生产性噪声是石材加工行业主要的职业病危害因素之一，该行业工作场所噪声检测超标严重，超标率可高达70%以上^[1-2]。噪声对石材加工作业工人听力的损伤也越来越严重^[3-4]，且噪声对人体的危害是全身性的，对心理状态、神经系统、心血管系统及其他组织器官都可产生不良影响^[5-6]。深圳市石材加工企业多为小微型规模，生产车间多为一个大厂房，各类设备噪声因受到周围众多声源的影响变得非常复杂。目前，工作场所噪声危害主要以噪声声级大小来评价岗位噪声是否符合职业接触限值，但是相同声级噪声的频谱特性可能不同。噪声频谱研究常见于测井技术^[7]、环境噪声^[8-9]、工业物联网^[10]、发电厂产噪设备^[11]等领域，至今未见在石材加工领域方面的应用。为了掌握石材加工企业工作场所噪声危害情况，对深圳市石材加工企业进行噪声声级及频谱的测量与分析，以期为评价该行业整体噪声特性和防控噪声危害提供参考。

1.   对象与方法

1.1   对象

2018年深圳市安全管理综合信息系统显示，深圳市共有228家石材加工企业，多为小微型企业（216家），其中173家企业分布在龙岗区和宝安区。本项目组成员自2018年以来一直从事深圳市石材加工行业职业病危害防控方面的工作，对该行业的企业分布、企业类型、企业规模、工艺设备、劳动者工作日志等都较为熟悉，为了在有限的时间、人力、采样设备等条件下获得更多数据资料，本研究采用立意抽样的方法，从173家企业中抽选38家作为研究对象。

1.2   方法

1.2.1   现场调查

2019年5—10月，对企业的基本情况及生产工艺进行调查，对企业的噪声危害进行测量，以掌握生产性产噪设备的布局及运行情况、噪声的特点等。

1.2.2   噪声测量

按照GBZ/T 189.8—2007《工作场所物理因素测量第8部分：噪声》^[12]的要求对生产车间噪声进行测量，依据GBZ 2.2—2007《工作场所有害因素职业接触限值第2部分：物理因素》 ^[13]进行评价。使用经过校准的2250 Light噪声频谱分析仪对工作场所噪声声级进行定点测量，噪声声级运用等效连续A声级，频谱分析运用Z声级，每个测量点用倍频程测量63 ~ 8 000 Hz范围内8个频段的声压级，测量时间为5 min，覆盖1个生产周期。

1.2.3   统计学分析

使用SPSS 22.0软件，以63 ~ 8 000 Hz范围内8个频段的声压级为变量，对14个岗位的测量数据进行输入并做统计分析，绘制频谱曲线图。根据不同岗位噪声频谱的属性，采用聚类分析中的离差平方和法（wards method），利用平方欧式距离将具有相似属性的频谱聚为一类，使得同一类的频谱具有高度的相似性。

2.   结果

2.1   企业职业卫生基本情况

38家石材加工企业均为小微型企业，总人数为727人，其中接触噪声危害的有417人，占企业总人数的57.4%。工作班制均为白班制，工作时间均为每天8 h，每周5 ~ 6 d。接噪作业人员中111人进行了噪声在岗职业健康检查，在岗体检率为26.6%，其中纯音听阈测试结果异常人数为61人，异常率为55.0%。

2.2   生产工艺和产噪设备

石材加工行业主要的生产工艺为开料切割→异形加工→干磨→水磨→粘接组装→包装质检等。产生噪声的生产设备主要有红外线桥切机、切边机、手持式水磨机、手持式干磨机、抛光机等。

2.3   噪声检测结果

石材加工行业噪声为非稳态噪声。根据噪声作业点分布情况，对38家企业生产车间14种工作岗位的150个点噪声声级进行了测量，结果见表 1。开孔机噪声声级最大值可达104.4 dB（A），平均值为98.83 dB（A），是噪声声级最大的产噪设备。水刀切割机噪声声级最小，平均值未超过80.00 dB（A）。除了机器磨边机、绳锯机、手扶磨机、水刀切割机平均噪声声级低于85.00 dB（A），其他产噪设备平均噪声声级都超过了85.00 dB（A）。

