WPROWADZENIE
Hałas, to każdy bodziec akustyczny odczuwany przez człowieka jako niecelowy, niepożądany i przeszkadzający w danym momencie, a wiec przykry i szkodliwy dla zdrowia. Uciążliwość hałasu jest pojęciem subiektywnym, na które bezpośrednio wpływa natężenie dźwięków, ich barwa, czas trwania i pochodzenie.
Badania fizjologiczne wykazały, że nadmierny hałas powoduje:
uszkodzenie narządu słuchu i jego funkcji
podwyższenie ciśnienia krwi
przyspieszenie akcji serca
kurczenie się naczyń krwionośnych skóry
wzmożenie przemiany materii.
Od momentu rozpoznania szkodliwości hałasu dla zdrowia podejmowano szereg prób ustalenia granic uciążliwości tym czynnikiem, dla których można by było określić cechy fizyczne hałasu, warunki i powtarzalność ekspozycji, gwarantujące zachowanie sprawności psychicznej i prawidłowych funkcji wegetatywnych oraz sprawnego stanu słuchu.
Próby zmierzały do określenia tych parametrów, które gwarantowałyby większości narażonych niezakłócony proces komunikowania się oraz zabezpieczaniem przed uszkodzeniem słuchu. Mimo tych starań hałas jest nadal najczęściej występującym czynnikiem szkodliwym i to w stopniu większym, że dotyczy nie tylko środowiska pracy, lecz również naturalnego otoczenia człowieka. Dane Instytutu Medycyny Pracy w Łodzi za rok 1994 podają, że hałas powoduje około 28% wszystkich chorób zawodowych w Polsce.
Drgania akustyczne-to drgania mechaniczne polegające na ruchu cząstek środowiska sprężystego względem położenia równowagi. Środowiskiem, w którym występują drgania może być dowolny ośrodek płynny, stały lub gazowy, a w szczególności powietrze. Wtedy są to tzw. Drgania akustyczne powietrzne. Właśnie z nimi wiąże się pojęcie hałasu.
Przejawem drgań ośrodka powietrznego są lokalne zagęszczenia i rozrzedzenia powietrza, których wynikiem są lokalne zmiany ciśnienia (względem ciśnienia atmosferycznego), nazywane ciśnieniem akustycznym.
Poziom ciśnienia akustycznego, czyli poziomu dźwięku jest podstawową wielkością fizyczną stosowaną (mierzoną) w ocenie wpływu hałasu na narząd słuchu i wyrażany jest w decybelach (dB).
Ciśnienie akustyczne jest to przyrost ciśnienia środowiska ponad ciśnienie statyczne, które powstaje w wyniku powstawania i rozchodzenia się dźwięku. Poziom ciśnienia akustycznego jest najczęściej mierzoną wielkością pola akustycznego. Najmniejsza wartość ciśnienia akustycznego wywołująca wrażenie słuchowe nosi nazwę progu słyszalności. Wynosi on 2 ∙ 10 Pa przy częstotliwości 1 000 Hz. Ciśnienie wynoszące około 100 Pa wywołuje uczucie bólu i nosi nazwę progu bólu. Ze względu na dużą rozpiętość wartości poziomów ciśnienia akustycznego wprowadzono skalę logarytmiczną. Decybel (dB) jest logarytmiczną jednostką pomiaru ciśnienia akustycznego i dla progu słyszalności ma wartość 0 dB a dla progu bólu 130 dB.
Drgania akustyczne zdolne wywołać wrażenia słuchowe nazywane są dźwiękami. Zwykle przyjmuje się, że drgania akustyczne słyszalne obejmują zakres częstotliwości
16-20 000 Hz, przy czym pasmo mowy obejmuje znacznie mniejszy zakres częstotliwości (125-4 000 Hz). Drgania akustyczne poniżej 16 Hz nazywane są infradźwiękami, a powyżej 16 000 Hz - ultradźwiękami.
Zakres częstotliwości drgań i fal akustycznych jest istotny nie tylko na sposób ich percepcji przez narząd słuchu oraz wpływ na organizm człowieka, ale również na cechy ich rozchodzenia się w powietrzu, a co za tym idzie na obszar oddziaływania.
Infradźwięki ze względu na znaczne długości fal (λ > 21,5 m) są bardzo słabo tłumione nie tylko przez klasyczne absorbenty akustyczne (przegrody, ściany, budynki, zafalowania terenu), ale również przez atmosferę, dzięki czemu przenoszą się swobodnie na znaczne odległości. Natomiast ultradźwięki charakteryzują się bardzo krótkimi falami (λ < 0,02m), co powoduje, że obszar ich oddziaływania jest ograniczony. Tłumione są one tym silniej, im wyższa jest ich częstotliwość (a krótsza długość).
Wszystkie zakresy częstotliwości drgań akustycznych, tj. infradźwięki, dźwięki (słyszalne) i ultradźwięki, w określonych warunkach miejsca i czasu mogą być uznawane za niepożądane i traktowane jako hałas. Jednakże w potocznym rozumieniu za hałas uznaje się drgania akustyczne zakresu słyszalnego.
Hałas to drgania akustyczne o dowolnym charakterze, uznawane za niepożądane w danym miejscu, czasie i warunkach.
