Problematyka ochrony słuchu i oceny zagrożenia hałasem wytwarzanym przez broń palną

Transkrypt

1 MŁYŃSKI Rafał 1 KOZŁOWSKI Emil 2 Problematyka ochrony słuchu i oceny zagrożenia hałasem wytwarzanym przez broń palną WSTĘP Ochrona słuchu jest niezwykle istotna w przypadku wszelkich zajęć, podczas których słuch narażony jest na oddziaływanie hałasu impulsowego wytwarzanego przez broń palną. Należy przy tym podkreślić, że hałas o charakterze impulsowym jest szczególnie niebezpieczny, ze względu na to, że nawet pojedyncza, krótkotrwała ekspozycja na silny impuls akustyczny może spowodować uszkodzenie słuchu [1]. W zależności od rodzaju broni, wystrzałom mogą towarzyszyć impulsy o poziomie db, lub nawet wyższym [5]. W przypadku hałasu o charakterze impulsowym, najczęściej nie ma możliwości ograniczenia oddziaływania tego hałasu za pomocą środków technicznych i działań organizacyjnych, co sprawia, że konieczne staje się wtedy stosowanie ochronników słuchu [2]. Należy przy tym mieć na uwadze, że aby ochronniki słuchu prawidłowo spełniały swoje zadanie tzn. uchroniły ich użytkownika przez uszkodzeniami słuchu, ochronniki te powinny być tak dobrane, aby parametry hałasu docierającego do ucha osoby nie przekraczały wartości niebezpiecznych dla słuchu. Stosowanie ochronników słuchu wiąże się z kilkoma zasadniczymi problemami. Po pierwsze, w przypadku hałasu o dużym poziomie, występują trudności pomiarowe podczas badań parametrów hałasu impulsowego, które należy przeprowadzić, aby pozyskać dane do doboru odpowiednich ochronników słuchu. Bardzo często, zakres pomiarowy standardowych mierników poziomu dźwięku jest niewystarczający i jednocześnie mierniki te nie umożliwiają przeprowadzenia ewentualnego pomiaru parametrów czasowych hałasu impulsowego. Występuje wtedy konieczność korzystania ze specjalizowanych układów pomiarowych. Ponadto, należy mieć na uwadze, że skuteczność blokowania docierania dźwięku do ucha użytkownika ochronników słuchu jest skończona. Istotne jest przy tym prawidłowe zakładanie ochronników słuchu. Co więcej, szczególnie w przypadku narażenia na hałas impulsowy, pojawia się problem z kompatybilnością ochronników słuchu z innymi środkami ochrony indywidualnej. Niekompatybilność ta może prowadzić do braku możliwości stosowania wybranego wyposażenia lub do potencjalnego ograniczenia skuteczności ograniczania hałasu przez ochronnik słuchu. Celem niniejszej pracy było omówienie zagadnień związanych z oceną narażenia na hałas impulsowy oraz przedstawienie wyników badań parametrów hałasu impulsowego wytwarzanego przez przykładowe źródła tego rodzaju hałasu. Ponadto omówiono problemy występujące podczas ochrony słuchu przed hałasem wytarzanym przez broń palną, w tym w aspekcie kompatybilności środków ochrony indywidualnej. 1. KRYTERIA OCENY NARAŻENIA NA HAŁAS IMPULSOWY Wśród kryteriów oceny narażenia na hałas impulsowy należy wymienić przede wszystkim wartości dopuszczalne parametrów hałasu - wartości najwyższych dopuszczalnych natężeń (NDN), odnoszące się do stanowisk pracy. Najważniejszym parametrem wskazującym na zagrożenie hałasem impulsowym jest szczytowy poziom dźwięku C (L Cpeak ), a wartość dopuszczalna w jego przypadku została określona na 135 db [7]. Istotne jest aby nie występowało również przekroczenie wartości 1 Centralny Instytut Ochrony Pracy- Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Zagrożeń Wibroakustycznych; Warszawa; ul. Czerniakowska 16. Tel: , rmlynski@ciop.pl 2 Centralny Instytut Ochrony Pracy- Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Zagrożeń Wibroakustycznych; Warszawa; ul. Czerniakowska 16. Tel: , emkoz@ciop.pl 1140

