Ультразвук

Ультразвуки (неслышимые звуки) представляют собой механические колебания упругой среды и отличаются от звуковых волн более высокой частотой, превышающей верхний порог слышимости свыше 20000 Гц.

Ультразвуковые волны распространяются в любой среде (жидкой, твердой, газообразной), лучше в металлах, воде, хуже в воздухе.

Попадая на границу двух различных сред часто энергии проходит в другую среду, часть отражается. Например, 10% ультразвуковой энергии переходит из железа в воду и 0,1% из железа в воздух. Наибольшее отражение ультразвуковых колебаний наблюдается на границе вода – воздух, хорошо ультразвук проходит из воды в ткани. Адсорбционные свойства мышечной ткани выше чем нервной. Это говорит о том, что различные биологические среды в различной степени поглощают ультразвуки. Поглощение ультразвуков сопровождается нагревом среды, при этом термический эффект усиливается с повышением частоты колебаний. Помимо теплового действия ультразвук вызывает в жидкости эффект кавитации, который объясняется возникновением фаз сжатия и разрешения, образование разрывов полостей, заполненных парами жидкости и растворимыми газами. Это в свою очередь создает большое давление внутри пузырьков, которое может достигать нескольких атмосфер. Последующее сжатие приводит к захлопыванию пузырька, что сопровождается гидравлическим ударом обладающим большей разрушительной силой. Образование кавитационных полостей сопровождается распространением на пограничных поверхностях электрических зарядов, вызывающих люминесцентное свечение, ионизацию молекул воды.

Воздействие ультразвуковых колебаний на организм работающих происходит через воздух и вследствие непосредственного контакта рук работающего со средами, в которых возбуждены колебания. Это происходит при разгрузке и выгрузке деталей при обслуживании ультразвуковых ванн, при пайке с лужением, а иногда при сварке и очистке. Воздействие ультразвука может привести к профессиональным заболеваниям в виде парезов кисти и предплечий. В целях профилактики профессиональных заболеваний проводится нормирование ультразвуков, разрабатываются ГОСТ(ы), СниП(ы), СанПиН(ы).

Действующим СанПиН(ом) в настоящее время по гигиеническому нормированию является СанПиН 2.2.4./2.1.8.582-96, утвержденные постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 31.10.1997 г. №51.

Эти документом утверждены предельно допустимые уровни (ПДУ) ультразвука. ПДУ ультразвука – это уровень, который при ежедневной работе, но не более 40 часов в неделю, в течение всего рабочего стажа не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Источниками ультразвука называются все виды ультразвукового технологического оборудования, ультразвуковые приборы и аппаратура промышленного медицинского, бытового назначения, генерирующие ультразвуковые колебания в диапазоне частот от 18 кГц до 100 МГц и выше. К источникам ультразвука относится также оборудование, при эксплуатации которого ультразвуковые колебания возникают как сопутствующий фактор.

Контактной средой при ультразвуковых колебаниях называется среда (твердая, жидкая, газообразная), в которой распространяются ультразвуковые колебания при контактном способе передачи.

Гигиеническая классификация ультразвуков.

1. По способу распространения ультразвуковых колебаний выделяют:

   а) воздушный способ – при распространении ультразвука по воздуху.

   б) контактный способ – ультразвук распространяется при соприкосновении рук или других частей тела человека с источником ультразвука; отработанными все деталями, приспособлениями для их удержания, озвученными жидкостями, сканерами медицинских диагностических приборов, физиотерапевтической и хирургической ультразвуковой аппаратуры и т.д.

2. По типу источников ультразвуковых колебаний выделяют:

   а) ручные источники;

   б) стационарные источники.

3. По спектральным характеристикам ультразвуковых колебаний выделяют:

   а) низкочастотный ультразвук – 16-63 кГц (указаны среднегеометрические частоты октавных полос);

   б) среднечастотный ультразвук – 125-250 кГц;

   в) высокочастотный ультразвук – 1,0-31,5 МГц.

4. По режиму генерирования ультразвуков колебаний выделяют:

   а) постоянный ультразвук;

   б) импульсный ультразвук.

5. По способу излучения ультразвуковых излучений выделяют:

а) источники ультразвука с магнитострикционным генератором;

б) источники ультразвука с пьезоэлектрическим генератором.