W zależności od częstotliwości drgań akustycznych [czyli ilość drgań ośrodka sprężystego (powietrza) w 1 sekundzie - jednostką jest Hz] rozróżnia się hałas:
słyszalny: 16 Hz - 16 000 Hz
niesłyszalny:
hałas infradźwiękowy: 2 Hz - 50 Hz
hałas ultradźwiękowy: 10 000 Hz - 100 000 Hz.
Wyróżnia się następujące rodzaje hałasu, biorąc pod uwagę jego natężenie w czasie:
hałas ustalony - poziom dźwięku w określonym miejscu zmienia się podczas obserwacji nie więcej niż 5 dB,
hałas nieustalony - poziom dźwięku zmienia się podczas obserwacji więcej niż o 5 dB
hałas impulsowy - składa się z jednego lub więcej zdarzeń dźwiękowych o czasie trwania krótszym niż 1 sekunda, charakteryzującym się gwałtownym spadkiem ciśnienia akustycznego.
HAŁAS SŁYSZALNY
Hałas słyszalny (potocznie hałas) jest z oczywistych względów łatwiej identyfikowany
niż przedstawione wyżej infra- i ultradźwięki. Od subiektywnej oceny, wrażliwości organizmu, aktualnie wykonywanych czynności oraz psychofizycznej formy człowieka zależy, czy dźwięki odbierane przez narząd słuchu zostaną określone jako hałas.
Zakres pełnej słyszalności ucha człowieka o słuchu normalnym jest zawarty pomiędzy progiem słyszalności (0 decybeli) a progiem bólu (130 decybeli). Warunki, którym odpowiada 0 dB można uzyskać jedynie w laboratoriach badawczych, w których przeprowadza się eksperymenty wymagające idealnej ciszy. W „postaci naturalnej” idealna cisza panuje w przestrzeni międzyplanetarnej. Natomiast dźwięki o natężeniu 130 dB jest tak intensywny, że zamiast go słyszeć odczuwa się tylko ból.
Przykładowe wielkości natężenia dźwięku wywołanego przez różne źródła (wartości przybliżone):
10 dB |
Szmer liści przy łagodnym wietrze, chodzenie po dywanie |
20 dB |
Szept, cichy ogród |
30 dB |
Bardzo spokojna ulica bez ruchu kołowego |
40 dB |
Rwanie papieru |
50 dB |
Woda płynąca z kranu, normalna rozmowa, szum w warunkach biurowych |
60 dB |
Głośna rozmowa, mało ruchliwa ulica |
70 dB |
Szczekanie psa, hałaśliwa restauracja, laboratorium badawcze |
80 dB |
Bardzo głośna muzyka radiowa, hala montażowa, tramwaj |
90 dB |
Klakson samochodowy, tokarka, pracująca piła tarczowa do drewna |
100 dB |
Pociąg pospieszny w odległości 3,5 m, walcownia w hucie, sortownia w kopalni, maszyny tkalnicze |
110 dB |
Narzędzia pneumatyczne pracujące na otwartej przestrzeni, ładowarka pneumatyczna w kopalni, piła tarczowa tnąca metal |
120 dB |
Młotownia w hucie, czyszczenie odlewów w stoczni, wentylator osiowy w kopalni |
Hałas w środowisku pracy
Hałas w przemyśle zwany jest hałasem przemysłowym, hałas w pomieszczeniach mieszkalnych, miejscach użyteczności publicznej i terenach wypoczynkowych - hałasem komunalnym, a w środowiskach komunikacji - hałasem komunikacyjnym.
Tak więc widać, że hałas występuje na każdym kroku i w każdym środowisku. Może on nie tylko dokuczać, ale wpływać na nasz organizm bardziej destruktywnie. Zaczęto więc zdawać sobie sprawę z tego, iż nie są to tylko subiektywne odczucia przeczulonych bądź bardziej wrażliwych, ale jak hałas może szkodliwie oddziaływać na układ nerwowy. Stanowi on przyczynę zawodowego upośledzenia słuchu, co z kolei powoduje straty nie tylko społeczne, ale i ekonomiczne. Zaczęto więc podejmować i realizować zamierzenia, które miały na celu ochronę środowiska człowieka przed hałasem.
Uchwała Rady Ministrów w sprawie wzmożenia walki z hałasem i wibracjami w przemyśle określiła normy organizacyjne i zadania dla poszczególnych resortów. Uchwała ta zobowiązuje w szczególności do podjęcia prac badawczych i wdrożeniowych w dziedzinie produkcji maszyn, materiałów, specjalnych konstrukcji dźwiękoszczelnych i antywibracyjnych, jak też indywidualnych ochron przed szkodliwym oddziaływaniem hałasu i wibracji. Aby jednak zrealizować wyżej wymienione zadania, wymagane jest zapewnienie wystarczającej liczby odpowiednio wyszkolonych specjalistów zarówno w placówkach naukowo - badawczych, biurach projektowych i konstrukcyjnych, jak też do wykonywania różnego rodzaju prac kontrolnych, polegających m.in. na przeprowadzeniu pomiarów akustycznych oraz interpretacji wyników.
