдвиги в организме она вызывает даже в тех случаях, когда амплитуда колебаний сравнительно невелика. Большие амплитуды резче проявляют свое действие при малых частотах как фактор, обусловливающий механическую травму.
Области инфразвуковых частот свойственно вызывать биологическое действие совсем иного порядка, чем области звуковых. Ее действие проявляется больше при вибрации всего тела, тогда как звуковые частоты больше действуют местно, вызывая в первую очередь местные реакции в кожном покрове.
Из сказанного, как и из приводимых ниже данных, можно заключить, что характер реакции организма и возможность возникновения патологических явлений связаны с частотой колебаний. В этом можно видеть проявление общего положения, наблюдаемого и у других факторов внешней среды. Электромагнитные колебания вызывают различный эффект, в зависимости от частоты, так же как и лучистая энергия. По-разному будут действовать ультракороткие, дециметровые и миллиметровые электромагнитные колебания, равно как неодинаковым будет эффект ультрафиолетовых, инфракрасных и световых лучей.
В своих предыдущих работах, имеющих целью изучение реакции организма на вибрации различных частот, нам совместно с нашей сотрудницей Бондиной удалось показать, что далеко не все частоты опасны для организма и что в одних случаях они обусловливают возникновение реакций одного типа, в других — другого, в зависимости от гого рецепторного аппарата, для которого они являются специфическим адекватным раздражителем.
Первая, наиболее узкая, область частот — инфразвуковая, ломимо смещения отдельных органов и тела в целом, вызывает возбуждение периферического лабиринтного рецептора, возникающее в результате перемещения отолитов и раздражения волосистых клеток или же в результате перемещения эндолимфы в перепончатых каналах, возбуждение с которых распространяется на вестибулярный нерв.
Следствием возбуждения рецепторов и передачи его на вестибулярный нерв, является возникновение ряда соматических и вегетативных реакций, которые могут быть обнаружены соответствующими исследованиями. Рецепторы, заложенные в вестибулярном аппарате, являются единственными адекватными рецепторами для инфразву-ковой области, при этом ее наиболее длинноволновой части.
Этой же области частот свойственно вызывать смещение органов. В результате такого смещения возникают вторичные реакции, обусловленные возбуждением интеро-рецепторных окончаний. Однако этот вопрос требует специального освещения, что не входит в задачу настоящей статьи.
Вторая область звуковых частот для профессиональной гигиены представляет значительно больший интерес. Эту область частот мы встречаем во многих производствах, где имеются машины, станки и инструменты, работающие с числом оборотов или ударов от 800 и более в минуту. Передача возникающих периодических колебаний осуществляется или на основание машины и станка, пол, перекрытие и через них на человека, или непосредственно последнему. Влияние производственных вибраций, передающихся через пол (так называемых общих), мало изучено. Мы имеем по этому вопросу лишь работы Института им. В. А. Обуха, которые относятся к 1924—1928 гг. Значительно лучше известно влияние вибраций последнего типа (так называемых локальных), когда рабочему приходится соприкасаться в процессе работы непосредственно с вибрирующим объектом. Воспринимающей поверхностью в последнем случае является кожа с ее многочисленными рецепторами и более глубокие ткани с нервными проводниками. Поэтому в кожном покрове и подлежащих тканях разыгрываются первичные патологические процессы. В настоящее время они особенно хорошо изучены.
Измеряя вибрации разнообразных пневматических инструментов, машин и станков и обследуя рабочих, подвергающихся воздействию вибраций, мы могли убедиться в справедливости изложенных выше общих принципов. Рубильно-чеканные молотки различных марок имеют частоту от 24 до 48 Нг и амплитуду 2,5—6,3 мм на рукоятке (при вычислении ее как полного размаха). Кроме основной частоты, наблюдаются и более высокие частоты, возникающие при обработке изделия, особенно если последняя осуществляется на висячем, плохо фиксированном конце детали и при ее малом весе. Частотный характер колебания зависит и от состояния молотка, К сожалению, на ?/1ногих заводах еще наблюдается небрежное отношение к своевременному текущему ремонту, правильному хранению, периодическому осмотру и закреплению инструмента за рабочими и недостаточно проводится их инструктаж. Все это приводит к тому, что правильная работа пневматических инструментов нарушается и вибрации значительно возрастают. По нашим исследованиям, амплитуды вибрации после ремонта могут быть снижены на 50% и более, а более высокие частоты, возникающие в результате плохой пригонки частей, исключены.
