Гигиена труда и профессиональные заболевания

1966 год, № 6, стр. 38-43

 

Эффективность некоторых типов индивидуальных противошумов и выбор их в зависимости от условий применения

 

Л.Н. Шкаринов, Э.И. Денисов

 

Институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР

 

(Поступила в редакцию 20/V 1965 г.)

 

Примечание. Спустя примерно полвека, на основе накопленной информации и изучения опубликованных западных исследований, один из авторов - профессор Эдуард Ильич Денисов (†2021) - пришёл к выводу, что эффективность СИЗ органа слуха на рабочих местах значительно ниже лабораторной, и что результаты лабораторных сертификационных испытаний нельзя использовать для оценки эффективности на рабочих местах, нельзя выбирать СИЗОС по результатам лабораторных замеров. Но в 1966 г. ещё не всё было известно. Статьи Э.И. Денисова (ORCID 0000-0002-2771-1617):

Денисов Э.И и др. Проблема реальной эффективности индивидуальной защиты и привносимый риск для здоровья работников // Медицина труда и промышленная экология. М. 2013. № 4.С. 18-25.

Денисов Э.И., Морозова Т.В. Средства индивидуальной защиты от вредных производственных факторов // Жизнь без опасностей. Здоровье, профилактика, долголетие. Велт, 2013. № 1. С. 40-45.

 

Средства индивидуальной защиты от шума - противошумы - используются главным образом в тех случаях, когда технические средства борьбы с шумом не обеспечивают его снижения до безопасных пределов. Использование противошумов предупреждает профессиональную глухоту и другие расстройства организма, вызываемые воздействием интенсивных производственных шумов. Литературные данные подтверждают это со всей очевидностью.

По данным Jörgensen, систематическое использование тампонов из ультратонкого волокна УТВ для защиты от шума значительно уменьшает число случаев и тяжесть тугоухости у бурильщиков. Devis установил, что использование наушников предотвращает временное смещение порогов слуха у авиамехаников при уровнях шума до 140 дБ, а при использовании внутренних вкладышей в комбинации с наушниками - до 150 дБ. Zwislocki показал, что лица, использующие индивидуальные противошумы, меньше теряют слух. По данным Т.А. Орловой, индивидуальные противошумы предохраняют не только слух, но и нервную систему от различных нарушений.

Необходимо помнить, что ранние нарушения слуха, вызванные шумом, наступают на высоких частотах (2000-4000 Гц), снижение восприятия которых человек субъективно почти не замечает. Такие нарушения обнаруживаются лишь при аудиологическом обследовании. Значительно позже снижается восприятие звуков более низких частот (500-100 Гц), определяющих восприятие разговорной речи. Предупреждение ранних нарушений слуха является профилактикой дальнейших изменений, когда человек может потерять способность восприятия речи. Предупреждение этого достигается использованием индивидуальных средств защиты с первых дней работы в шуме. Кроме того, противошумы рекомендуются и лицам с начальными признаками тугоухости с целью предотвращения дальнейшего снижения остроты слуха. Таким образом, систематическое и правильное использование индивидуальных противошумов может предотвратить профессиональную тугоухость и другие расстройства организма, вызываемые шумом.

К индивидуальным средствам защиты от шума относят внутренние противошумовые вкладыши, наушники, и противошумовые шлемы (Harris).

Внутренние противошумовые вкладыши (многочисленные варианты заглушек в виде тампонов из волокнистых материалов с пропиткой их маслами, воскообразных мастик, резиновых колпачков различной конструкции, надетых на жёсткие стержни и т. д.) вставляются в наружный слуховой проходи держатся там без добавочной поддержки. Разнообразие размеров и форм наружных слуховых проходов создаёт трудности при использовании внутренних противошумов и вызывает необходимость производства нескольких (3-5) их размеров.

Наушники делаются одного размера, что является их большим преимуществом. Они представляют собой чашки из пластмасс или металла, заполненные волокнистыми или пористыми звукопоглотителями. Для удобного и плотного прилегания к околоушной области они снабжаются уплотняющими валиками из губчатой резины. Пенополиуретана, или кольцами, заполненными глицерином, вазелиновым маслом либо другими веществами с большим внутренним трением. Крепятся наушники с помощью оголовья, обеспечивающего оптимальный прижим с силой около 1 кг.

Противошумные шлемы — самые громоздкие и дорогие из средств индивидуальной защиты. Они применяются при очень высоких уровнях шумов и, как правило, используются в комбинации с наушниками и вкладышами.