Нормируемыми параметрами воздушного ультразвука являются уровни звукового давления в децибелах в третьоктавных полосах со среднегеометрическими частотами 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100 кГц.

Согласно СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96 в целях профилактики профессиональных заболеваний и ограничения неблагоприятного влияния ультразвука на работающих и население проводят следующие мероприятия:

I. Запрещается непосредственный контакт человека с рабочей поверхностью источника ультразвука и с контактной средой во время возбуждения в ней ультразвуковых колебаний.

В целях исключения контакта с источниками ультразвука необходимо применять следующие технические мероприятия:

1. дистанционное управление источниками ультразвука;

2. автоблокировку, т.е. автоматическое отклонение источников ультразвука при выполнении вспомогательных операций (загрузка и выгрузка продукции белья, медицинского инструментария и т.д., нанесение контактных смазок и др.);

3. приспособления для удержания источника ультразвука или предметов, которые могут служить в качестве твердой контактной среды;

4. стационарные ультразвуковые источники, генерирующие уровни звукового давления, превышающие нормативные значения, должны оборудоваться звукопоглощающими кожухами и экранами и размещаться в отдельных помещениях или звукоизолирующих кабинах;

5. для защиты операторов, обслуживающих низкочастотные стационарные ультразвуковые источники, от электромагнитных полей необходимо проводить экранировку фидерных линий;

6. ручные ультразвуковые источники должны иметь форму, обеспечивающую минимальное напряжение мышц кисти и верхнего плечевого пояса оператора и соответствовать требованиям технической эстетики.

   II. Использование технологических мероприятий:

7. поверхность ручных источников ультразвука в местах контакта с руками должна иметь коэффициент теплопроводности не более 0,5 Вт/м*град, что исключает возможность охлаждения рук работающих;

8. неблагоприятное воздействие на человека – оператора воздушного ультразвука может быть ослаблено путем использования в ультразвуковых источниках генераторов с рабочими частотами не ниже 22 кГц.

   III. Использование лечебно-профилактических мероприятий:

9. лица, подвергающиеся в процессе трудовой деятельности воздействию контактного ультразвука, подлежат предварительным, при приеме на работу, и периодическим медицинским осмотрам в соответствии с приказом МЗ №90 от 14.03.96;

10. к работе с ультразвуковыми источниками допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие соответствующий курс обучения и инструктаж по технике безопасности;

11. для профилактики утомления зрения рекомендуется все время регламентированных перерывов выполнять упражнения для глаз (закрыть глаза на 10-15 с, сделать движение глазами налево, направо, затем вверх и вниз, круговые движения глазами справа налево и обратно – каждое упражнение повторяется 5 раз, закончив упражнения, свободно без напряжения направить взгляд вдаль);

12. проводятся гидропроцедуры, температура воды при этом должна составлять 37-38°С, продолжительность процедуры 5-7 мин, после тепловых процедур рекомендуется массаж или самомассаж кисти и предплечий рук по 2-3 мин на каждую руку;

13. проводятся общеукрепляющие процедуры (витаминизация, ультрафиолетовое облучение, комплексы гимнастических упражнений и др.), работающие в условиях воздействия низкочастотного воздушного ультразвука.

    IV. Санитарно-гигиенические мероприятия:

14. при систематической работе с источниками контактного ультразвука в течение более 50% рабочего времени необходимо устраивать два регламентированных перерыва – десятиминутный перерыв для 1-1,5 час до и пятнадцатиминутный перерыв через 1,5-2 часа после обеденного перерыва для проведения профилактических процедур (тепловые гидропроцедуры, массажа, ультрафиолетового облучения), лечебной гимнастики, витаминизации.

15. для защиты работающих от неблагоприятного влияния воздушного ультразвука следует применять противошумы по ГОСТу 12.4.051;

16. для снижения неблагоприятного влияния ультразвука при контактной передаче в холодный и переходный период года работающие должны обеспечиваться теплой одеждой по нормам установленным в данной климатической зоне или производстве;

17. для защиты рук от неблагоприятного воздействия контактного ультразвука в твердых, жидких, газообразных средах, а также от контактных смазок, необходимо применять нарукавники, рукавицы или перчатки (наружные резиновые и внутренние хлопчатобумажные).