Największa intensywność hałasu i związane z tym największe zagrożenie pod względem zdrowotnym występuje w grupie hałasu przemysłowego. Pomimo, że w grupie tej są znaczne osiągnięcia w postaci różnego rodzaju ustaw, zarządzeń i przepisów, to jednak w skali ogólnokrajowej intensywność hałasu w poszczególnych zakładach nie maleje, a procent osób, u których stwierdzono głuchotę zawodową stale wzrasta. Skutki wywierane przez hałas na narząd słuchu są skutkami specyficznymi hałasu, które wynikają ze ścisłej i bezpośredniej zależności pomiędzy funkcją narządu słuchu a strukturą fal akustycznych.
Obok tego stwierdza się także niespecyficzne skutki hałasu objawiające się pewnymi zaburzeniami w funkcjonowaniu organizmu. Na czoło skutków niespecyficznych wywołanych przez hałas wysuwają się zaburzania w działalności systemu nerwowego. Wymienia się tu przede wszystkim zwiększone ogólne wyczerpanie nerwowe. Stwierdza się ponadto pewne zmiany w rytmie fal nerwowych, a także ulega zmianom czas reakcji na bodźce wzrokowe w czasie pomiarów dokonywanych przy jednoczesnym oddziaływaniu hałasu badanego. Niektórzy badacze stwierdzili ponadto u pracowników pracujących w środowisku nadmiernie hałaśliwym pewne zmiany charakterologiczne, jak drażliwość i niestałość nastrojów, apatia i smutek. Sądzi się, że zaburzenia tego typu występują u około 50% badanych osób narażonych na silny hałas.
Pewne zmiany stwierdza się też w działaniu układu krążenia, głównie w ciśnieniu krwi i częstotliwości skurczów serca. Według niektórych badaczy hałas powoduje zwiększone wydzielanie gruczołów, a także przyczynia się do osłabienia i towarzyszącego mu często wychudzenia.
Następną sprawa jest to, iż hałas wpływa także na możliwości odbioru informacji słuchowych. Sygnał, aby mógł być zidentyfikowany, musi dostatecznie się wyróżniać od innych, stanowiących dla niego pewne tło. Jeśli sygnały tła są zbyt silne lub zbyt liczne, to dochodzi do zakłóceń w odbiorze sygnału znamiennego. W tym znaczeniu nadmierny hałas w pomieszczeniach może utrudnić a w pewnych warunkach pracy nawet uniemożliwić odbiór przydatnych sygnałów słuchowych płynących ze specjalnych urządzeń sygnalizacyjnych.
Hałas może też w dużym stopniu utrudnić odbiór sygnałów słownych płynących od pracowników. W przypadku sygnałów słuchowych dość rudno jest określić ściśle ilościowe i jakościowe zależności pomiędzy możliwością identyfikacji sygnału pożytecznego a rodzajem sygnałów zakłócających, gdyż występuje tu ogromna ilość wariantów. Pracownik dużo łatwiej zrozumie mimo hałasu jakieś słowo, jeśli jest ono jednym z niewielu słów, natomiast jeśli musi dokonać wyboru pomiędzy dużą ilością słów, destrukcyjny wpływ hałasu będzie znaczniej wyraźniejszy. W przypadkach gdy informacje są podawane za pomocą tekstów dłuższych, czynnik zakłócający będzie tym mniejszy, im większa będzie „rozwlekłość” tekstu. Hałas utrudniający odbiór sygnałów może być nie tylko przyczyną pewnych błędów, ale także pewnych niekorzystnych napięć społecznych.
W odniesieniu do istniejących, zwłaszcza starych zakładów produkcyjnych, trudno jest uzyskać wymaganą poprawę warunków akustycznych, ponieważ napięte zadania planowe danego zakładu utrudniają, a w większości wypadków uniemożliwiają zastosowanie środków rokujących bardziej skuteczną poprawę tych warunków. Pewne środki, tj. zastosowanie odpowiedniej adaptacji pomieszczenia ustrojami dźwiękoszczelnymi, zmiany ustawienia lub posadowienia maszyn, wprowadzenie częściowego zdalnego sterowania itp., wymagają częściowego lub całkowitego zatrzymania produkcji.
W nowych zakładach nowoczesne technologie charakteryzują się przeważnie zastosowaniem maszyn i urządzeń o większej mocy i większej wydajności, a zatem przeważnie bardziej hałaśliwej, jeśli równolegle nie prowadzi się specjalistycznych prac o charakterze badawczo - konstrukcyjnym, mających na celu zmniejszanie ich hałaśliwości.
Walki z hałasem nie można zaczynać dopiero, gdy po wybudowaniu nowego obiektu i zainstalowaniu w nim maszyn stwierdza się wystąpienie hałasu o dużej intensywności. Niebezpieczeństwo wystąpienia nadmiernego hałasu powinni przewidywać i uwzględniać w swych planach konstruktorzy i projektanci. Zwalczanie hałasu w nowo projektowanych obiektach powinno być oparte na prawidłowo wykonanym i zweryfikowanym przez specjalistów projekcie akustycznym. Inspirację do projektu akustycznego powinny stanowić prace teoretyczne i doświadczalne prowadzone w wyspecjalizowanych laboratoriach . Prace te powinny dotyczyć produkcji cichobieżnych maszyn i urządzeń przemysłowych, jak również stosowania wymagań akustycznych przy projektowaniu określonych procesów produkcyjnych, z uwzględnieniem aspektów ekonomicznych, proponowanych rozwiązań oraz produkcji elementów i ustrojów dźwiękochłonnych.