Вибрации клепальных молотков имеют несколько более высокую основную частоту (от 33 Нг) и амплитуду до 6,8—8,7 мм.
Бурильные перфораторы, применяемые в горнорудной промышленности, имеют основную частоту около 33 Нг и амплитуды до 3,3 мм у вертикального перфоратора и 4,3 мм у горизонтального — на рукоятке (табл. 1).
Из основных параметров, приведенных в табл. 1, вытекает, что вибрации пневматических инструментов имеют значительно меньшие частоты и большие амплитуды, чем вибрации таких машин, как анклопф-машина в обувной и машина Келлера в металлообрабатывающей промышленности.
Сопоставляя данные о физико-гигиенической характеристике вибрации пневматических инструментов с реакцией на них организма, мы сочли возможным разделить их на две группы, взяв за исходную величину частоту колебаний вибрации.
Первая группа включает инструменты и машины с числом ударов-
Таблица 1
Место измерения
Частота в Иг Амплитуда в мм
На рукоятке бурильного молотка (БМ-506)
На доске, где стоит рабочий .......
На рукоятке вертикального бурильного
22 33 24 40 32 32 38 38
33
34
4,3
8.Л
молотка ............
На доске .............
Рублль.ю-чеканные молотки . . .
То же..............
На рукоятке клепального молотка
То же..............
Сверлильные машины......
3,3 1 5 6,3
Анклопфчашина Маши.1а Келлера
101—112
1С0-ЮЗ
3. 5 6 8
1.9
0 3 1,14
1 03
не более 25 в секунду или соответствующим числом оборотов. К ним относится большая часть клепальных молотков, чеканные марки РК-43, РК-44 и РК-45, некоторые бурильные и отбойные молотки, трамбовки, шпалоподбойки, сверлильные машины, а также ряд станков, применяемых в металлообрабатывающей промышленности.
Вторая группа объединяет инструменты и станки с большим числом ударов или оборотов, например, чеканные молотки (РК-41 и РК-42), клепальные, некоторые сверлильные роторные машины, машины Келлера, анклопфмашины, песчаные круги для обработки металлических изделий, бурильные молотки многих марок с числом ударов от 1 800 в минуту и др. Большие частоты наблюдаются у шведских бурильных станков, но при очень незначительной амплитуде.
Вибрация частотой между 16 и 25 Нг вызывает механическую трав-матизацию периферических рецепторов, главным образом болевых и отчасти осязания. По нашим данным, у бурильщиков и пневматиков, работающих с первой группой молотков, болевая чувствительность оказывается более пониженной, чем при работе со второй группой молотков, отличающихся большей частотой. Экспериментальные исследования показали, что в снижении болевой чувствительности частота не играет роли, а первенствующее значение принадлежит силе удара. Так, при одной и той же энергии понижение чувствительности было тем больше, чем меньше частота.
Иную картину представляет изменение вибрационной чувствительности, в отношении которой вибрация является адекватным раздражителем. Изменение порога вибрационной чувствительности тем больше, чем больше частота вибрации. Если при работе с пневматическими инструментами потеря вибрационной чувствительности происходит только на 5,7—10,7 децибелл, то у работающих на анклопфмашине и точильщиков она снижена на 13,3—21,7 децибелл. Если принять во внимание, что частота вибрации этих объектов наиболее высокая, станет ясным значение частоты колебания и характер сосудистой реакции на фоне измененной вибрационной чувствительности; чем больше частота вибрации, тем более выражены сосудистые нарушения. Отсюда понятно развитие ангиоспазма при больших частотах.
Пневматические инструменты, машины и станки, на которых рабочему приходится обрабатывать детали, прижимая их к вращающемуся камню или диску, или которыми они очищают металлические изделия от неровностей, заусениц и т. д., или с помощью которых он добывает руду и пр., могут вызвать различного характера сосудистые расстройства.
4 Г .си. на и сан :тар;1я, № 9 25
Ра<5ота, требующая большого мышечного напряжения и связанная с воздействием вибрации частотой 16—25 Hz, сопровождается преимущественно застойными явлениями в верхних конечностях. У таких рабочих руки цианотичные, набухшие; под микроскопом просматриваются расширенные капилляры иногда гигантских размеров. Ток крови чаще медленный, редко нормальный. Оттенок крови синюшный. Все это говорит о падении тонуса мышечной стенки и затрудненном оттоке крови. Такая картина кровообращения заставила нас видеть причину не в парезе сосудов, как думали ранее, а в ухудшении условий оттока крови в результате значительного статического мышечного напряжения. Подтверждение такому предположению мы видим в последней работе нашей сотрудницы Бондиной, которая на основании большого материала установила, что число случаев с пониженным тонусом не изменяется со стажем.
