Акустические колебания и их воздействие на организм человека

     Для измерения шума применяются приборы - шумомеры. В шумомере звук, воспринимаемый микрофоном, преобразуется в электрические колебания, которые усиливаются, пропускаются через фильтры, выпрямляются и регистрируются стрелочным прибором.

     Воздействие шума на организм может проявляться  в виде специфического поражения  органа слуха, нарушений со стороны  ряда органов и систем, снижения производительности труда, снижения внимания, повышения уровня травматизма.

     В отрасли связи шум является одним  из наиболее распространенных источников вредности.

     Шум оказывает влияние на весь организм человека: угнетает центральную нервную  систему, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, способствует нарушению  обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни, может приводить к профессиональным заболеваниям.

     Шум вызывает нарушение нормальной функции  желудка – уменьшается выделение  желудочного сока, изменяется кислотность, что приводит к гастритам и  язвам.

     Шум действует на вестибулярный аппарат, вызывая нарушение координации  движений, тошноту. Действуя на другие анализаторы, шум вызывает нарушение  концентрации внимания, ухудшает восприятие цветовых и звуковых сигналов. При  воздействии шума раньше возникает  чувство усталости и развиваются признаки утомления.

     Исключительно сильное влияние оказывает шум  на быстроту реакции, сбор информации и аналитические процессы. Из-за шума снижается производительность труда и ухудшается качество работы. Шум затрудняет своевременную реакцию  работающих на предупредительные сигналы  внутрицехового транспорта (автопогрузчиков, мостовых кранов и т.п.), что способствует возникновению несчастных случаев  на производстве.

     Шум обладает кумулятивным (накапливающим) действием. Чем старше человек, тем  резче его реакция на шумовое  раздражение.

     Количественные  значения уровня шума, оказывающего воздействие  на человека следующие. Шум с уровнем  звукового давления до 30-35 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40-60 дБ в условиях среды обитания создает  значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия и при длительном действии может быть причиной неврозов. При уровне шума 65 дБ (шум улицы, рынка, машинописного бюро) повышается кровяное давление, появляется быстрая утомляемость. Воздействие шума уровнем свыше 75 дБ может привести к потере слуха - профессиональной тугоухости. Уровень шума 90 дБ (шум поезда метрополитена) приводит к ухудшению деятельности желудочно-кишечного тракта, нарушению нервной деятельности. При шуме в 140 дБ (рев мотора самолета в 100 м) клетки коры головного мозга находятся в состоянии, близком к истощению, возникают механические колебания тканей и разрушение нервных клеток, могут быть нарушены связи между частями внутреннего уха. При действии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, контузия, а при еще более высоких (более 160 дБ) и смерть.

     Вредное воздействие шума зависит и от длительности нахождения человека в  неблагоприятных в акустическом отношении условиях. Поэтому введено  понятие дозы шума. Доза шума - интегральная величина, учитывающая акустическую энергию, воздействующую на человека за определенный период времени.

     Специфическое шумовое воздействие, сопровождающееся повреждением слухового анализатора, проявляется медленно прогрессирующим  снижением слуха. Длительное воздействие  шума большой интенсивности приводит к патологическому состоянию  слухового аппарата и его утомлению. Утомление может постепенно перейти  в тугоухость и глухоту. Чаще всего  снижение слуха развивается в  течение 5–7 лет и более – ухудшается восприятие шепотной речи, появляются головные боли, шум и писк в ушах. Период отдыха, восстановления слухового  восприятия, становится все длиннее.

     У некоторых лиц серьезное шумовое  повреждение слуха может наступить  в первые месяцы воздействия, у других — потеря слуха развивается постепенно, в течение всего периода работы на производстве. Снижение слуха на 10 дБ практически неощутимо, снижение на 20 дБ начинает серьезно мешать человеку, так как нарушается способность  слышать важные звуковые сигналы, наступает  ослабление разборчивости речи.