Многие авторы (Т.А. Орлова, Zwislocki и др.) указывают на то, что эффективность противошумов определяется не только степенью их звукоизоляции, но и удобством использования и рядом других факторов. К сожалению, из большого числа различных типов противошумов не все удовлетворяют требованиям эффективного и стабильного ослабления шума. Проникающего в слуховой проход, простого, удобного и безвредного их использования и хорошего оформления.

В данной работе приводятся результаты сравнительной оценки эффективности некоторых типов средств индивидуальной защиты от шума. Были исследованы отечественные противошумные наушники ВЦНИИОТ-2, ПИ-2к, ПИ-1а-ИС, а также венгерские и немецкие противошумные наушники, противошумные вкладыши Московского завода «Металлическая игрушка» и тампоны из ультратонкого волокна УТВ¹. Эффективность этих противошумов определялась методом бинауральной пороговой аудиометрии на чистых тонах.

Существует несколько методов оценки эффективности противошумов (Webster). Основными из них являются метод пороговой аудиометрии (метод смещения абсолютного порога слуха), метод маскированного порога и метод баланса громкости. Чаще всего применяется метод смещения абсолютного порога. При нём для оценки противошумных вкладышей можно использовать обычный клинический аудиометр с подачей звуков через головные телефоны; при оценке наушников и шлемов звуки с аудиометра подаются через громкоговоритель в заглушенную камеру.

Мы оценивали эффективность противошумов методом смещения абсолютного порога слуха при бинауральном слушании чистых тонов, подаваемых с аудиометра АУГ-60 через громкоговоритель, расположенный в камере. Для каждого из 8 испытуемых с нормальным слухом определялись абсолютные пороги слуха при надетых противошумах и без них. Испытуемого располагали в камере лицом к громкоговорителю на расстоянии 1 м от него, положение головы его фиксировали. До проведения опытов испытуемых информировали о цели исследований и кратко инструктировали о правилах пользования противошумами.

 

¹ Противошумные наушники ВЦНИИОТ-2 серийно выпускает завод нестандартного оборудования Главмосстроя (Москва, А-212, Головинское шоссе, 11а), противошумные вкладыши изготавливает завод «Металлическая игрушка» (Москва, Б. Переяславская, 45), ультратонкую вату УТВ для индивидуальной защиты от шума производит Дороховский стеклозавод (Московская обл., Можайский р-н, ст. Дорохово). Метод изготовления и использования тампонов из УТВ описан В.М. Григорьевой и И.М. Найманом.

 

Эффективность противошумов определяли по разности пороговых аудиометрических кривых, полученных при применении противошумов и без них. Испытания повторяли трижды, с противошумом и без него. Эффективность каждого противошума оценивали по средним показателям для всех испытуемых.

На низких частотах ослабление звуков при помощи наушников было значительно меньше, чем на высоких (рис. 1). Наушники оказались малоэффективными на низких частотах (до 250 Гц) и давали более значительное ослабление шума на средних и особенно на высоких частотах (свыше 1000 Гц). Различные типы наушников обладают различной эффективностью; наибольший эффект ослабления дают наушники ВЦНИИОТ-2, хотя они на 8-15 дБ менее эффективны на частотах ниже 4000 Гц, чем наушники Streightaway (Harris). Теоретический предел возможной защиты уха индивидуальными средствами на высоких частотах ограничен костной проводимостью, а на низких — жёсткостью кожи (Harris).

Рис. 1. Средняя эффективность противошумных наушников. 1 - ВЦНИИОТ-2, 2 - ЕМ (Канала), 3 - ПИ-2к, 4 - ПИ- 1а-ИС, 5 - венгерские, 6 - немецкие BG=1/63 (ГДР), 7 - Streightaway, 8 - теоретический предел ослабления звука противошумами.

 

На рис. 2 показана эффективность внутренних противошумных вкладышей, здесь же для сравнения приведена эффективность лучших эластичных вкладышей У-51R (Taylor).

Из рис. 1 и 2 следует, что эффективность большинства противошумов ещё далека от теоретического предела и необходимо искать лучшие варианты их.

Рис. 2. Средняя эффективность противошумных вкладышей.

 

Естественно, что чем стабильнее величины ослабления, тем лучше противошум. Стабильность показателей эффективности зависит от конструктивных особенностей всех элементов противошума и, в частности, удобного ношения их с постоянным прижимным усилием. Существенным элементом конструкции наушников является уплотняющее кольцо, заполненное вязким веществом с большим внутренним трением и служащее, во-первых, для плотного и равномерного прижима наушника к околоушной области и, во вторых, для демпфирования колебаний самого корпуса наушника. Оголовье наушника также имеет существенное значение для постоянства величин ослабления, так как оно должно обеспечивать плотный и постоянный прижим с оптимальной силой при различных размерах и формах голов. Все упомянутые факторы играют большую роль в степени ослабления шума противошумами. Различие в конструкциях исследованных противошумов сказалось на их эффективности (см. рис. 1).

