способ интегральной гигиенической оценки влияния локальной вибрации и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм человека

Формула изобретения

Способ интегральной гигиенической оценки влияния локальной вибрации и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм человека, включающий гигиенические, эргометрические и физиологические исследования с определением характеристик вибрационной нагрузки, охлаждающего микроклимата, тяжести труда, уровня шума, массы ручной вибромашины и интенсивности табакокурения, отличающийся тем, что тяжесть труда при работе с виброинструментом определяют по характеристике деятельности мышц - сгибателей пальцев рук: фактическому статическому усилению и нормируемому максимальному статическому усилию, фактической и нормируемой максимальной произвольной силе, находят фактическую и нормируемую величину комбинированного воздействия характеристик охлаждающего микроклиматического фактора, затем производят математические операции, при которых сочетания фактических и равных им нормируемых величин характеристик вибрационной нагрузки и каждого ускоряющего развитие вибрационной болезни сопутствующего фактора дают величину гигиенической оценки вибрационной нагрузки и каждого ускоряющего развитие вибрационной болезни сопутствующего фактора соответственно 0,01 и 0,1, если суммарная гигиеническая оценка вибрационной нагрузки с ускоряющими развитие нагрузки вибрационной болезни сопутствующими факторами меньше или равна 1 - неблагоприятное сочетание воздействия локальной вибрации и сопутствующих факторов отсутствует, а если результат больше 1 - локальная вибрация с учетом сопутствующих факторов действует неблагоприятно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам определения неблагоприятного воздействия параметров локальной вибрации на организм человека.

Известен способ гигиенической оценки влияния локальной вибрации на организм человека по показателю вибрационной нагрузки, включающему характеристики: виброускорение или виброскорость, диапазон частот, длительность воздействия вибрации. При этом для локальной вибрации определены: нормируемый диапазон частот, допустимые значения параметров вибрации для нормируемых частот, допустимое суммарное время непрерывного воздействия вибрации на работающего за смену (ГОСТ 12.1.012-90). На основе указанных норм вибрационной нагрузки производится гигиеническая оценка уровня ее воздействия на организм человека.

Однако данным способом нельзя оценить сочетанное воздействие вибрационной нагрузки и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм человека. К усугубляющим вредное влияние вибрационной нагрузки сопутствующим факторам относятся: интенсивный шум, неблагоприятные микроклиматические условия, приводящие к охлаждению и переохлаждению организма, большая масса удерживаемого в руках виброинструмента, сила нажатия на виброинструмент, а также индивидуальное функциональное состояние организма, обусловленное в частности интенсивностью табакокурения и величиной развития силы мышц рук. Санитарными правилами для локальных вибраций регламентирована часть из указанных факторов. Например, масса ручной машины или обрабатываемой детали не должна превышать 10 кг, вибромашина массой более 6 кг должна иметь поддерживающее приспособление; сила нажатия, необходимая для работы с применением ручной вибромашины в паспортном режиме, не должна превышать для одноручной вибромашины 100 Н, для двуручной - 200 Н. Имеются научные работы, в которых развиваются вопросы нормирования и регламентирования ряда остальных вышеуказанных факторов при их сочетании с вибрационной нагрузкой воздействия на организм (Бутовская З.М., 1980; Суворов Г.А., 1991).

Известен способ дозной оценки локальной вибрации - прогрессивный методический подход, позволяющий оценить реальную нагрузку на организм от вибрирующего оборудования и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов (Суворов Г.А., 1991) по формуле

А = ДВ + Б (1),

где ДВ - относительная доза вибрации, раз;

Б - сумма баллов неблагоприятного воздействия на организм человека ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов.

Среди ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов в данном способе рассматриваются: уровень шума, величина физической тяжести труда, масса ручной вибромашины, длительность работы в вынужденной позе, микроклимат, смачивание рук, интенсивность табакокурения. Причем, чем больше величина указанных факторов, тем интенсивное их неблагоприятное воздействие на организм, выражаемое в баллах. Например, для тяжести труда третье категории интенсивность неблагоприятного воздействия оценивается 1 баллом, четвертой категории - 2 баллами.