Ogólnymi kierunkami jakie znajdują zastosowanie w opanowaniu zagrożeń hałasem jest automatyzacja hałaśliwych procesów technologicznych. Realizacja tego kierunku, a więc częściowe lub całkowite odsunięcie ludzi od stref zagrożenia hałasem przez stosowanie zdalnego sterowania, kabin dźwiękoszczelnych itp., daje nieograniczone możliwości opanowania sytuacji.
Punktem wyjścia do podejmowania prac projektowych mających na celu zmniejszenie szkodliwości względnie uciążliwego oddziaływania hałasem są trzy elementy, a mianowicie:
charakterystyka akustycznego źródła tego hałasu
własności akustyczne obszaru, w którym hałas się rozprzestrzenia
wartości określane zgodnie z normami dopuszczalnymi poziom hałasu w miejscu odbioru, którym w przemyśle jest stanowisko robocze
Wpływ hałasu na organizm człowieka i jego skutki
Szkodliwy wpływ hałasu na narząd słuchu powodują następujące jego cechy i okoliczności narażenia:
Poziom dźwięku przekraczający 80 dB. Bodźce słabsze nie uszkadzają narządu słuchu nawet przy długotrwałym, nieprzerwanym działaniu
Długi czas działania hałasu. Skutki działania hałasu kumulują się w czasie; zależą one od dawki energii akustycznej, którą określa iloczyn natężenia dźwięku i czas trwania ekspozycji
Ciągła ekspozycja na hałas jest bardziej szkodliwa niż przerywana. Nawet krótkotrwałe przerwy umożliwiają bowiem procesy regeneracyjne słuchu
Hałas impulsowy jest szczególnie szkodliwy. Charakteryzuje się on tak szybkim narastaniem ciśnienia akustycznego do dużych wartości, że mechanizmy obronne narządu słuchu nie są w stanie zmniejszyć energii akustycznej wnikającej do ucha, wskutek czego może dojść do znacznego przeciążenia narządu słuchu.
Szczególna, indywidualna podatność na uszkadzający wpływ działania hałasu. Zależy ona od cech dziedzicznych oraz nabytych np. w wyniku przebytych chorób.
Ilustracją problemu zróżnicowanej osobniczej podatności na hałas jest poniższa tabela, z której wynika, że przy poziomie dźwięku równym 90 dB w ciągu 40 lat pracy w tym środowisku ryzyko utraty słuchu wynosi 21%. Zmniejszenie poziomu do 85 dB zmniejsza grupę poszkodowanych do 10% całej populacji. W grupie tej znajdują się głównie osoby o szczególnej podatności na zgubny wpływ hałasu.
Poziom dźwięku (dB) |
Ryzyko utraty słuchu (%) |
|||||||
|
Czas narażenia (lata) |
|||||||
|
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
< 80 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
85 |
1 |
3 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
90 |
4 |
10 |
14 |
16 |
16 |
18 |
20 |
21 |
95 |
7 |
17 |
24 |
28 |
29 |
31 |
32 |
29 |
100 |
12 |
29 |
37 |
42 |
43 |
44 |
44 |
41 |
105 |
18 |
42 |
53 |
58 |
60 |
62 |
61 |
54 |
110 |
26 |
55 |
71 |
78 |
78 |
77 |
72 |
62 |
115 |
36 |
71 |
83 |
87 |
84 |
81 |
75 |
64 |
Skutki wpływu hałasu dzieli się na:
uszkodzenia struktur anatomicznych narządu słuchu powodujące spadek sprawności słuchu aż do głuchoty całkowitej. Mogą to być perforacje i ubytki błony bębenkowej oraz inne mechaniczne uszkodzenia struktur narządu słuch, czyli objawy ostrego urazu akustycznego, będące zwykle wynikiem jednorazowych i krótkich ekspozycji na hałas o szczytowych poziomach ciśnienia akustycznego powyżej 130 - 140 dB.
upośledzenie sprawności słuchu na ogół bez widocznych uszkodzeń elementów anatomicznych narządu, w wyniku długotrwałego narażenia na hałas, o poziomie dźwięku powyżej 80 dB, powodującego stan przeciążenia narządów słuchu. Podwyższenie progu może być odwracalne (tzw. Czasowe przesunięcie progu ) lub trwałe i może występować w różnych zakresach częstotliwości. W obu przypadkach stwierdzalnym objawem jest określony niedosłuch, przy czym odwracalne podwyższenie progu ustępuje po dostatecznie długim czasie i nie poddaje się żadnej terapii.
Badania audiometryczne ujawniają rozwój trwałego ubytku słuchu. Średni trwały ubytek słuchu wynoszący 30 dB przy częstotliwości 1 000, 2 000 i 4 000 Hz po tronie ucha lepszego i po uwzględnieniu fizjologicznego ubytku związanego z wiekiem, stanowi tzw. Ubytek krytyczny. Ubytek ten jest kryterium rozpoznania i orzeczenia zawodowego uszkodzenia słuchu jako choroby zawodowej w przypadku potwierdzenia udokumentowanego pomiarami ekspozycji zawodowej na hałas przekraczający dopuszczalne normy.