2 dopuszczalnej któregokolwiek z dwóch pozostałych, podlegających ocenie na stanowisku pracy parametrów: maksymalnego poziomu dźwięku A (LAmax) 115 db, poziomu ekspozycji odniesionego do 8-godzinnego dobowego wymiaru czasu pracy (LEX,8h) [7]. Przepisy odnoszące się do stanowisk pracy mają również zastosowanie w przypadku narażenia na hałas żołnierzy. Wynika to z postanowień zawartych w Rozporządzeniu Ministra Obrony Narodowej z dnia 29 kwietnia 2004 r. [6], zgodnie z którym żołnierze zawodowi zobowiązani są m. in. do przestrzegania przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy określonych w Kodeksie pracy. W przypadku wartości dopuszczalnych odnoszących się do hałasu w środowisku pracy stosowane są jedynie parametry amplitudowe hałasu (LCpeak, LAmax i LEX,8h). Ocenę narażenia na hałas uproszczono, nie biorąc pod uwagę trwania czasu impulsu akustycznego. W przypadku hałasu impulsowego przebieg czasowy jego ciśnienia akustycznego również wpływa na to, jakie są skutki działania hałasu na słuch [1]. Stąd, kryteria ryzyka uszkodzenia słuchu opracowane na potrzeby armii uwzględniają parametry amplitudowe, jak i parametry czasowe hałasu impulsowego [8]. Przeprowadzenie oceny narażenia na hałas zgodnie z kryteriami ryzyka uszkodzenia słuchu opracowanymi na rzecz armii wymaga określenia wartości szczytowego poziomu ciśnienia akustycznego (Lpeak) oraz łącznego czasu trwania impulsów, na jakie narażony jest żołnierz w ciągu doby. Następnie należy sprawdzić czy wartość wyznaczonego poziomu i czasu trwania sprawia, że przekroczona jest kryterialna linia graniczna na dwuwymiarowym wykresie. Oś odciętych tego wykresu wyskalowana jest w wartościach czasu trwania impulsów, natomiast oś rzędnych w wartościach szczytowego poziomu ciśnienia akustycznego [8]. Zasadnicza różnica pomiędzy kryteriami w których uwzględnia się poziom i czas trwania impulsów, a oceną w oparciu o wartości dopuszczalne poziomu określone dla środowiska pracy, uwydatnia się dla impulsów o odpowiednio krótkim czasie ich trwania. Wartość szczytowego poziomu ciśnienia akustycznego, która zgodnie z kryteriami opracowanymi na potrzeby armii, nie powinna spowodować uszkodzenia słuchu, jest bowiem istotnie większa, przykładowo nawet o 35 db, niż dopuszczalna wartość LCpeak = 135 db wynikająca z przepisów odnoszących się do środowiska pracy. 2. WYPOSAŻENIE DO POMIARU PARAMETRÓW HAŁASU WYTARZANEGO PRZEZ BROŃ PALNĄ Potrzeba przeprowadzania pomiarów parametrów hałasu wynika z konieczności oceny narażenia na ten hałas. Ponadto, gdy muszą być stosowane ochronniki słuchu, konieczne jest uzyskanie danych niezbędnych do doboru tych ochronników. Tak jak powiedziano we wstępie, możliwości pomiarowe standardowych mierników poziomu dźwięku są najczęściej niewystarczające do celów precyzyjnego charakteryzowania parametrów hałasu impulsowego wytwarzanego przez broń palną. Zakres pomiarowy mierników poziomu dźwięku najczęściej nie przekracza db, natomiast szczytowy poziom dźwięku C impulsów wytwarzanych podczas strzałów z broni palnej znacznie przewyższa te wartości [5]. W związku z tym, w niniejszej pracy, parametry hałasu impulsowego badano z użyciem układu pomiarowego o rozszerzonych, względem mierników poziomu dźwięku, możliwościach. Stosowany układ pomiarowy wyposażony był w mikrofon Brüel & Kjær 4941 o zakresie pomiarowym pozwalającym na pomiar poziomu ciśnienia akustycznego o wartości do 184 db. Sygnał z mikrofonu był wzmacniany przez przedwzmacniacz Brüel & Kjær 2669 i podawany na wejście kasety pomiarowej 3560-C systemu Brüel & Kjær PULSE. Pracą układu pomiarowego sterowano za pomocą aplikacji Brüel & Kjær PULSE LabShop zainstalowanej na komputerze przenośnym, dokonując rejestracji przebiegów czasowych hałasu impulsowego. Analizę uzyskanych w ten sposób danych pomiarowych, polegającą na wyznaczaniu wartości określonych parametrów zarejestrowanych przebiegów czasowych, przeprowadzano w środowisku Matlab. Zdjęcie opisywanego układu pomiarowego zamieszczono na fotografii