Однако с помощью данного способа нельзя дать точную оценку интегральному влиянию вибрационной нагрузки и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм человека человека поскольку данным способом в вибросиловом комплексе не в полном объеме учитывается влияние силового компонента, который зависит от абсолютной величины прилагаемого к виброинструменту статического усилия и от индивидуальной функциональной способности организма выполнять максимальное произвольное усилие, например, по развитию максимального статистического или динамического напряжения мышцами, сгибающими пальцы кисти. Клиника вибрационной болезни от воздействия локальной вибрации свидетельствует о том, что нервно-мышечный аппарат сгибателей пальцев рук является, как правило, основным критическим органом по отношению к воздействию локальной вибрации на организм.

Как показывает анализ литературы и собственная проработка вопроса основной причиной раннего развития вибрационной болезни от воздействия локальной вибрации является выраженность вибрационного и силового компонентов единого вибросилового комплекса. Возможно, что недооценка силового компонента в вибросиловом комплексе является одной из главных причин завышения либо занижения вероятности риска развития вибрационной болезни, оцениваемой по отечественной и зарубежной моделям. Считают, что увеличение риска возникновения вибрационной болезни обусловливается как большим нарушением периферической гемодинамики, так и проявлением нарушений костно-мышечной системы. Известно, что периферическая гемодинамика - гемодинамика в работающем органе, например, в мышцах, сгибающих пальцы кисти, при прочих равных условиях зависит от величины статической нагрузки на указанный рабочий орган. Чем выше вызванное статической нагрузкой мышечное усилие, тем ниже уровень снабжения кровью органа, выполняющего это усилие. Причина данного явления усматривается в том, что статически сильно сокращенные мышцы создают механическое препятствие для прохождения тока крови через них (Виноградов М.И., 1958). В результате использование кислорода статически напряженными мышцами сильно уменьшается, несмотря на убыстрение общего кругооборота крови, вызванного усилием работы сердца. Отсюда можно заключить, что статическая работа в противоположность динамической носит выраженный анаэробный характер и сопровождается сильным накоплением в мышцах молочной кислоты, которая согласно существующим теориям утомления (Розенблат В.В., 1983) и является одной из основных причин непроизвольного прекращения работы. В этой связи функциональные нарушения костно-мышечной системы, например, верхних конечностей, проявляющиеся в снижении максимальной произвольной силы мышц, сгибающих пальцы кисти - основного показателя работоспособности нервно-мышечного аппарата рук, при технологически обусловленных работой с виброоборудованием нагрузках еще больше усугубляют гемодинамику в работающем органе.

Известны публикации (Микулинский А.М. и др., 1982), в которых отмечается влияние возраста начала работы в условиях вибросилового воздействия на сроки развития вибрационной болезни. Найдено, что лица, приступившие к работе в условиях вибросиловых нагрузок до 20 и после 40 лет, более чувствительны к их воздействию, у них в более ранние сроки (по сравнению с рабочими возрастной группы 20 - 35 лет) развивается вибрационная болезнь. Однако "в чистом виде" вопрос этот детально не изучен, поскольку известно, что с возрастом изменяется и максимальная произвольная сила мышц. Наибольшая мышечная сила наблюдается в возрасте 20 - 29 лет (в среднем 25 лет), затем она постепенно, а начиная с 50 лет выраженно уменьшается. У лиц возрастной группы 60 - 69 лет мышечная сила на 20 - 45% ниже, чем у лиц в возрасте 20 - 29 лет (Коханова Н.А., 1979).

В целях изучения роли несвязанных с возрастными изменениями функциональных возможностей нервно-мышечного аппарата в развитии мышечного утомления от воздействия определенной неизменной величины вибросиловой нагрузки, нами проведены физиолого-эргономические исследования на 20 мужчинах 20 - 29 лет (табл. 1). Изучалось функциональное состояние нервно-мышечного аппарата сгибателей пальцев правой кисти по показателям их общей максимальной произвольной силы, измеряемой с помощью динамометра ДРП-90, и мышечной работоспособности, определяемой при динамической работе до отказа на кистевом эргометре со средним ускорением перемещений подвижного рычага эргометра в циклах непрерывно следующих друг за другом сокращений сгибателей пальцев кисти равным 50% от максимально возможного для конкретного испытуемого при работе на кистевом эргометре. Исследования проводились при температуре окружающего воздуха 20^oC. Максимальная произвольная сила мышц-сгибателей пальцев правой кисти измерялась в Ньютонах (Н), мышечная работоспособность - в единицах количества электричества (мА с). При определении мышечной работоспособности, выполненный на базе электродинамического фонаря типа "Жук", кистевой эргометр, вырабатывал электрический ток, величина которого прямо пропорциональна мощности совершаемой работы (силе нажатия на подвижный рычаг эргометра, частоте циклов этого нажатия и расстоянию перемещения подвижного рычага). Следовательно, количество электричества, вырабатываемое при работе до отказа на кистевом аргометре, прямо пропорционально средней мощности и величине совершаемой работы.