表  1  深圳市石材加工行业工作场所噪声声级测量结果

岗位	主要产噪设备	检测点数	噪声声级范围 /dB（A）	噪声平均值 /dB（A）
定厚	定厚机	1	88.3	88.30
吹吸风干	吹风机	1	92.1	92.10
倒角	倒角机	1	90.7	90.70
仿形	仿形机	6	81.3 ~ 91.6	87.87 ± 4.42
抛光	抛光机	3	80.6 ~ 91.9	87.73 ± 6.21
桥切	红外线桥切机	39	77.0 ~ 97.4	86.06 ± 5.46
切边	切边机	13	80.6 ~ 96.0	88.05 ± 4.21
干磨	手持干磨机	31	69.3 ~ 95.1	86.31 ± 5.85
机器磨边	机器磨边机	1	83.4	83.40
开孔	开孔机	3	90.2 ~ 104.4	98.83 ± 7.58
绳锯	绳锯机	1	78.2	78.20
手扶磨	手扶磨石机	2	79.0 ~ 85.1	82.05 ± 4.31
水刀切割	水刀切割机	2	75.2 ~ 78.1	76.65 ± 2.05
水磨	手持水磨机	46	72.3 ~ 97.8	87.25 ± 4.68
注：石材加工行业各企业主要生产工艺流程类似，但是该行业以订单式加工为主，根据不同客户的需求进行异形加工，因此定厚、吹吸风干、倒角、机器磨边和绳锯岗位只在个别企业存在，均只检测了1个点。

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2.4   噪声频谱检测分析

2.4.1   频谱分析结果

对各作业点噪声的频谱进行了测量分析，结果见表 2。石材加工行业主要的产噪设备在63 ~ 8 000 Hz各频段都有强度不等的噪声声级分布，各频段范围为56.0 ~ 91.8 dB（Z）。水刀切割机噪声声级最高值出现在63 Hz附近，定厚机噪声声级最高值出现在125 Hz附近，吹吸风干机噪声声级最高值出现在250 Hz附近，抛光机、切边机、绳锯机噪声声级最高值出现在1 000 Hz附近，机器磨边机和手扶磨机噪声声级最高值出现在2 000 Hz附近，倒角机、仿形机、桥切机、手持干磨机、开孔机、手持水磨机噪声声级最高值出现在4 000 Hz附近，开孔机的平均频谱峰值最高。通过频谱分析，石材加工行业工作场所产噪设备噪声呈现出低、中、高频率同时存在的宽带频谱特征和复杂性。

表  2  深圳市石材加工行业噪声频谱检测结果 (x±s)

岗位	检测点数	倍频程声压级/dB（Z）
		63 Hz	125 Hz	250 Hz	500 Hz	1 000 Hz	2 000 Hz	4 000 Hz	8 000 Hz
定厚	1	89.80	91.70	84.50	83.20	83.10	80.60	79.40	76.40
吹吸风干	1	75.60	80.10	89.70	80.80	83.10	87.70	84.50	79.80
倒角	1	71.60	73.10	75.60	79.50	84.10	81.60	86.10	82.80
仿形	6	69.4 ± 6.06	69.82 ± 2.93	74.82 ± 4.40	79 ± 8.11	80.48 ± 4.55	80.67 ± 4.80	82.72 ± 4.87	79.17 ± 5.15
抛光	3	78.67 ± 8.00	77.37 ± 7.82	76.9 ± 8.00	77.53 ± 6.69	81.37 ± 8.86	79.17 ± 8.55	76.93 ± 8.42	75.10 ± 9.14
桥切	39	71.03 ± 5.42	70.93 ± 5.74	73.18 ± 3.94	75.27 ± 4.32	76.41 ± 3.90	78.98 ± 5.95	79.82 ± 6.32	78.46 ± 7.20
切边	13	73.19 ± 5.93	75.32 ± 5.92	76.50 ± 3.81	78.87 ± 4.08	80.86 ± 3.55	80.42 ± 4.01	81.3 ± 5.56	78.53 ± 5.49
干磨	31	73.33 ± 7.04	72.58 ± 7.68	72.14 ± 4.44	73.87 ± 4.79	74.94 ± 4.33	77.69 ± 4.66	81.62 ± 6.64	79.26 ± 7.44
机器磨边	1	62.80	70.90	70.50	72.50	70.80	76.70	70.30	66.20
开孔	3	79.37 ± 2.26	83.93 ± 4.61	74.13 ± 1.72	78.3 ± 4.22	81.0 ± 0.9	85.2 ± 3.27	91.8 ± 7.7	89.8 ± 4.84
绳锯	1	73.40	65.90	69.60	71.20	75.10	68.60	64.30	56.00
手扶磨	2	71.2 ± 3.96	68.9 ± 1.56	73.0 ± 1.27	74.55 ± 1.34	73.95 ± 0.21	75.75 ± 4.03	73.75 ± 6.15	72.25 ± 10.82
水刀切割	2	72.15 ± 1.91	71.45 ± 6.15	72.0 ± 3.82	70.85 ± 4.74	68.8 ± 6.22	68.35 ± 4.03	68.5 ± 0.57	66.95 ± 4.74
水磨	46	69.87 ± 5.34	69.37 ± 5.13	70.58 ± 3.71	73.36 ± 3.52	77.00 ± 3.08	80.18 ± 4.32	81.53 ± 5.38	78.13 ± 6.66