3 Fot. 1. Układ do pomiaru parametrów hałasu wytarzanego przez broń palną. Od lewej: mikrofon z przedwzmacniaczem (na statywie), kaseta pomiarowa, komputer sterujący pracą układu pomiarowego oraz do analizy danych pomiarowych. 3. OBIEKT BADAŃ Przeprowadzono badania parametrów hałasu impulsowego wytwarzanego przez pistolet kaliber 9 mm, i karabin kaliber 7,62 mm. W przypadku pistoletu pomiary przeprowadzono na strzelnicy zamkniętej, natomiast w przypadku karabinu w warunkach ćwiczeń poligonowych. 4. WYNIKI BADAŃ Hałas wytwarzany podczas wystrzałów z broni palnej scharakteryzowano za pomocą parametrów, które muszą być oceniane w środowisku pracy: L Cpeak, L Amax i L EX,8h [7]. Ponadto wyznaczono wartość parametrów stosowanych w jednym z kryteriów ryzyka uszkodzenia słuchu kryterium Pfandera [8]: L peak oraz Czas C. Drugi z wymienionych parametrów, Czas C, służy do określania czasu trwania impulsu. Jest to łączny czas przekraczania przez przebieg czasowy ciśnienia akustycznego wartości -10 db względem wartości szczytowej. Wartość szczytowa jest obliczana z wartości bezwzględnej sygnału. Parametry hałasu impulsowego wyznaczono przy założeniu ekspozycji na 100 wystrzałów. Wartości wyznaczonych parametrów zamieszczono w tabeli 1. Tab. 1. Parametry hałasu wytwarzanego przez broń palną Źródło hałasu Nr pomiaru L Cpeak [db] L Amax [db] L EX, 8h [db] L peak [db] Czas C [ms] 1 148,0 118,0 93,7 155,8 30 pistolet 2 147,9 118,3 94,0 155, ,1 117,9 93,5 155, ,6 121,9 97,4 169,8 23 karabin 2 158,2 122,5 98,1 168, ,7 122,8 98,0 169,9 16 Analizując dane z tabeli 1, dotyczące parametrów ocenianych zgodnie z przepisami odnoszącymi się do stanowisk pracy - L Cpeak, L Amax i L EX,8h, we wszystkich analizowanych przypadkach należy stwierdzić przekroczenie wartości dopuszczalnej każdego z tych parametrów. Ocenę narażenia na hałas impulsowy zgodnie z kryterium opracowanym na potrzeby armii, przeprowadzono z użyciem wykresu 1. Na wykresie tym zaznaczono punkty określone przez wartości parametrów hałasu (L peak i Czas C) zmierzonych dla pistoletu i karabinu. Oprócz tego narysowano przebieg kryterialnej linii granicznej ( Kryterium ) rozdzielającej obszar wykresu na dwie części. 1142

4 Wykres 1. Wykres do oceny narażenia na hałas impulsowy według kryterium Pfandera ryzyka uszkodzenia słuchu. Każdy punkt z wynikami został wyznaczony przy założeniu narażenia na 100 wystrzałów. Wszystkie punkty na wykresie 1, przedstawiające wyniki pomiarów, znajdują się powyżej kryterialnej linii granicznej, co oznacza, że zgodnie z założeniami kryterium Pfandera są one niebezpieczne dla słuchu. Należy przy tym mieć na uwadze, że wyniki zamieszczone na wykresie 1 wyznaczono przy założeniu, że Czas C reprezentować ma ekspozycję na 100 wystrzałów. Odpowiednie zmniejszenie liczby strzałów spowodowałoby przesunięcie się punktów z wynikami w lewą stronę wykresu. Jednakże w przypadku karabinu, zarówno poziom (Lpeak), jak i Czas trwania impulsu (Czas C), mają na tyle dużą wartość, że nawet gdyby liczbę ekspozycji ograniczyć do tylko jednego wystrzału, punkty z wynikami nigdy nie znajdą się w obszarze impulsów bezpiecznych. Wyniki odnoszące się do kryterium Pfandera, przy założeniu ekspozycji na jeden wystrzał pokazano na wykresie 2. Wykres 2. Wykres do oceny narażenia na hałas impulsowy według kryterium Pfandera ryzyka uszkodzenia słuchu. Każdy punkt z wynikami został wyznaczony przy założeniu narażenia na 1 wystrzał. 5. STOSOWANIE ŚRODKÓW OCHRONY INDYWIDUALNEJ Stosowanie ochronników słuchu może się spotkać w praktyce z określonymi trudnościami. Pierwsza trudność związana jest z zakładaniem ochronników słuchu przez ich użytkowników. Użytkownicy powinni odbyć trening zakładania ochronników, aby nie występowało zmniejszanie skuteczności ograniczania przez nie hałasu, na skutek nieprawidłowego ich zakładania. Problem ten w szczególności dotyczy wkładek przeciwhałasowych, ponieważ niedoświadczone osoby nie potrafią ich umieścić dostatecznie głęboko w zewnętrznym przewodzie słuchowym. 1143