Функциональное состояние сгибателей пальцев кисти определялось до и сразу (через 3 - 4 с) после воздействия вибросиловой константы, имевшей характеристики: корректированный по частоте уровень виброускорения в направлении максимальной вибрации, зарегистрированный на рукоятке вибростенда при дозированном сжатии ее вибрирующей поверхности, величина статического усилия сжатия пальцами кисти вибрирующей поверхности рукоятки вибростенда и длительность вибросилового воздействия составляли соответственно 84 дБ, 150 Н и 120 с. По частотному синтезу вибрация характеризовалась как низкочастотная с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 31,5 - 63 Гц, что наиболее характерно для виброоборудования, применяемого в горнорудной и горнодобывающей промышленности. В 1 и 3 сериях эксперимента исследовались 10 мужчин, имеющих исходную максимальную произвольную силу мышц-сгибателей пальцев правой кисти 500 14 Н. Во 2 серии эксперимента исследовались лица, имевшие исходную максимальную произвольную силу мышц-сгибателей пальцев той же кисти 392 29 Н. В 1 и 2 сериях эксперимента между исследованиями функционального состояния нервно-мышечного аппарата, то есть до воздействия константы вибросилового комплекса, имелась пауза длительностью 300 с, в течение которой исследуемые отдыхали. В 3 серии эксперимента функциональное состояние сгибателей пальцев кисти определялось до, после выполнения исследуемой группой мышц предварительной утомляющей работы (циклические динамические сжимания кистевого эспандера) и после воздействия вибросиловой константы без пауз отдыха.

Исследования показали (табл. 1), что у лиц со сниженными функциональными возможностями мышц-сгибателей пальцев кисти, обусловленными конституционными особенностями организма (2 серия эксперимента), и вызванными предшествующей утомительной работой (3 серия эксперимента), константа вибросиловой нагрузки оказывает достоверно более выраженное утомление работающей группы мышц, чем у лиц с более высокими функциональными возможностями нервно-мышечного аппарата рук (1 серия эксперимента) и свободных от утомления, вызванного предшествующей работой.

Таким образом, следует считать доказанным, что лежащий в основе патогенеза вибрационной болезни от воздействия локальной вибрации механизм нарушения гемодинаки в нервно-мышечном аппарате рук, зависит не только от абсолютной величины прилагаемого к виброинструменту статического усилия, но и от величины отношения этого усилия к функциональным возможностям выполнять максимальное произвольное усилие во время воздействия вибрации.

Включение в данном способе физической тяжести труды в качестве ускоряющего развития вибрационной болезни сопутствующего фактора является паллиативным и малоэффективным решением вопроса учета величины применяемых к виброинструменту статических усилий и их отношения к максимальной произвольной силе мышц-сгибателей пальцев кисти. Данное положение обосновывается тем, что тяжесть реального труда зависит не только от применяемых в работе с виброинструментом статических усилий, но и от мышечных нагрузок, обусловленных выполнением технологических операций, не связанных с применением виброинструмента. Так в производствах горнодобывающей промышленности, где вибрационная болезнь заболеваемости рабочих занимает ведущее место, выполнение технологических операций, несвязанных с воздействием локальной вибрации, длится, как правило, более 50% рабочего времени и имеет высокую физиологическую стоимость. Например, у забойщиков медных рудников кроме операции бурения, при которой имеется непосредственный контакт рук с виброинструментом, рабочий осуществляет длительные (до 40 - 50 мин за смену) переходы между рабочими местами, выполняет операции крепления горных выработок, скреперования горной массы, уборки отбитой породы и прочие технологические элементы профессиональной деятельности (доставка крепежного материала к месту выработки горной массы, мелкий ремонт и подготовка горного оборудования к работе, ликвидация аварийных ситуаций и др.). При выполнении этих операций функциональное напряжение организма часто существенно выше, чем при бурении.