Zawodowe uszkodzenie słuchu jest od lat na czołowym miejscu na liście chorób zawodowych (przed chorobami zakaźnymi, pylicami płuc, chorobami skóry i zatruciami).
Wnosi ono do krajowej statystyki chorób zawodowych koło 3 000 nowych przypadków rocznie, co stanowi około1/3 wszystkich zarejestrowanych przypadków.
Bodźce słuchowe mogą wpływać na różne funkcje organizmu, nawet wtedy, gdy nie dochodzi do powstań wrażeń słuchowych oraz w stanach ograniczonej świadomości. Potwierdzają to odruchowe reakcje na hałas układu oddechowego, układu krążenia, przewodu pokarmowego i innych narządów.
Pozasłuchowe skutki hałasu są uogólnioną odpowiedzią organizmu na hałas jako stresora. Zgodnie z teorią stresu, utrzymanie ustroju w stanie równowagi biologicznej mimo długotrwałego działania stresora, odbywa się kosztem obciążenia i przeciążenia układu neurohormonalnego, co w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia odporności na szkodliwe działanie innych czynników. W tych warunkach może rozwijać się choroba nadciśnieniowa, choroba wrzodowa, nerwice i inne.
Sposoby ograniczenia narażenia na hałas
Obniżenie poziomu hałasu związane jest z kształtowaniem odpowiedniego klimatu akustycznego w środowisku. Przez klimat akustyczny środowisk rozumie się zespół zjawisk akustycznych zachodzących w danym środowisku, wywołanych źródłami hałasu znajdującymi się wewnątrz danego środowiska lub zewnętrznymi.
Najlepszymi sposobami kształtowania odpowiedniego klimatu akustycznego są kompleksowe metody zwalczania hałasu. Obejmują one zespół wszelkich środków umożliwiających zmniejszenie lub ograniczenie poziomu hałasu w środowisku. Przy omawianiu metod zwalczania hałasu należy rozróżnić:
ochronę środowiska przed nadmiernym hałasem w warunkach już zaistniałych
kształtowanie optymalnych warunków wibroakustycznych środowiska przez
odpowiednie planowanie nowych, bądź przebudowę istniejących miast, układów
komunikacyjnych, zakładów przemysłowych, osiedli mieszkaniowych i obiektów
użyteczności publicznej oraz przez ograniczenie generowania hałasów w drodze modernizacji maszyn i urządzeń, środków transportu i komunikacji, instalacji itp., a także takiego ich konstruowania i produkowania, aby nie emitowały nadmiernego hałasu.
Istnieją różne sposoby i metody obniżania poziomu hałasu w środowisku. Można je podzielić na dwie grupy:
metody i sposoby administracyjno - prawne
metody i sposoby techniczne.
Metody i sposoby administracyjno - prawne obejmują wszelkie ustawy sejmowe, uchwały Rady Ministrów, zarządzenia i rozporządzenia, a także inne przepisy mające na
celu ograniczenie zagrożenia hałasem. Do tej grupy zaliczyć należy normy i normatywy, a także wszystkie poczynania administracyjne i organizacyjne, np. odpowiednia organizacja pracy, ograniczenie ruchu środków transportu itp.
W wielu krajach istnieją odpowiednie przepisy uniemożliwiające generowania hałasu, ograniczające czas jego oddziaływania, porę generowania lub doprowadzające do obniżenia poziomu emisji. Zarządzenia i przepisy powodują specjalną organizację ruchu lotniczego, np. przez ograniczenie lub zakazy lądowań i startów w nocy. Podobnie można ograniczyć ruch kolejowy i drogowy w celu zmniejszenia emisji hałasu. Na niektórych szlakach drogowych istnieje ograniczenie szybkości ruchu ze względu na emitowany hałas. Usprawnienie ruchu drogowego na skrzyżowaniach bez zbędnego zatrzymywania i ruszania również prowadzi do zmniejszenia emisji hałasu. Temu celowi służą zakazy używania sygnałów dźwiękowych. Można ustalić strefy ciszy w parkach narodowych, na jeziorach, w miejscowościach uzdrowiskowych i wypoczynkowych, wokół szpitali i szkół.
Do metod prawno - administracyjnych zwalczania hałasu można w pewnym sensie zaliczyć środki urbanistyczne. Środki te musza być uwzględniane w planach rozwoju miast i osiedli oraz w projektach lotnisk, ich przebudowie, projektowaniu linii kolejowych i autostrad, a także lokalizacji hałaśliwych obiektów.
Mówiąc o ochronie przed hałasem wymienić należy ustawy o ochronie środowiska, Kodeks Pracy, Prawo budowlane oraz rozporządzenia i uchwały wynikające z tych ustaw. Do chwili obecnej opracowano w Polsce wiele norm dotyczących problemów hałasu.
Mówiąc o środkach technicznych mamy na myśli następujące zagadnienia:
ograniczenie lub minimalizacja emisji hałasu przez źródła, przy czym przez emisję rozumiemy generowanie dźwięków przez źródło
ograniczenie transmisji, tj. ograniczenie energii wibroakustycznej na drogach jej przenoszenia
ograniczenie emisji na określone obszary oraz na człowieka przez stosowanie odpowiednich rozwiązań technicznych, odsunięcie człowieka od hałaśliwych procesów, przez automatyzację i robotyzację stanowisk pracy, a także przez stosowanie ochron osobistych; przez emisję rozumiemy oddziaływanie hałasu na określony obszar
czynna redukcja hałasu, polegająca na tym, że hałasy kompensuje się hałasem z dodatkowych źródeł.