     Помимо  патологии органа слуха при воздействии  шума наблюдаются отклонения в состоянии  вестибулярной функции, а также  общие неспецифические изменения  в организме: рабочие жалуются на головные боли, головокружение, боли в  области сердца, повышение артериального  давления, боли в области желудка  и желчного пузыря, изменение кислотности  желудочного сока. Шум вызывает снижение функции защитных систем и общей  устойчивости организма к внешним  воздействиям.

     Основные  мероприятия по борьбе с шумом - это  технические мероприятия, которые  проводятся по трем главным направлениям:

     Ø     устранение причин возникновения шума или снижение его в источнике;

     Ø     ослабление шума на путях передачи;

     Ø     непосредственная защита работающих.

     Наиболее  эффективным средством снижения шума является замена шумных технологических  операций на малошумные или полностью  бесшумные, однако этот путь борьбы с  шумом не всегда возможен, поэтому  большое значение имеет снижение шума в источнике. Снижение шума в источнике достигается путем совершенствования конструкции или схемы той части оборудования, которая производит шум, использования в конструкции материалов с пониженными акустическими свойствами, оборудования на источнике шума дополнительного звукоизолирующего устройства или ограждения, расположенного по возможности ближе к источнику.

     Одним из наиболее простых технических  средств борьбы с шумом на путях  передачи является звукоизолирующий кожух, который может закрывать отдельный  шумный узел машины.

     Значительный  эффект снижения шума от оборудования дает применение акустических экранов, отгораживающих шумный механизм от рабочего места или зоны обслуживания машины.

     Применение  звукопоглощающих облицовок для  отделки потолка и стен шумных помещений приводит к изменению  спектра шума в сторону более  низких частот, что даже при относительно небольшом снижении уровня существенно  улучшает условия труда.

     Для снижения аэродинамического шума применяют  глушители. Глушители шума принято делить на абсорбционные, использующие облицовку поверхностей воздуховодов звукопоглощающим материалом; реактивные типа расширительных камер, резонаторов, узких отростков, длина которых равна ¼ длины волны заглушаемого звука; комбинированные, в которых поверхности реактивных глушителей облицовывают звукопоглощающим материалом; экранные.

     Учитывая, что с помощью технических  средств в настоящее время  не всегда удается решить проблему снижения уровня шума большое внимание должно уделяться применению средств  индивидуальной защиты. В качестве индивидуальных средств защиты рекомендуется  применение наушников, вкладышей, шлемов защищающих ухо от неблагоприятного действия шума. Эффективность средств  индивидуальной защиты может быть обеспечена их правильным подбором в зависимости  от уровней и спектра шума, а  также контролем за условиями их эксплуатации.   
 
 
 
 

3.  Влияние  ультразвука  на организм человека

     Ультразвук применяют в машиностроении, металлургии, приборостроении, радиотехнике. Применяют ультразвук в промышленности при изготовлении стёкол, изделий из керамики, резании. С помощью ультразвука осуществляются процессы сварки, изготовления эмульсий, лужения. Ультразвук нашел также применение в медицине.

     Ультразвук  обладает главным образом локальным  действием на организм, поскольку  передается при непосредственном контакте с ультразвуковым инструментом, обрабатываемыми  деталями или средами, где возбуждаются ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания, генерируемые ультразвуком низкочастотным промышленным оборудованием, оказывают неблагоприятное влияние  на организм человека. Под действием  низкочастотного ультразвука у  человека могут развиваться функциональные изменения центральной нервной  системы, сердечно-сосудистой системы, слухового и вестибулярного аппарата. Наиболее характерны резкое утомление, головные боли и чувство давления в голове, затруднения при концентрации внимания, торможение мыслительного процесса, нарушение сна.

     Контактное  воздействие высокочастотного ультразвука  на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности, т.е. развиваются  периферические неврологические нарушения. Установлено, что ультразвуковые колебания  могут вызывать изменения костной  структуры с разрежением плотности  костной ткани.

     Характер  изменений, возникающих в организме  под воздействием ультразвука, зависит  от дозы воздействия.