По данным радиопульсометрии частота сокращений сердца при бурении у бурильщиков составляет 90 2,7 уд/мин, у забойщиков - 115 2,1 уд/мин, а при переходах к рабочему месту - 185 6,6 уд/мин (P < 0,001), креплении горной выработки и уборке породы 120 2,9 уд/мин, достигая в отдельных случаях 156 уд/мин. Максимальная частота сокращений сердца (является одним из основных физиологических критериев тяжести труда) при выполнении операций, несвязанных с бурением у бурильщиков и выбойщиков, составляет в среднем соответственно 136 3,8 уд/мин и 141 3,7 уд/мин, что в обоих профессиях достоверно выше (P < 0,001), чем при бурении (Масленцева С.Б., 1975). Известно также, что энергозатраты организма при физической работе, а вследствие этого и оцениваемая при ней тяжесть труда, зависят в основном от динамических мышечных нагрузок, которые, как правило, не входят в состав вибросилового комплекса или не являются его основной эргономической характеристикой. Более того, с ростом не входящих в вибросиловой комплекс динамических мышечных нагрузок, характеризующих тяжесть труда, значительно увеличивается общий кровоток и периферическая гемодинамика, в том числе мышц, подвергающихся воздействию локальной вибрации, за счет синергизма работы сердца и так называемого мышечного насоса (Леман Г., 1967), что ускоряет процессы восстановления в альтернативных действиях вибрации клеточно-тканевых структурах.

Следовательно, рассматриваемая в известном способе дозной оценки вибрации тяжесть труда как фактор, способствующий развитию вибрационной болезни, не в полной мере отражает негативное влияние облигатно входящих в вибросиловой комплекс статических нагрузок на функциональное состояние основного, по отношению к непосредственному (без посредствующих звеньев и участков тела) и наибольшему воздействию локальной вибрации, передающейся на руки, критического органа - нервно-мышечного аппарата сгибателей пальцев рук.

В результате интегральная дозная оценка воздействия локальной вибрации на организм указанным способом производится неточно, поскольку тяжесть труда, являясь интегральным показателем условий деятельности вообще, зависит не столько от статических, сколько от динамических мышечных нагрузок, которые характерны для элементов трудовой деятельности, несвязанных с воздействием локальной вибрации, и в меньшей мере способствуют альтерации клеточно-тканевых структур, либо даже стимулируют в них процессы восстановления утраченной от воздействия вибрации функции.

Длительность пребывания работающего в вынужденной позе также не является прямым показателем величины статического компонента в вибросиловом комплексе локальной вибрации, поскольку вынужденная поза характеризуется деятельностью преимущественно позных мышц - мышц корпуса и нижних конечностей и в меньшей мере - напряжением мышц рук.

Существенным недостатком рассматриваемого способа дозной оценки вибрации является неточное определение степени неблагоприятного влияния охлаждающего микроклимата на организм работающего, что также снижает точность способа в целом. Влияние микроклимата оценивается только по температуре воздуха рабочей зоны, а также по факту наличия или отсутствия смачивания рук, причем без учета температуры смачивающей жидкости, использования средств индивидуальной защиты кожных покровов, и обе эти характеристики оцениваются раздельно. Вместе с тем известно, что микроклимат в отношении человека наиболее точно оценивается на основе его теплового состояния, которое зависит как от температуры воздуха, так и от его влажности, подвижности, величины теплового излучения от окружающих предметов; уровня метаболизма, связанного с функциональными особенностями индивидуума и величиной применяемых им мышечных усилий, а также от гигиеничности и теплоизоляционных свойств носимой одежды и средств индивидуальной защиты, в том числе верхних конечностей. Между тем в отношении наибольшей информативности отражения комбинированного эффекта действия перечисленных характеристик микроклиматического фактора на организм человека известен способ оценки влияния охлаждающего микроклимата на организм человека.

Согласно этому способу находят соответствующий тяжести труда нормируемый нижний допустимый уровень кожно-легочных влагопотерь, из которого вычитают дебит фактических кожно-легочных влагопотерь, к уменьшенному в сто раз остатку этих влагопотерь прибавляют эмпирический коэффициент, равный 1, и при результате менее или равном 1 - неблагоприятное воздействие охлаждающего микроклимата отсутствует, а если результат больше 1 - охлаждающий микроклимат воздействует неблагоприятно. Степень неблагоприятного воздействия охлаждающего микроклимата на организм человека определяется величиной, превышающей 1.