Ograniczenie emisji hałasu polega przede wszystkim na jego zwalczaniu u źródeł. Jest to związane z projektowaniem i produkcja maszyn i urządzeń cichobieżnych, odpowiednio wykonywanych, nie powodujących hałasu przekraczającego określonego dopuszczalnego poziomu. Związane jest to również z eliminowaniem hałaśliwych procesów technologicznych przez zastąpienie ich innymi procesami, które należy opracować.
Projektowanie ochrony przeciwhałasowej stanowisk pracy w wielu przypadkach dotyczyć może hal istniejących lub nowo projektowanych obiektów przemysłowych. W niektórych przypadkach istniejących obiektów przemysłowych (hal) wszelkie zabiegi, mające na celu obniżenie poziomu hałasu na stanowiskach pracy, ze względów konstrukcyjnych i ze względu na realizowany proces technologiczny, są mało skuteczne.
Doskonałą ochronę przed hałasem stanowią tłumiki akustyczne. Są one stosowane w różnego rodzaju urządzeniach technicznych, jak np. w instalacjach wentylacyjnych, w układach wylotowych silników spalinowych, pneumatycznych narzędziach ręcznych, układach ssących i wylotowych sprężarek, dmuchaw. Podstawowym zadaniem tłumików akustycznych jest zmniejszanie energii fal akustycznych przenoszących się wzdłuż osi przewodów, przez które następuje przepływ powietrza i gazów. Tłumiki te z jednej strony powinny zagradzać drogę hałasowi, a z drugiej - nie przeszkadzać przemieszczaniu roboczego medium wzdłuż przewodów.
Nowoczesne rozwiązania tłumików polegają na stworzeniu dużego oporu przepływom nieustalonym, powodującym dużą hałaśliwość przepływu, przy równoczesnym przepuszczaniu bez dławienia strumieni ustalonych, dzięki którym odbywa się transport powietrza lub gazu. Tłumiki akustyczne stosowane są w dwóch przypadkach:
w sieci instalacyjnej urządzeń przepływowych w celu zmniejszenia poziomu hałasu emitowanego przez te urządzenia
do izolowania otworów w przegrodach wymagających przepływu gazu
Stosowane są w praktyce tłumiki akustyczne można podzielić na dwie grupy:
tłumiki refleksyjne
tłumiki absorpcyjne
Tłumiki refleksyjne działają na zasadzie odbioru, interferencji i kompensacji fal akustycznych, tj. zjawisk zachodzących w wyniku włączenia w kanał nieciągłości akustycznych, których odporność akustyczna jest albo dużo większa, albo dużo mniejsza od oporności charakterystycznej kanału. Tłumiki refleksyjne odznaczają się dobrymi właściwościami tłumiącymi w zakresie niskich i średnich częstotliwości.
Tłumiki absorpcyjne przeciwdziałają przenoszeniu się energii fal akustycznych przez pochłanianie znacznej jej części. Stosowane są one w przypadku dźwięków o średnich i wysokich częstotliwościach (np. przewody wentylacyjne).
Jedną z grup ochrony przed hałasem są metody bierne. Są one stosowane jako czynnik doraźny i polegają na zastosowaniu odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych, budowlanych, obejmujących wprowadzenie między źródło zakłóceń a miejsce wymagające ochrony odpowiednich zabezpieczeń, np. przegród budowlanych, osłon, ekranów, obudów, a także przedsięwzięć mających na celu podnoszenie akustycznej chłonności we wnętrzach pomieszczeń, w których znajdują się źródła hałasów.
Hałas można ograniczyć przez odpowiednie rozwiązanie konstrukcyjne hal, przestrzenne izolowanie źródeł dźwięku, stosowanie dachów hal fabrycznych o odpowiednich kształtach, stosowanie odpowiednich materiałów na ściany o odpowiedniej izolacyjności. Stosowanie materiałów i ustrojów dźwiękochłonnych pozwala na pochłonięcie dźwięków padających na powierzchnię takiego materiału.
W poniższej tabeli podano przykładowe rozwiązania techniczne zastosowane w maszynach, urządzeniach i narzędziach stanowiących główne źródła hałasu w przemyśle. Są to głównie: zmiany technologii, mechanizacja i automatyzacja oraz zabezpieczenia przeciwhałasowe, takie jak: tłumiki akustyczne, obudowy dźwiękochłonno - izolacyjne.