5 Poza problemem związanym z nieprawidłowym zakładaniem ochronników słuchu, wyróżnić należy problem niekompatybilności różnego rodzaju środków ochrony indywidualnej. Personel, który narażony jest na hałas wytwarzany przez broń najczęściej musi stosować ochronę głowy hełm. Niestety w bardzo dużej liczbie przypadków nie jest możliwe współużywanie hełmu z ochronnikami słuchu. Prawidłowe założenie ochronnika słuchu może uniemożliwiać prawidłowe założenie hełmu, i odwrotnie. Problem ten zobrazowano za pomocą przykładów pokazanych na fotografiach 2 i 3. Na fotografii 2 przedstawiono skutki próby jednoczesnego założenia nauszników przeciwhałasowych i hełmu. Trzeba zauważyć, że stosowanie nauszników nie pozwala prawidłowo założyć hełmu, który opiera się na czaszach nausznika i jest tym samym nieprawidłowo zbyt wysoko osadzony na głowie. W przypadku braku dostępności odpowiednio wyprofilowanego hełmu, wspólnie z hełmem nieprzystosowanym do współużywania z nausznikami przeciwhałasowymi, mogą być stosowane wkładki przeciwhałasowe, co pokazano na fotografii 3. Fot. 2. Próba jednoczesnego stosowania hełmu i nauszników przeciwhałasowych (z układami elektronicznymi) Fot. 3. Jednoczesne stosowanie hełmu i wkładek przeciwhałasowych (z układami elektronicznymi) Innym istotnym problemem związanym ze stosowaniem ochronników słuchu jest ich ograniczona skuteczność w blokowaniu dźwięku docierającego do ucha ich użytkownika. Hałas wytwarzany przez określone jego źródło, może być przez jedne ochronniki słuchu ograniczany niedostatecznie, przez inne odpowiednio, a w niektórych przypadkach przez jeszcze inne zbyt silnie [3]. Mówiąc inaczej, określony ochronnik słuchu będzie odpowiedni do zabezpieczenia słuchu przed hałasem wytwarzanym przez jedno ze źródeł, a w przypadku innego źródła hałasu, ten sam ochronnik może okazać się nieodpowiedni. W przypadku hałasu impulsowego wytwarzanego przez broń osobistą (pistolety) większość ochronników słuchu jest odpowiednia do prawidłowej ochrony słuchu [4]. W przypadku hałasu wytwarzanego przez działa, dostateczne ograniczanie impulsów akustycznych będzie miało miejsce jedynie w przypadku ochronników słuchu najsilniej tłumiących hałas [10]. Należy przy tym mieć na uwadze, że istnieją źródła hałasu, np. działa dużego kalibru lub eksplozje materiałów wybuchowych, w przypadku których nie istnieje możliwość dostatecznego ograniczania hałasu z użyciem ochronników słuchu [9]. WNIOSKI Hałas wytwarzany przez broń palną stanowi istotne zagrożenie dla słuchu. Wskazują na to zarówno wyniki oceny narażenia na hałas przeprowadzane zgodnie z przepisami odnoszącymi się do stanowisk pracy, jak i zgodnie z kryterium opracowanym na rzecz armii. Narażenie na hałas wytwarzany przez broń palną pociąga za sobą konieczność stosowania właściwie dobranych ochronników słuchu. Poza aspektami związanymi ze skutecznością ograniczania hałasu przez określone ochronniki słuchu, 1144

6 należy mieć na uwadze między innymi kwestie związane z kompatybilnością różnych środków ochrony indywidualnej. Niezapewnienie takiej kompatybilności może skutkować ograniczeniem skuteczności stosowanej ochrony, a także brakiem możliwości prawidłowego jej stosowania. PODZIĘKOWANIA Publikacja opracowana na podstawie wyników II oraz III etapu programu wieloletniego pn. Poprawa bezpieczeństwa i warunków pracy, finansowanego w latach oraz w zakresie zadań służb państwowych przez Ministerstwo Pracy i Polityki Społecznej. Koordynator programu: Centralny Instytut Ochrony Pracy Państwowy Instytut Badawczy. Streszczenie Hałas impulsowy wytwarzany podczas strzałów z broni palnej charakteryzuje się znacznie większymi wartościami szczytowego poziomu dźwięku C niż ma to miejsce w przypadku impulsów wytwarzanych w przemyśle np. podczas obróbki metalu. W zależności od rodzaju broni, wystrzałom towarzyszą impulsy o poziomie db, lub nawet wyższym. Należy przy tym