Таким образом, существующим способом дозной оценки локальной вибрации и сопутствующих факторов недостаточно точно характеризуется степень неблагоприятного воздействия указанных факторов на организм человека, поскольку в вибросиловом комплексе данным способом не в полном объеме учитываются статические нагрузки на мышцы-сгибатели пальцев рук, так как используемая в данном способе тяжесть труда не всегда отражает величину статических мышечных нагрузок в вибросиловом комплексе и величина этих нагрузок в указанном комплексе зависит не только от прилагаемых к виброинструменту статических усилий, но и от индивидуальных функциональных способностей к их выполнению; а также не оценивается комбинированное воздействие характеристик микроклимата.

Цель изобретения - повышение точности интегральной гигиенической оценки сочетанного воздействия локальной вибрации и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм человека.

Указанная цель достигается тем, что на основе известных гигиенических, эргономических и физиологических исследований по определению величины характеристик вибрационной нагрузки, категории тяжести труда, охлаждающего микроклимата, уровня шума, массы ручной вибромашины и интенсивности табакокурения, согласно изобретению вместо зависимой от множества условий работы тяжести труда как сопутствующего фактора, ускоряющего развитие вибрационной болезни, определяются физиолого-эргономические характеристики деятельности основного критического, по отношению к воздействию локальной вибрации, передающейся на руки, органа - мышц-сгибателей пальцев рук: применяемое к вибрирующей поверхности фактическое статическое усилие и нормируемое максимальное статическое усилие, фактическую и нормируемую при контакте с вибрирующей поверхностью максимальную произвольную силу; вместо отдельных характеристик ускоряющего развитие вибрационной болезни и сопутствующего фактора - охлаждающего микроклимата - находят нормируемую и величину неблагоприятного комбинированного воздействия всех характеристик охлаждающего микроклиматического фактора на организм человека; с характеристиками вибрационной нагрузки и каждого ускоряющего развитие вибрационной болезни сопутствующего фактора производятся математические операции, при которых сочетания фактических и равных им нормируемых величин характеристик вибрационной нагрузки и каждого ускоряющего развитие вибрационной болезни сопутствующего фактора дают величину гигиенической оценки вибрационной нагрузки и каждого ускоряющего развитие вибрационной болезни сопутствующего фактора соответственно 0,91 и 0,1, если суммарная гигиеническая оценка вибрационной нагрузки и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов меньше или равна 1 - неблагоприятное сочетание воздействия локальной вибрации и сопутствующих факторов отсутствует, а если результат больше 1 - локальная вибрация с учетом сопутствующих факторов действует неблагоприятно.

Например, в отношении описанных физиолого-эргономических характеристик деятельности рук производятся следующие математические (формула 2) операции: находят частное от деления применяемого к вибрирующей поверхности фактического статического усилия мышц-сгибателей пальцев одной или двух рук (в зависимости от использования одноручной или двуручной вибромашины) на величину разности между фактической общей максимальной произвольной силой сгибателей пальцев соответственно одной или двух рук и эмпирическим числом 200, умноженным на 1 или 2 в зависимости от числа подвергающихся воздействию локальной вибрации рук, полученную величину указанного отношения корректируют путем умножения на эмпирический коэффициент, равный 0,306; затем определяют частное от деления нормируемой величины статического усилия для одноручной или двуручной вибромашины на минимально допустимую (нормируемую) при контакте с вибрирующей поверхностью максимальную произвольную общую силу мышц-сгибателей пальцев соответственно одной или двух рук, которое корректируют способом его сложения с эмпирическим коэффициентом, равным 1; с учетом поправки на математические действия с величиной указанных коэффициентов находят отношение первого частного от деления на второе частное от деления.

В отношении характеристик охлаждающего микроклиматического фактора производят следующие математические (формула 3) операции: определяют частное от деления фактической величины воздействия охлаждающего микроклимата на нормируемую величину воздействия охлаждающего микроклимата, равную 1, которое корректируется путем умножения на эмпирический коэффициент равный величине 0,1, затем определяют частное от деления нормируемой величины воздействия охлаждающего микроклимата на фактическую величину воздействия охлаждающего микроклимата, которое вычитается из суммы нормируемой величины воздействия охлаждающего микроклимата и фактической величины воздействия охлаждающего микроклимата, полученная величина корректируется путем вычитания из эмпирического коэффициента равного 2, затем с учетом указанных поправок находится отношение первого частного от деления на второе частное от деления