Źródło hałasu |
Poziom dźwięku (dB) |
Rozwiązanie techniczne ograniczenia hałasu |
Maszyny stanowiące źródło energii (silniki spalinowe, sprężarki, maszyny elektryczne) |
98 - 130 |
tłumiki akustyczne, obudowy dźwiękochłonno - izolacyjne |
Narzędzia i silniki pneumatyczne (wiertarki, młotki, nitownice, ubijaki) |
90 - 120 |
Zmiana technologii |
Maszyny do obróbki plastycznej (prasy, młoty, ciągarki, walcarki, prostownice) |
92 - 120 |
Zmiana technologii |
Maszyny do rozdrabniania, kruszenia, przesiewania, przecinania, oczyszczania. |
96 - 111 |
automatyzacja i zdalna obsługa, zabezpieczenia przeciwhałasowe |
Obrabiarki skrawające do metali (automaty tokarskie, tokarki, szlifierki, frezarki) |
92 - 105 |
Zmiana technologii |
Obrabiarki skrawające do drewna (piły, strugarki, frezarki, szlifierki, pilarki) |
92 - 108 |
robotyzacja, obudowy dźwiękochłonno - izolacyjne |
Maszyny włókiennicze (krosna, przędzarki, skręcarki, dziewiarki, zgrzeblarki) |
93 - 114 |
obudowy dźwiękochłonno - izolacyjne, adaptacja akustyczna pomieszczeń |
Urządzenia przepływowe (wentylatory, zawory, reduktory, palniki) |
98 - 120 |
tłumiki akustyczne, obudowy dźwiękochłonno - izolacyjne |
Urządzenia transportu wewnątrzzakładowego (przenośniki, podajniki) |
98 - 112 |
obudowy dźwiękochłonno - izolacyjne, automatyzacja |
Dopuszczalne wartości hałasu
Hałas jest charakteryzowany przez poziomy ciśnienia akustycznego w pasmach częstotliwości 50 - 10 000 Hz.
Na wszystkich stanowiskach ze względu na ochronę zdrowia, dla 8 - godzinnego narażenia na hałas dopuszczalny poziom dźwięku (poziom ciśnienia akustycznego) wynosi 85 dB. Stwierdzono, że przy normatywie 85 dB ryzyko trwałych uszkodzeń słuchu wynosi jednak około 5% osób pracujących w hałasie. W związku z tym zaleca się obniżenie dopuszczalnej wartości poziomu dźwięku do 80 dB. Normy poziomu dźwięku dla różnych stanowisk, umożliwiające pracownikowi realizację podstawowych funkcji na tych stanowiskach przedstawia poniższa tabela.
Stanowisko pracy |
Poziom dźwięku dB |
W kabinach bezpośredniego stosowania bez łączności telefonicznej, w laboratoriach ze źródłami hałasu, w pomieszczeniach z maszynami liczącymi, dalekopisami i w innych pomieszczeniach o podobnym znaczeniu |
75 |
W kabinach dyspozytorskich, obserwacyjnych i zdalnego sterowania a łącznością telefoniczną używaną w procesie sterowania, w pomieszczeniach do wykonywania prac precyzyjnych i innych o podobnym znaczeniu |
65 |
W pomieszczeniach administracyjnych biur projektowych, do prac teoretycznych, opracowania danych i innych o podobnym przeznaczeniu. |
55 |
Ograniczenie ekspozycji na hałas
Ograniczenie ekspozycji na hałas obejmuje:
Metody techniczne tłumienia hałasu, do których należą:
Odpowiednia konstrukcja narzędzi, maszyn i urządzeń
Odpowiednia konserwacja narzędzi, maszyn i urządzeń w trakcie ich używania
Techniczne wyciszanie narzędzi, maszyn i urządzeń
Odpowiednie rozwiązania antyakustyczne wnętrz środowiska pracy i środowiska zamieszkania
HAŁAS NIESŁYSZALNY
Na szczególną uwagę zasługuje hałas niesłyszalny. Mimo iż niepozornie nie powinien mieć on wpływu na fizyczny i psychiczny stan organizmu, jego szkodliwość nie jest wcale mniejsza od hałasu słyszalnego.
3.1. Hałas infradźwiękowy
Hałas infradźwiękowy to hałas obejmujący składowe o częstotliwościach infradźwiękowych od 2 - 16 Hz i o częstotliwościach akustycznych do 50 Hz. Infradźwięki nie powodują wrażenia słyszenia dźwięku, ale docierają do mózgu, wywołując określone reakcje organizmu. Oprócz drogi słuchowej są także odbierane przez zakończenia nerwowe (tzw. Receptory), regulują na drgania mechaniczne. Cechą charakterystyczną infradźwięków jest znaczna długość ich fal, (od 17 m do wielu km), co umożliwia rozchodzenie się ich na bardzo duże odległości, przy czym na drodze mogą ulegać rezonansowemu wzmocnieniu.
3.1.1 Źródła infradźwięków
Infradźwięki występujące w środowisku są dwojakiego pochodzenia.
naturalnego
- sztucznego
Naturalnymi źródłami infradźwięków są m.in. wybuchy wulkanów, trzęsienia ziemi, wodospady, wiatry, burze i wzburzone morze.
Najsilniejszymi sztucznymi źródłami infradźwięków są wybuchy atomowe i termojądrowe, a najbardziej powszechnymi - środki transportu (samochody, helikoptery, statki, lokomotywy).
Wysokie poziomy infradźwięków występują również w otoczeniu szeregu urządzeń maszyn przemysłowych.
Najistotniejszymi źródłami narażenia zawodowego są:
lokomotywy
samochody ciężarowe
jednostki pływające
autobusy i tramwaje
sprężarki, wentylatory
pompy
młyny kulowe
i wiele innych maszyn i urządzeń
Infradźwięki są tym bardziej szkodliwe, że działają na człowieka równolegle z hałasem słyszalnym, uszkadzającym bezpośrednio narząd słuchu.