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2.4.2   聚类分析结果

各种产噪设备的噪声频谱数据聚类分析结果见图 1。定厚机、吹吸风干机和开孔机的噪声频谱特征相似，平均噪声声级均低于95 dB（Z），在中低频和高频均有较高噪声声级，以开孔机最为明显，先是在125 Hz出现1次噪声声级峰值，之后随着频率的增高噪声声级有所下降，然后在高频4 000 Hz再次出现噪声声级峰值，见图 2。倒角机、仿形机、抛光机、桥切机、切边机、手持干磨机、手扶磨机和手持水磨机的噪声频谱特征相似，噪声声级峰值出现在高频，以倒角机最为明显，噪声声级随着频率的增高呈现上升趋势，在4 000 Hz噪声声级最大，之后下降，以高频噪声为主，见图 3。机器磨边机、绳锯机和水刀切割机的噪声频谱特征相似，噪声声级较小，均低于80 dB（Z），在1 000 ~ 2 000 Hz出现噪声声级峰值，2 000 Hz能量衰减幅度较大，以中高频噪声为主，见图 4。

图  1  深圳市石材加工企业各工序噪声频谱特征聚类谱系（使用Ward连接的树状图）

注：上方横坐标刻度为各类别相对距离。

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图  2  深圳市石材加工行业开孔机等设备的噪声频谱

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图  3  深圳市石材加工企业倒角机等设备的噪声频谱

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图  4  深圳市石材加工企业机器磨边机等设备的噪声频谱

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3.   讨论

随着经济的快速发展，深圳市石材加工行业步入了高速发展阶段，但是该行业存在的噪声职业危害却不容忽视。本次调查研究发现石材加工行业接噪人员在岗体检率低，38家企业接噪作业人员417人，在岗体检率仅为26.6%，纯音听阈测试结果异常率高达55.0%。这与香映平等^[14]研究发现深圳市石材加工行业作业人员听力异常率为51.5%极为相似。部分企业未对噪声作业职业禁忌证的劳动者调离噪声作业岗位，未对需要复查的劳动者按照要求安排复查和医学观察。纯音测听结果异常人员主要分布在仿形机、抛光机、桥切机、切边机、手持干磨机、手持水磨机等噪声声级超标岗位。不同生产设备产生噪声声级及频谱特性存在差异，准确掌握工作场所噪声声级及频谱特性可以采取有针对性的治理措施，从而达到较好的降噪效果。

聚类分析是对多个样本进行综合分类的多元统计分析方法。深圳市38家石材加工企业150个作业点噪声声级在69.3 ~ 104.4 dB（A）之间，定厚机、吹吸风干机、倒角机、仿形机、抛光机、桥切机、切边机、手持干磨机、开孔机、手持水磨机的平均噪声声级均超过了职业接触限值，其中开孔机的平均噪声声级和频谱峰值均为最高，水刀切割机的平均噪声声级和频谱峰值均为最低。通过频谱分析，水刀切割机的最大噪声声级出现在63 Hz，定厚机的最大噪声声级出现在125 Hz，其他产噪设备主要以中高频（250 ~ 4 000 Hz）噪声为主。石材加工行业噪声呈现出低、中、高频率同时存在的宽带频谱特征。针对石材加工行业噪声的水平及频谱特性，在进行噪声治理时应优先选择能显著降低中、高频噪声的措施。石材加工车间高噪声一方面来源于加工锯片高速运转时与空气相互作用产生的齿尖噪声，另一方面来源于锯片振动和物料摩擦。对于高频噪声，可优先从锯片基体的结构设计上达到消除高频噪声的目的。在不破坏锯片的平衡及所需刚性的条件下，在锯片基体上均匀布置若干个尺寸一致的小孔，在孔中镶嵌高阻尼合金或非金属物来达到减弱锯片弹性振动的传播，消除高频噪声，或者利用复合阻尼结构的锯片起到抑制峰值的作用。其次在安装及使用方法上降噪，如夹盘改造降噪、倒角机、开孔机等设备加装隔声罩，这些措施都可以不同程度地消除3 ~ 10 dB ^[15]。中、高频噪声的特点是随着距离的增加或遇障碍物能迅速衰减，因此可通过佩戴合适降噪值的护听器达到个人防护效果。机器磨边机、绳锯机、手扶磨机、水刀切割机的平均噪声声级较小，均未超过85.00 dB（A），主要由于该行业普遍采用了先进的绳锯切割机、水刀切割机、机器磨边机，通过设置隔音板、湿式作业等措施大大降低了噪声的产生，作业人员通过正确佩戴耳塞即可达到防护效果。本次研究还发现，各监测工作地点的噪声声级普遍高于频谱峰值，这与李淑华^[16]在claus风机噪声频谱的研究极为相似，说明还存在倍频程之外更高的能量未被检测。使用倍频程分析石材加工行业工作场所噪声不能涵盖场所噪声全貌，建议日后纳入31.5 Hz并考虑采用拓宽频带进行更详尽的研究。

综上，石材加工行业多为小微型企业，职业健康体检率低，企业负责人和管理人员应加强劳动者职业健康监护，包括定期的职业健康检查、职业健康监护档案的管理和保存。