(2)

где У_ф - применяемое к вибрирующей поверхности фактическое статическое усилие сгибателей пальцев одной или двух рук в зависимости от использования одноручной или двуручной вибромашины, Н;

МПС_ф - фактическая максимальная произвольная сила мышц-сгибателей пальцев одной или двух рук в зависимости от использования одноручной или двуручной вибромашины, Н;

У_н - предельно допустимая (нормируемая) величина статического усилия (сила нажатия) для одноручной или двуручной вибромашины, Н (для одноручной вибромашины У_н составляет 100 Н, для двуручной - 200 Н);

МПС_н - минимально допустимая (нормируемая) максимальная произвольная сила мышц-сгибателей пальцев оной или двух рук в зависимости от использования одной или двуручной вибромашины, условно принята равной соответственно 450 и 900 Н;

0,306; 200 и 1 - эмпирические коэффициенты.

Согласно санитарным нормам и правилам при работе с машинами и оборудованием, создающими локальную вибрацию, передающуюся на руки работающих N 3041-84 от 13.07.84, сила нажатия, необходимая для работы ручной вибромашины в паспортном режиме (применительно к заявляемому способу - величина У_н) не должна превышать для одноручной вибромашины 100 Н, для двуручной - 200 Н.

(3)

где П - фактическая величина воздействия характеристик охлаждающего микроклиматического фактора на организм человека, усл.ед.;

П_н - предельно допустимая (нормируемая) величина воздействия характеристик охлаждающего микроклиматического фактора на организм человека, равна 1;

0, 1 и 2 - эмпирические коэффициенты.

При создании способа интегральной гигиенической оценки влияния локальной вибрации и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм человека нами условно приняты следующие положения:

1) в целях обеспечения преемственности по отношению к традиционным принципам гигиенической оценки влияния на организм человека факторов производственной среды, трудового процесса и удобства применения получаемых данных в различного рода исследованиях условий труда математическое выражение заявляемого способа интегральной гигиенической оценки влияния локальной вибрации и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм человека при сочетании фактических и меньших или равных им нормируемых величин характеристик вибрационной нагрузки и каждого ускоряющего развитие вибрационной болезни сопутствующего фактора должно быть соответственно меньше или равно 1;

2) интегральная гигиеническая оценка влияния локальной вибрации и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм человека с помощью заявляемого способа производится на основе принципа общей гигиенической оценки условий труда, характеризующихся комбинированным и сочетанным действием производственных факторов, заложенного в Руководстве P 2.2.013-94 "Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса; согласно этому принципу общая оценка условий труда устанавливается по наиболее чувствительному показателю (фактору), получившему наивысший класс, в случае, если 3 и более факторов относятся к одному классу условий труда, то общая оценка условий труда повышается на один класс;

3) в отношении вызывающей вибрационную болезнь локальной вибрации ведущим, основным или наиболее чувствительным фактором принята вибрационная нагрузка, включающая две характеристики - корректированный по частоте показатель вибрации и длительность ее воздействия за трудовую смену;

4) предельно допустимое (нормируемое) весовое значение вибрационной нагрузки как емкого и наиболее чувствительного фактора и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов согласно принятым в пунктах 1 и 2 положению и принципу интегральной гигиенической оценки влияния локальной вибрации с учетом сопутствующих факторов на организм человека должно составлять величины соответственно 0,91 для вибрационной нагрузки и 0,1 для каждого ускоряющего развитие вибрационной болезни сопутствующего фактора.

В соответствии с указанными положениями математическое выражение заявляемого способа интегральной гигиенической оценки влияния локальной вибрации и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм человека имеет следующий вид:

(4)

где Т - фактическая длительность воздействия локальной вибрации на организм человека за трудовую смену, мин;

В - фактическая величина показателя вибрации, корректированного по частоте, дБ;

ПДУВ - предельно допустимый (нормируемый) уровень (показатель) вибрации, корректированной по частоте (определяется на основе санитарных норм спектральных показателей вибрационной нагрузки, представленных в табл. 12 ГОСТа 12.1.012-90 "Вибрационная безопасность", дБ;

Т_н - предельно допустимая (нормируемая) длительность воздействия корректированной по частоте вибрации за трудовую смену (определяется на основе превышения допустимых уровней вибрации в октавных полосах частот санитарных норм по табл. 14 ГОСТа 12.1.012-90 "Вибрационная безопасность", дБ;

n - количество выкуриваемых сигарет в день;

n_н - предельно допустимое (нормируемое) количество выкуриваемых сигарет в день (равно 10 шт.);

Ш - фактический уровень шума, дБ А;

Ш_н - предельно допустимый (нормируемый) уровень шума (равен 80 дБ А);

Р - фактическая масса ручной вибромашины, кг;

Р_н - предельно допустимая (нормируемая) масса ручной вибромашины (равна 6 кг);

0,91; 1,5; 1000; 2; 500; 19; 0,2; 1 - эмпирические коэффициенты;

значения остальных символов и коэффициентов отражены при описании формул 2 и 3.