3.1.2. Oddziaływanie infradźwięków na organizm człowieka
Badania nad wpływem infradźwięków na organizm człowieka zostały podjęte stosunkowo niedawno, większość prac na ten temat pochodzi z ostatnich 30 lat. Standardowo przyjmuje się, że infradźwięki nie są słyszalne przez ucho ludzkie.
Tłumaczy to początkowe duże zainteresowanie pozasłuchowymi efektami działania infradźwięków. W wielu badaniach doświadczalnych obserwowano różne reakcje fizjologiczne, np. zmiany w funkcjonowaniu ośrodkowego układu nerwowego oraz układu oddechowego, krążenia i hormonalnego. Stwierdzano ujemny wpływ infradźwięków na wykonywanie prostych czynności. Powodowały one wydłużenie czasu reakcji oraz zmniejszenie spostrzegawczości, a także zaburzenia równowagi.
3.1.3. Dopuszczalne wartości hałasu infradźwiękowego
Obowiązują następujące wymogi dotyczące oceny narażania na hałas infradźwiękowy:
hałas ten jest charakteryzowany przez poziom ciśnienia akustycznego w pasmach o częstotliwości 8, 16, 31, 50 Hz
na wszystkich stanowiskach pracy ze względu na ochronę zdrowia, dla 8 - godzinnej ekspozycji na hałas infradźwiękowy, poziom ciśnienia akustycznego nie powinien przekraczać wartości 110 dB dla częstotliwości pasm 8 i16 Hz a 105 dB dla 31,5 Hz
maksymalne dopuszczalne poziomy ciśnienia akustycznego nie mogą przekraczać wartości:
Częstotliwość pasm (Hz) |
Maksymalny dopuszczalny poziom ciśnienia akustycznego (dB) |
8; 16 |
137 |
31,5 |
132 |
HAŁAS ULTRADŹWIĘKOWY
Hałas ultradźwiękowy to hałas, w widmie którego występują składowe o wysokich częstotliwościach słyszalnych i niskich ultradźwiękowych, czyli od 10 000 Hz do 100 000 Hz.
4.1. Źródła ultradźwięków
Zagrożenia zdrowotne spowodowane przez ultradźwięki zależą od tego, czy fale powstają i rozchodzą się w powietrzu, czy w cieczy.
Narażenie na ultradźwięki powstające w powietrzu występuje najczęściej podczas spawania, zgrzewania, wykrywania nieszczelności, przy stosowaniu wysokoobrotowych maszyn i urządzeń oraz urządzeń powszechnego użytku, jak gwizdki, przeciwwłamaniowe urządzenia alarmowe.
Narażenie na ultradźwięki powstające w płynach występuje przede wszystkim w medycynie, głównie w diagnostyce, fizykoterapii i chirurgii.
Ultradźwięki znalazły szereg zastosowań praktycznych- czynnych i biernych. Zastosowania czynne obejmują przypadki, w których energia ultradźwiękowa, oddziałując bezpośrednio na ośrodek powoduje jego właściwości fizykochemicznych. Z kolei zastosowania bierne - to te, w których ultradźwięki są wykorzystywane jedynie do uzyskiwania informacji o samym ośrodku bez zmiany jego właściwości. W zastosowaniach czynnych używane są na ogół częstotliwości z przedziału 20 000 - 100 000 Hz, natomiast w zastosowaniach biernych - częstotliwości rzędu kilku do kilkudziesięciu Mhz.
4.2. Oddziaływanie ultradźwięków na organizm człowieka
Szkodliwe oddziaływanie ultradźwięków uzależnione jest m.in. od natężenia i częstotliwości. W praktyce narażenie na ultradźwięki w przemyśle obejmuje najczęściej zakres 16 - 60 kHz i natężenia 115 - 140 dB. W wyniku oddziaływania ultradźwięków występują zaburzenia czynnościowe wielu narządów i układów. Do najczęstszych należą objawy ze strony ośrodkowego układu nerwowego, zapalenia wielonerwowe, niskie ciśnienie tętnicze krwi i zaburzenia wydzielania dokrewnego.
U osób długotrwale obsługujących urządzenia ultradźwiękowe obserwuje się wzmożoną pobudliwość nerwową oraz uczucie stałego rozdrażnienia, osłabienie pamięci, kłopoty z koncentracją uwagi (senność w ciągu dnia oraz nadmierne zmęczenie).
Skutki działania ultradźwięków zależą od poziomu ciśnienia akustycznego. Skrajne poziomy (160 - 180 dB) mogą prowadzić do zgonu.
Bezpośrednie oddziaływanie energii ultradźwiękowej (poprzez kontakt z drgającym ośrodkiem) może wpływać na czynność układu nerwowego, czynność serca i składniki morfologiczne krwi. Możliwe jest wtedy występowanie bólu i drętwienia rąk, bladnięcie i obrzęk palców, a także obniżenie progu czucia bólu.
Hałas ultradźwiękowy jest charakteryzowany przez poziomy ciśnienia akustycznego w pasmach o częstotliwości 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80 i 100 kHz.
1