     Малые дозы - уровень звука 80-90 дБ - дают стимулирующий  эффект - микромассаж, ускорение обменных процессов. Большие дозы - уровень звука 120 и более дБ – дают поражающий эффект.

     Основу  профилактики неблагоприятного воздействия  ультразвука на лиц, обслуживающих  ультразвуковые установки, составляет гигиеническое нормирование.

     Меры  предупреждения неблагоприятного действия ультразвука состоят в первую очередь в проведении мероприятий  технического характера. К ним относятся:

§        создание автоматизированного ультразвукового оборудования с дистанционным управлением;

§        использование, по возможности, маломощного оборудования, что способствует снижению интенсивности шума и ультразвука на рабочих местах на 20-40 дБ;

§        размещение оборудования в звукоизолированных помещениях или кабинетах с дистанционным управлением;

§        оборудование звукоизолирующих устройств, кожухов, экранов из листовой стали или дюралюминия, покрытых резиной, противошумной мастикой и другими материалами.

     При проектировании ультразвуковых установок  целесообразно использовать рабочие  частоты, наиболее удаленные от слышимого  диапазона - не ниже 22 кГц.³

     Если  по производственным причинам невозможно снизить уровень интенсивности  шума и ультразвука до допустимых значений, необходимо использование  средств индивидуальной защиты - противошумов, резиновых перчаток с хлопчатобумажной прокладкой и др.

     К мерам профилактики организационного плана следует отнести соблюдение режима труда и отдыха, запрещение сверхурочных работ. При контакте с  ультразвуком более 50% рабочего времени  рекомендуются перерывы продолжительностью 15 мин через каждые 1,5 часа работы. Значительный эффект дает комплекс физиотерапевтических процедур - массаж, водные процедуры, витаминизация  и др.

4.  Инфразвук,  его воздействие и средства  борьбы  

     Развитие  техники и транспортных средств, совершенствование технологических  процессов и оборудования сопровождаются увеличением мощности и габаритов  машин, что обусловливает тенденцию  повышения низкочастотных составляющих в спектрах и появление инфразвука, который является сравнительно новым, не полностью изученным фактором производственной среды.

     Обычно  верхней границей инфразвуковой  области считают частоты 16-25 Гц. Нижняя граница инфразвука не определена. Для инфразвука характерно малое  поглощение. Двигаясь со скоростью 330 м/с в воздухе и 1650 м/с в воде, инфразвук на расстояниях, исчисляемых сотнями километров, ослабляется незначительно. Поэтому инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень большие расстояния.

     Частотный диапазон инфразвука лежит ниже порога слышимости и человеческое ухо не способно воспринимать эти акустические колебания.

     Производственный  инфразвук возникает за счет тех  же процессов что и шум слышимых частот. Наибольшую интенсивность инфразвуковых  колебаний создают машины и механизмы, имеющие поверхности больших  размеров, совершающие низкочастотные механические колебания (инфразвук  механического происхождения) или  турбулентные потоки газов и жидкостей (инфразвук аэродинамического или  гидродинамического происхождения).

     Максимальные  уровни низкочастотных акустических колебаний  от промышленных и транспортных источников достигают 100-110 дБ.

     Исследования  биологического действия инфразвука на организм показали, что при уровне от 110 до 150 дБ и более он может  вызывать у людей неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения, к числу которых следует  отнести изменения в центральной  нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной  системах, вестибулярном анализаторе. Отмечают жалобы на головные боли, головокружение, осязаемые движения барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижение внимания и работоспособности; может появиться чувство беспричинного страха, сонливость, затруднение речи. Специфическая для действия инфразвука реакция - нарушение равновесия. При воздействии инфразвука с уровнем 105 дБ отмечены психофизиологические реакции в форме повышения тревожности и неуверенности, эмоциональной неустойчивости.

     Имеются данные о том, что инфразвук вызывает снижение слуха преимущественно  на низких и средних частотах. Выраженность этих изменений зависит от уровня интенсивности инфразвука и длительности его действия.⁴