Первое слагаемое формулы (4) представляет вибрационную нагрузку, отражающую взаимосвязь показателя или уровня вибрации и длительности ее воздействия на организм за трудовую смену. Виды математических операций с символами и эмпирические коэффициенты в математическом выражении вибрационной нагрузки подобраны и сбалансированы таким образом, чтобы в заявляемом способе могло соблюдаться заложенное в санитарных нормах правило, согласно которому вибрационная нагрузка соответствует нормируемому параметру, если квадрат величины раз превышения предельно допустимых уровней вибрации равен величине раз уменьшения 480-минутной суммарной за трудовую смену длительности воздействия нулевого превышения предельно допустимых уровней вибрации. Расчет представленной в первом слагаемом формулы (4) средней вибрационной нагрузки, ее сигмального отклонения и ошибки из всего набора имеющихся в табл. 14 ГОСТа 12.1.012-90 нормируемых значений характеристик вибрационной нагрузки, показал высокую точность получаемых с помощью найденного математического выражения результатов. Средняя величина вибрационной нагрузки, ее сигма и ошибка равны величинам соответственно 0,9155; 0,0042 и 0,0012. Приведенный статистический материал указывает на то, что средняя величина нормируемой в заявляемом способе вибрационной нагрузки, полученная на основе анализа всех предельно допустимых сочетаний уровня вибрации и длительности ее воздействия на организм, является типичной для вариационного ряда сочетаний указанных характеристик, поскольку 99% всех величин вибрационной нагрузки находится в пределах 2.

При создании эмпирических формул гигиенической оценки влияния ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм человека обеспечена пропорциональность между изменениями степени вредности анализируемых факторов и оценкой их влияния на организм заявляемым способом, что обеспечивает преемственность заявляемого способа по отношению к традиционному в оценке влияния на организм факторов, способствующих развитию вибрационной болезни. Так 1, 2 и 3 степеням вредности соответствуют следующие средние величины пяти ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов: 0,1420,006; 0,1900,011 (Р < 0,01) и 0,2420,023 (Р < 0,001). Из представленного статистического материала видно, что средние величины сопутствующих факторов, характеризующие 1, 2 и 3 степени вредности труда, типичны для своих вариационных рядов, поскольку ошибки средних не превышают 10% и между средними величинами имеются достоверные различия.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом (Суворов Г.А., 1991) показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что вместо зависимой от множества условий работы тяжести труда как сопутствующего фактора, ускоряющего развитие вибрационной болезни, определяют характеристики деятельности основного критического, по отношению к воздействию локальной вибрации передающейся на руки, органа - мышц-сгибателей пальцев рук: применяемое к вибрирующей поверхности фактическое статическое усилие и нормируемое максимальное статическое усилие, фактическую и нормируемую при контакте с вибрирующей поверхностью максимальную произвольную силу; вместо отдельных характеристик ускоряющего развитие вибрационной болезни сопутствующего фактора - охлаждающего микроклимата - находят нормируемую и величину комбинированного воздействия всех характеристик охлаждающего микроклиматического фактора на организм человека; с характеристиками вибрационной нагрузки и каждого ускоряющего развитие вибрационной болезни сопутствующего фактора производятся математические операции, при которых сочетания фактических и равных им нормируемых величин характеристик вибрационной нагрузки и каждого ускоряющего развитие вибрационной болезни сопутствующего фактора дают величину гигиенической оценки вибрационной нагрузки и каждого ускоряющего развитие вибрационной болезни сопутствующего фактора соответственно 0,91 и 0,1, если суммарная гигиеническая оценка вибрационной нагрузки и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов меньше или равна 1 - неблагоприятное сочетанное воздействие локальной вибрации и сопутствующих факторов отсутствует, а если результат больше 1 - локальная вибрация с учетом сопутствующих факторов действует неблагоприятно.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "Новизна".