zaznaczyć, że hałas impulsowy obecny podczas wystrzałów z broni palnej jest szczególnie niebezpieczny i w skrajnych przypadkach trwały ubytek słuchu może być wywołany nawet pojedynczym impulsem. Szczególnego znaczenia nabiera więc ocena narażenia na ten rodzaj hałasu i skuteczność jego ograniczania przez ochronniki słuchu. Wśród kryteriów oceny narażenia na hałas wyróżnić trzeba przepisy odnoszące się do stanowisk pracy i wojskowe kryteria ryzyka uszkodzenia słuchu. Proces oceny narażenia wiąże się z określonymi trudnościami pomiarowymi, takimi jak niedostateczny zakres pomiarowy standardowych mierników poziomu dźwięku i wynikająca z tego konieczność stosowania specjalizowanego systemu pomiarowego. Ochrona słuchu napotyka natomiast na problem braku kompatybilności używanego przez żołnierzy wyposażenia: np. hełmów i nauszników przeciwhałasowych. The issue of hearing protection and the assessment of exposure to noise produced by firearms Abstract Impulsive noise produced by firearms is characterized by a much higher values of the C-weighted peak sound pressure level than in the case of impulses produced in the industry e.g. during metalworking processes. Depending on the type of weapons, shootings are associated with impulses which level is db or even higher. It should be noted that the impulse noise present during the firing of firearms is particularly hazardous and in extreme cases, permanent hearing loss can be caused by even a single impulse. Of particular importance is assessment of exposure to this kind of noise and the effectiveness of its limiting by hearing protectors. Among the criteria for the assessment of exposure to noise it should be listed regulations applied to workstations and hearing damage risk criteria developed for the Army. The process of assessment of exposure is associated with certain difficulties in measurements, such as insufficient range of standard sound level meters and consequently need for using specialized measurement system. Hearing conservation while encountering the problem of the lack of compatibility of equipment used by the soldiers, e.g. helmets and earmuffs. BIBLIOGRAFIA 1. Lwow F., Józków P., Mędraś M., Occupational Exposure to Impulse Noise Associated With Shooting. International Journal of Occupational Safety and Ergonomics (JOSE) 2011, 17(1), Młyński R., Kozłowski E., Adamczyk J., Assessment of impulse noise hazard and the use of hearing protection devices in workplaces where forging hammers are used. Archives of Acoustics 2014, 39, 1, Młyński R., Kozłowski E., Ocena ograniczania hałasu impulsowego przez wkładki przeciwhałasowe podczas obróbki metalu. Medycyna Pracy 2014, 65, 2, Młyński R., Ocena i ograniczanie narażenia trenera strzelania na hałas impulsowy. Pomiary Automatyka Kontrola 2013, 59, 11,

7 5. Młyński R., Żera J., Kozłowski E., Zagrożenie hałasem impulsowym wytwarzanym w przemyśle oraz podczas strzałów i eksplozji. Bezpiecz. Pr. 2012, 3(486), Rozporządzenie Ministra Obrony Narodowej z dnia 29 kwietnia 2004 r. w sprawie stosowania do żołnierzy zawodowych przepisów Kodeksu pracy w dziedzinie bezpieczeństwa i higieny pracy. Dz.U nr 108 poz Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 29 listopada 2002 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. DzU nr 217, poz. 1833; zmiany: 2005, nr 212, poz. 1769; 2007, nr 161, poz Smoorenburg G.F., Damage risk criteria for impulse noise. [In:] Hamernik R.P., Henderson D., Salvi R. (editors): New perspectives on noise. New York, NY, USA: Raven Press, 1982, Toppila E., Starck J. The attenuation of hearing protectors against high-level shooting impulses. The XIII International Conference on Noise Control, Gdynia, Poland, 6-9 czerwca Zera J., Mlynski R., Kozlowski E., Performance of earmuffs in cannon firing noise. The 16 th International Congress on Sound and Vibration (ICSV16), Kraków, Poland, 5-9 lipca