Следует отметить, что измеренные величины эффективного ослабления шума характеризуются большим разбросом результатов для разных испытуемых и серий опытов. На рис. 3 в качестве примера приведена средняя эффективность наушников ВЦНИИОТ-2 по результатам 24 измерений на каждой частоте, а также полоса разброса полученных результатов и среднеквадратическое уклонение. Последняя характеристика даёт чёткое представление о стабильности ослабления.

В таблице представлены величины ослабления всех испытанных средств индивидуальной защиты и среднеквадратичные уклонения на всех частотах. Из неё следует, что величины уклонений несколько меньше для наушников по сравнению с вкладышами; кроме того, они имеют тенденцию к увеличению с возрастанием частоты. Напомним, что среднеквадратичные уклонения характеризуют вероятность получения указанных величин ослабления. Например, величину ослабления шума противошумами, равную Аср. ± σ, можно ожидать в 68% случаев использования противошумов; в 95% случаев использования противошумов можно ожидать величины ослабления в пределах Аср. ± 2σ. В частности, для наушников ВЦНИИОТ-2 (см. таблицу) на частоте 1000 Гц Аср. = 18 дБ, а σ = 6,4 дБ, что означает, что в 95% случаев получаемая величина ослабления шума этими наушниками будет равна 5-31 дБ.

Следует отметить, что столь большие величины уклонений для испытанных средств индивидуальной защиты получены вследствие весьма краткого инструктажа испытуемых и маленького опыта использования ими противошумов, чего следует ожидать и на практике в производственных условиях при массовом использовании противошумов.

Выбор типа противошума на производстве в основном определяется уровнем и спектром шума. Например, при шумах средних уровней (80-100 дБ) нет необходимости использовать наушники с большим ослаблением. При шумах большей интенсивности с наличием низкочастотных составляющих рекомендуется использовать высокоэффективные наушники с уплотняющим слоем с жидкостным заполнением или комбинацию внутренних вкладышей и наушников, хотя эта комбинация не всегда оправдывается.

Эффективность противошумов

Частота, Гц	Среднее ослабление (в дБ) Аср. ± σ (в дБ)
	наушники						внутренние вкладыши		Комбинация ВЦНИИОТ-2 и вкладышей завода «Металлическая игрушка»
	ВЦНИИОТ-2	ПИ-2к	ПИ-1а-ИС	венгерские	немецкие BG-1/63	канадские EM	завода «Металлическая игрушка»	тампоны УТВ
125	7 ± 3,3	9 ± 5,7	9 ± 3,2	5 ± 2,8	5 ± 3,7	5 ± 2,2	8 ± 5,6	7 ± 2,6	7 ± 5,5
250	6 ± 3,3	8 ± 5,5	10 ± 5,5	8 ± 3,3	6 ± 4,7	6 ± 3,9	8 ± 5,7	7 ± 3,6	7 ± 6,1
500	14 ± 4,7	17 ± 5,7	14 ± 6,2	15 ± 6,8	9 ± 5,5	16 ± 4,9	8 ± 5,8	11 ± 4,3	18 ± 7,7
1 000	18 ± 6,4	24 ± 7,1	11 ± 4,3	20 ± 8,1	17 ± 7,7	25 ± 6,5	12 ± 8,2	10 ± 3,8	18 ± 7,2
2 000	27 ± 10	23 ± 4,3	17 ± 3,7	24 ± 8,4	29 ± 11	29 ± 5,7	22 ± 10	18 ± 5,6	28 ± 6,3
4 000	40 ± 7,6	26 ± 8,8	23 ± 8,5	26 ± 8,5	26 ± 10	27 ± 7,6	28 ± 12	23 ± 10	40 ± 11
8 000	39 ± 7,6	32 ± 10	34 ± 9,5	22 ± 10	19 ± 6,8	22 ± 11	29 ± 15	33 ± 7,5	40 ± 9,4
10 000	42 ± 8,2	36 ± 12	33 ± 7,3	24 ± 6,8	17 ± 6,7	24 ± 11	28 ± 14	36 ± 11	39 ± 8,6

 

Например, комбинация вкладышей завода «Металлическая игрушка» и наушников ВЦНИИОТ-2 (см. таблицу) не дала эффекта по сравнению с наушником, следовательно, такую комбинацию, использовать нецелесообразно. Тем не менее большинство авторов рекомендует применять комбинации противошумов для увеличения эффекта ослабления интенсивных шумов, хотя некоторые авторы, например Wadsworth, утверждают, что это не даёт дополнительного эффекта по сравнению с одним противошумом. Очевидно, суммарный эффект комбинации определяется не только эффективностью каждого противошума в отдельности, но и сложным, не поддающимся учёту, взаимодействием их между собой и с физическими характеристиками уха и головы.

