物体在外力作用下沿直线或弧线以中心位置(平衡位置)为基准的往复运动,称为机械运动,简称振动。物体离中心位置的最大距离为振幅。单位时间(s)内振动的次数称为频率,它是评价振动对人体健康影响的常用基本参数。
振动可分为全身振动和局部振动。全身振动是由振动源(振动机械、车辆、活动的工作平台)通过身体的支持部分(足部和臀部),将振动沿下肢或躯干传布全身引起;局部振动(手传振动)是振动通过振动工具、振动机械或振动工件传向操作者的手和前臂。全身振动的频率范围主要在1~20 Hz,局部振动的频率范围在20~1 000 Hz。根据《工作场所有害因素职业接触限值—一物理因素》(GB22.2-2007)的规定。
(一)常见的振动作业
1.局部振动作业
局部振动作业主要是见于使用振动工具的工种,如砂铆工、锻工、钻孔工、捣固工、研磨工及使用电锯、电刨等作业人员进行的作业。
2.全身振动作业
全身振动作业主要见于振动机械的操作工种,如震源车的震源工;车载钻机的操作工;钻井发电机房内的发电工及地震作业、钻前作业的拖拉机手等作业人员进行的作业。
(二)振动的危害
振动不仅可以引起机械效应,更重要的是可以引起生理和心理的效应。人体接受振动后,振动波在组织内的传播,由于各组织的结构不同,传导的程度也不同,其大小顺序依次为骨、结缔组织、软骨、肌肉、腺组织和脑组织。40 H以上的振动波易为组织吸收,不易向远处传播;而低频振动波可在人体内传播。全身振动和局部振动对人体的危害及其临床表现是明显不同的。
1.全身振动对人体的不良影响
振动所产生的能量,能通过支承面作用于坐位或立位操作的人身上,引起一系列病变。人体是一个弹性体,各器官都有它的固有频率,当外来振动的频率与人体某器官的固有频率一致时,会引起共振。全身振动的共振频率为3~14 H,在该种条件下全身受振动作用最强。接触强烈的全身振动可导致内脏器官的损伤或位移,周围神经和血管功能的改变,可造成各种类型的、组织的、生物化学的改变,导致组织营养不良,如足部疼痛、下肢疲劳、足背脉搏动减弱、皮肤温度降低;女工可发生子宫下垂、自然流产及异常分娩率增加。振动加速度还可使人出现前庭功能障碍,导致内耳调节平衡功能失调,出现脸色苍白、恶心、呕吐、出冷汗、头疼、头晕、呼吸浅表、心率和血压降低等症状,晕车晕船即属全身振动性疾病。此外,全身振动还可造成腰椎损伤等运动系统影响。
2.局部振动对人体的不良影响
局部接触强烈振动主要是以手接触振动工具的方式为主的,由于工作状态的不同,振动可传给一侧或双侧手臂,有时可传到肩部。长期持续使用振动工具能引起末梢循环、末神经和骨关节肌肉运动系统的障碍,严重时可患局部振动病。
(1)神经系统
以上肢末梢神经的感觉和运动功能障碍为主,皮肤感觉、痛觉、触觉、温度功能下降,血压及心率不稳,脑电图有改变。
(2)心血管系统
可引起周围毛细血管形态及张力改变,上肢大血管紧张度升高,心率过缓,心电图改变。
(3)肌肉系统
可引起握力下降,肌肉萎缩、疼痛等。
(4)骨组织
可引起骨和关节改变,出现骨质增生、骨质疏松等。
(5)听觉器官
低频率段听力下降,如与噪声结合,则可加重对听觉器官的损害。
(6)其他
可引起食欲不振、胃痛、性功能低下、妇女流产等。
局部振动病是长期使用振动工具而引起的以末梢循环障碍为主的疾病,也可累及肢体神经及运动功能。发病部位多在上肢末端,其典型表现为发作性白指。局部振动病患者的主诉多为手部症状和神经衰弱综合征。手部的症状是麻、痛、胀、凉、汗、僵、颤。多汗一般在手掌,麻、痛多在夜间发作,影响睡眠。神经衰弱综合征多表现为头痛、头晕、失眠、乏力、心悸、记忆力减退及注意力不集中等。临床检查有手部痛觉、振动觉减退、前臂感觉和运动神经传导速度减慢。局部振动病的重要且有诊断意义的是振动性白指,以寒冷为诱因的间歇性手指发白或发绀。严重者还会出现骨骼、肌肉和关节的改变。
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(三)振动作业的个人防护
一、防振手套
防振手套用于防止手传振动对手的伤害,其性能和技术要求应执行《防振手套一般技术条件》(LD 2-91)的规定。
1.手套防振结构层厚度不超过7 mm。
2.手套的防振性能应符合表2的规定。
频率/HZ 衰减值/dB
63 >6
125 >10
250 >10
表2 防振手套的防振性能
防振手套主要是在手掌面添加一定厚度的泡沫塑料、乳胶以及空气夹层等来吸收振动。衬垫厚度越厚,其含空气量越多,减振效果越好。但掌、指面太厚时,又容易影响操作。
二、防振鞋
防振鞋是由皮革、人造革材料、纺织材料以及减振材料等合制而成。具有对来自足部振动的减振作用,预防振动对全身产生的不良影响,防振鞋应符合表3的规定。
倍频程频带中心频率/Hz 减震值/dB
16 2~4
31.5 4~7
63 4~7
表3 防振鞋减振值要求
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