Наблюдаемые сосудистые расстройства у работающих с первой группой инструментов не являются опасными и особых беспокойств не вызывают. Можно считать, что нижней критической частотой в отношении развития ангиоспазма является частота 25—30 Hz.
Более серьезные изменения в кровообращении могут наступать в связи с повышением частоты колебаний от 30 Hz. Форма сосудистых расстройств при этом иная. С повышением частоты вибрации вначале среди капилляров преобладают расширенные и застойные, потом все чаще и чаше начинают появляться вначале отдельные, а затем и множественные капилляры в состоянии спазма. Если у пневматиков, работающих с первой группой молотков, мы не наблюдали случаев ангиоспазма, то у работающих со второй группой (до 40 колебаний в секунду) мы наблюдали их в 17,6—24%, включая все случаи частичного и общего спазма II и III пальцев.
Вибрация частотой более 40 Hz вызывает резкое увеличение числа случаев ангиоспазма, причем тем большее, чем выше частота. При 50 Hz ангиоспазм — выраженное и частое явление, а при 100 периодах колебаний мы отмечали его в 78% случаев. В экспериментальных условиях удалось показать, что процент суженных, спастических капилляров зависит от частоты вибрации и вырастает до 200—250 Hz.
Дальнейшее повышение частоты колебаний не оказывает заметного влияния на частоту случаев ангиоспазма; наоборот, отмечается даже его понижение. Аналогичные явления мы наблюдали и в отношении изменений вибрационной чувствительности.
Таким образом, частота около 250 Hz является верхней критической частотой, переход которой сопровождается снижением частоты ангиоспазма. Зарубежные исследователи (Дарт и др.) пытались объяснить возникновение ангиоспазма возможностью присутствия высоких частот в вибрациях различных инструментов, для чего ими были осуществлены сложные исследования. В результате они пришли к тем же заключениям, что и мы, но без всякого к тому основания, так как большие частоты были получены ими во всех случаях. Наш эксперимент с основной частотой дал нам значительно больше.
Область частот между 40 и 250 Hz вызывает и ряд других расстройств в работающей руке. Наряду с кожной чувствительностью, поражается вегетативная нервная система, откуда заболевание и получило название вегетативного неврита. Вегетативные невриты — нередкое явление. Этиология их может быть различной, однако вегетативный неврит вибрационного происхождения имеет свои особенности. У рабочих развивается симптомокомплекс, напоминающий болезнь Рейно в первой стадии.
Наблюдается резкое побеление II и III пальцев, реже и I, а в тяжелых случаях даже и всей кисти. По внешнему виду такая конечность напоминает мертвую. Ангио-спастические приступы чаще возникают под влиянием холода, но могут быть вызваны и другими агентами, в частности, болевым раздражением. Капилляроскопически не удается обнаружить капилляров; они обозначаются только в виде нечетких контуров. Температура кожи понижена. По «ашим исследованиям, иногда она достигала 18—20°, т. е. была на 9—10° ниже нормы. Почти все виды кожной чувствительности вначале нарушены, в последующем же такие, как тактильная и вибрационная, совершенно отсутствуют. Параллельно с сосудистыми расстройствами имеются различно выражен-
ные трофические нарушения в кожном покрове, мышцах, костной ткани и суставах. Наблюдаются и секреторные расстройства, выражающиеся преимущественно в повышенной общей или локальной потливости, а также в различной степени набухлости пальцев. В тяжелых случаях имеются деформации и утолщение пальцев. Руки, по определению Грацианской, напоминают руки акромегалика.
В некоторых случаях (7%) наблюдается атрофия не только мышц кисти рук, но плечевого пояса и предплечья. Нередки контрактуры пальцев кистей рук (до 6%) как пассивной, так и активной формы. Патогенез возникновения наблюдаемых расстройств сложен. Происхождение ангиоспазма можно объяснить раздражением афферентных нервов, приводящим к рефлекторному возбуждению симпатической иннервации. Можно объяснить его и с точки зрения имеющихся данных о взаимоотношении между анимальной и вегетативной нервной системой. Повреждением афферентных нервов можно объяснить и трофические расстройства, и образование контрактур.