Известны технические решения, в которых для оценки безопасности работы с виброоборудованием передающим вибрацию на руки сравниваются применяемое к вибрирующей поверхности фактическое статическое усилие и предельно допустимая (нормируемая) его величина. Однако формы реализации этих решений позволяют дать лишь качественную характеристику силовому компоненту в вибросиловом комплексе (можно или нельзя работать с виброинструментом при данном статическом усилии на него) и не позволяют оценить количественно влияние применяемых к виброинструменту статических усилий на развитие вибрационной болезни. Определение величины воздействия на организм применяемых к виброинструменту статических усилий и количественная оценка их влияния на развитие вибрационной болезни, в том числе и с учетом характеристик других сопутствующих факторов, достигаются в заявляемом техническом решении.

Таким образом, сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области медицины - не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "Существенные отличия".

В целях проверки информативности заявляемого способа интегральной гигиенической оценки влияния локальной вибрации и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм человека или точности получаемых с помощью него результатов проведен лабораторный эксперимент на 10 некурящих мужчинах 20-29 лет (таблица). В 1 и 2 сериях эксперимента принимали участие по 5 испытуемых достоверно (Р < 0,001) отличавшихся исходной максимальной произвольной силой мышц-сгибателей пальцев правой кисти. Перед воздействием вибросиловой нагрузки кисть и предплечье правой руки у исследуемых опускались на 10 минут в емкость с водой, имевшей определенную температуру (35 или 10^oC). После этого исследуемые в течение 2 минут пальцами правой руки с усилием 100 или 150 Н сжимали рукоятку работающего вибростенда, имеющего массу 4,7 кг, генерирующего и передающего в месте контакта кисти с вибрирующей поверхностью вибрации с корректированным виброускорением 84 дБ при нормируемом 76 дБ. По частотному составу вибрация характеризовалась как низкочастотная с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 31,5-63 Гц. Затем, практически сразу (через 3-4 с) определялась мышечная работоспособность сгибателей пальцев правой кисти при совершении ими динамической работы до отказа на вышеописанном кистевом эргометре со средним ускорением перемещения подвижного рычага эргометра в циклах непрерывно следующих друг за другом сокращений сгибателей пальцев кисти, равным 50% от максимально возможного для конкретного испытуемого. Изучалось изменение работоспособности сгибателей пальцев кисти в процентах по отношению к состоянию до сочетанного воздействия вибрации и местного охлаждения. Уровень шума в помещении, где проводился эксперимент, составляет 40 дБ А.

Таким образом, при описанной методике проведения эксперимента, исследуемые кроме неизменной величины вибрационной нагрузки подвергались одновременному, но неодинаковому воздействию следующих основных факторов, способствующих развитию вибрационной болезни: характеристик микроклимата, статической нагрузки от прилагаемого к работающему виброоборудованию усилия с учетом функциональной способности работающего органа (сгибателя пальцев кисти) выполнять максимальное произвольное усилие.

По окончании эксперимента оценивалось сочетанное воздействие локальной вибрации и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм исследуемых традиционным и заявляемым (посредством формулы 4) способами.

Анализ полученных результатов (табл. 2) показал, что между величинами мышечной работоспособности после сочетанного воздействия локальной вибрации и сопутствующих факторов, с одной стороны, и найденными посредством заявляемого способа величинами воздействия указанных факторов - с другой, имеется сильная обратная корреляционная связь: r = -0,953 (Р < 0,001). Между тем корреляционный анализ полученных результатов, среди которых величина воздействия локальной вибрации в комплексе с сопутствующими факторами была оценена традиционным способом, не позволил обнаружить взаимосвязь локальной вибрации и сопутствующих факторов с величиной работоспособности.

Таким образом, апробация заявляемого способа интегральной гигиенической оценки влияния локальной вибрации и ускоряющих развитие вибрационной болезни сопутствующих факторов на организм человека показала, что заявляемый способ информативнее традиционного способа, так как позволяет получать более точные результаты о величине неблагоприятного воздействия вибрационной нагрузки и сопутствующих факторов на организм. Вместе с тем простота заявляемого способа и отсутствие в нем сложных расчетов по определению величины сочетанного воздействия анализируемых факторов на организм человека могут обеспечить широкую область применения заявляемого способа.