При выборе средства защиты от шума необходимо в первую очередь учитывать характеристику его спектра. Зная спектр шума и характеристику ослабления шума средством защиты, можно заранее установить, предохранит ли данное средство от вредного действия шума. Для этого следует построить предельный спектр шума, который складывается из степени ослабления звуком средством защиты из 8 октавных частот и предельно допустимых уровней шума на этих же частотах по санитарным нормам. Если полученный спектр превышает октавный спектр шума, от которого нужно защитить организм, то данное средство защиты обеспечит безопасность, т. е. будет достаточно эффективным.

Так, наушники ВЦНИИОТ-2 в среднем эффективны при шумах, уровни звукового давления которого в октавных полосах частот 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц не превышают 100, 94, 97, 96, 100, 108 и 107 дБ.

В соответствии с этим в инструкциях или паспортах на вновь выпускаемые средства индивидуальной защиты от шума целесообразно указывать предельный спектр шума, защита от которого в среднем гарантируется. Это облегчит потребителю правильный выбор необходимого средства защиты от шума.

При выборе индивидуальных противошумов для защиты от производственных шумов необходимо учитывать следующее.

1. При выборе средства индивидуальной защиты нужно в первую очередь основываться на предельном спектре, при котором данное средство обеспечивает эффективную защиту от того или иного шума.

2. Если необходимо защитить большие группы работающих, то предпочтение должно отдаваться наушникам, дающим более стабильные результаты ослабления шума; если необходимо достичь наибольшего ослабления шума, то лучше использовать тщательно подобранные вкладыши или комбинацию их с наушниками.­

3. При необходимости продолжительного использования противошумов и сравнительно небольшом требуемом ослаблении предпочтительны тампоны из УТВ (В.М. Григорьева и И.М. Найман) или аналогичные им вкладыши.

4. Для защиты от высокочастотных и импульсных (прерывистых) шумов лучше использовать наушники; для защиты от низкочастотных шумов — хорошо подобранные вкладыши.

5. Простота конструкции и использования противошума — лучшая гарантия правильного его применения и, следовательно, получения максимально возможного ослабления шума.

В большинстве случаев правильно используемый противошум может предотвратить профессиональную тугоухость и другие расстройства организма, вызываемые производственным шумом. Задача состоит в том, чтобы обеспечить достаточный выпуск качественных противошумов и широко внедрить их. Отделам техники безопасности совместно с медсанчастями и органами санитарного надзора промышленных предприятий необходимо своевременно выявлять шумные участки производств и обеспечивать контингенты работающих на них соответствующими типами индивидуальных противошумов. Следует помнить, что индивидуальная защита — один из наиболее простых и экономичных способов борьбы с вредным воздействием шума на организм работающих.

 

Литература

1. Григорьева В.М., Найман И.М. Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС, 1964, в. 1, с. 122.

2. Орлова Т.А. Гигиена труда и профессиональные заболевания, 1962, № 10, с. 39.

3. «Handbook of Noise Control», Ed. C.M. Harris, New York, 1957.

4. Jörgensen H. Development of hearing disorders in an industry with a high noise level. Nordisk Hygienisk Tidskrift, 1963, v. 44, p. 53-68. [Article in Swedish] PMID: 14102358

5. Taylor H.M. Symposium on noise: (d) ear defenders. Laringoscope, 1947, v. 57(2): p. 137-141. https://doi.org/10.1288/00005537-194702000-00005

6. Wadsworth W.B. The Present State of Development of Muff-Type Ear Protectors. American Industrial Hygiene Association Quarterly. 1956, v. 17(1): 56-58. https://doi.org/10.1080/00968205609344374

7. Webster J.C. Ear Defenders: Measurement Methods and Comparative Results. Noise Control. 1955, v. 1(5): 34-42. https://doi.org/10.1121/1.2369157

8. Zwislocki J. Ear Protection: Effectiveness vs. Comfort. Noise Control. 1958, v. 4(6): 14-15. https://doi.org/10.1121/1.2369340