Являются ли наблюдаемые изменения только локальными? С точки зрения современного понимания нервного процесса нет никаких оснований считать процесс на периферии только местным. В той или иной степени патологические изменения могут быть и общими, с более выраженным очаговым синдромом.
Помимо того, нельзя говорить только о локальном действии вибрации, так как вибрации передаются по тканям тела и достигают значительно удаленных его участков. Многочисленные виброграммы, снятые нами у рабочих на нижних и верхних конечностях, а также на позвоночнике и затылке, указывают, что передача вибраций по телу осуществляется довольно хорошо (табл. 2).
Таблица 2. Передача вибраций по тканям тела
Место измерения и работа Частота в Нг Амплитуда в мм
Вертикальное бурение:
а) кисть .................... в) затылочная область головы ......... 33 33 и 22 22 2,0 0,4 0,6
Горизонтальное бурение:
а) на доске.................. б) крестцово-поясничная область ....... 33 33 0,3 0,17
Очистка деталей:
а) патрон корундовой насадки ........ б) тыл кисти .................. в) локтевой сустав ............... 108 52 30 1.Г6 0,42 0,0^
| Анклопфмашнла:
а) на колодке................. б) тыл кисти.................. 100 46 1,14 0,5
Своеобразная форма воздействия локальной вибрации, ее значительное распространение по тканям тела, невозможность включения естественных (демпферов) гасителей приводят к более сильной реакции организма, чем на общие вибрации.
Обследуя рабочих, производящих бурение пневматическими инструментами, мы могли убедиться в правильности предположения, что дело не ограничивается только местной патологией. Так, доктором Пушкиным в нашей лаборатории были обнаружены сдвиги в вестибулярном аппарате, Бурловой — в уровне кровяного давления, нами — в тонусе всей вегетативной нервной системы.
4»
27
Наличие выраженной реакции организма на вибрации локального типа воздействия побудило нас еще в 1Э46 г. сделать попытку их нормирования. В этой работе в качестве показательной мы выбрали биологическую реакцию — изменение порога вибрационной чувствительности и имеющиеся патофизиологические сдвиги. Основываясь на этих показателях, мы и предложили предельно допустимые величины, опубликованные нами в журнале «Гигиена и санитария» в 1947 г.
Уточняя вопрос об объекте нормирования, мы отказались тогда исключить частоты колебаний более 40 Нг, так как это было бы равноценно отказу от прогресса техники, и остановились на нормировании только амплитуды или энергии колебаний. И это оказалось правильным, так как дало нам возможность судить о превышении порога механической возбудимости.
Было бы ошибкой считать, что нормирование амплитуды должно производиться исключительно в самом инструменте. Только некоторая доля ее уменьшения возможна в последнем за счет снижения отдачи путем конструктивного усовершенствования пневматических молотков и их своевременного ремонта. Предупреждение действия вибрации, равно как и смягчение удара, должно осуществляться индивидуальными защитными приспособлениями в виде фетровых или иных теплых рукавиц.
Вторым мероприятием по снижению вредного влияния вибрации является возможно большая изоляция от нее человека, применение специальных поддерживающих инструменты приспособлений, например, в горнорудной промышленности применение специальных бурильных станков. Такие станки дают возможность производить как горизонтальное, так и вертикальное бурение. Лишь от времени до времени рабочий берется за патрон воздуховода левой рукой. Только правая рука, лежащая на кране, регулирующем давление, подвергается воздействию вибрации, от которой ее легко защитить рукавицей. Частота вибрации таких станков очень велика. Амплитуды ее незначительны и поэтому неопасны.
В горнорудной промышленности, особенно в условиях севера, нельзя забывать о мероприятиях в отношении второго фактора, усугубляющего развитие патологии,— охлаждения. В совместной с проф. Б. Б. Койран-ским работе нам удалось показать, что одновременное действие вибрационного и метеорологического фактора приводит к большему снижению вибрационной чувствительности и позднему наступлению адаптации к ней; в ряде случаев наблюдается сенсибилизация. Поэтому снабжение рабочих рукавицами должно быть вменено в обязанность. Рукавицы должны быть теплыми. Тепло должны быть одеты и ноги, принимая во внимание, что в некоторых случаях приходится поддерживать бурильный молоток ногами.
В отношении рабочих, имеющих дело с пневматическими инструментами, как это было сделано для работающих на анклопфмашине, следует установить периодические медицинские осмотры, обращая особое внимание на состояние верхних и нижних конечностей.
