Влияние шума и инфразвука на организм человека

Влияние шума и инфразвука на организм человека. Шум – беспорядочное сочетание различных по силе и частоте звуков; способен оказывать неблагоприятное воздействие на организм.

Источником шума является любой процесс, вызывающий местное изменение давления или механические колебания в твердых, жидких или газообразных средах. Действие его на организм человека связано главным образом с применением нового, высокопроизводительного оборудования, с механизацией и автоматизацией трудовых процес¬сов: переходом на большие скорости при эксплуатации различных станков и агрегатов.

Источниками шума могут быть двигатели, насосы, компрессоры, турбины, пневматические и электрические инструменты, молоты, дробилки, станки, центрифуги, бункеры и прочие установки, имеющие движущиеся детали. Кроме того, за последние годы в связи со значительным развитием городского транспорта возросла интенсивность шума и в быту, поэтому как неблагоприятный фактор он приобрел большое социальное значе¬ние. Шум имеет определенную частоту, или спектр, выражаемый в герцах, и интенсивность – уровень звукового давления, измеряемый в децибелах.

Для человека область слышимых звуков определяется в интервале от 16 до 20 000 Гц. Наиболее чувствителен слуховой анализатор к восприятию звуков частотой 1000—3000 Гц (речевая зона). Измерение, анализ и регистрация спектра шума производятся специаль¬ными приборами — шумомерами и вспомогательными приборами (са¬мописцы уровней шума, магнитофон, осциллограф, анализаторы стати¬стического распределения, дозимет¬ры и др.). Поскольку ухо менее чув¬ствительно к низким и более чувст¬вительно к высоким частотам, для получения показаний, соответствую¬щих восприятию человека, в шумомерах используют систему коррек¬тированных частотных характери¬стик — шкалы А, В, С, D и линей¬ную шкалу, которые отличаются по восприятию.

В практике применяет¬ся в основном шкала А. Нормируемыми параметрами шума являются уровни звукового давле¬ния в октавных полосах со средне¬геометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и эквивалентный (по энергии) уровень звука в децибелах (шкала А). До¬пустимые уровни шума на рабочих местах не превышают соответствен¬но 110, 94, 87, 81, 78, 75, 73 дБ, а по шкале А — 80 дБ. Шум - один из наиболее распрост¬раненных неблагоприятных физи¬ческих факторов окружающей среды, приобретающих важное социально-гигиеническое значение, в связи с урбанизацией, а также механизацией и автоматизацией технологических процессов, дальнейшим развитием дизелестроения, реактивной авиации, транспор¬та. Например, при запуске реактивных двигателей самолетов уровень шума колеблется от 120 до 140 дБ при клепке и рубке листовой стали — от 118 до 130 дБ, работе деревообра¬батывающих станков—от 100 до 120 дБ, ткацких станков—до 105 дБ; бытовой шум, связанный с жизне¬деятельностью людей, составляет 45—60 дБ. Для гигиенической оценки шум подразделяют: по характеру спектра — на широко¬полосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы и то¬нальный, в спектре которого имеются дискретные тона; по спектральному составу — на низкочастотный (мак¬симум звуковой энергии приходит¬ся на частоты ниже 400 гЦ), средне-частотный (максимум звуковой энергии на частотах от 400 до 1000 гЦ) и высокочастотный (макси¬мум звуковой энергии на частотах выше 1000 гЦ); по временным харак¬теристикам — на постоянный (уро¬вень звука изменяется во времени но более чем на 5 Дб — по шкале А) и непостоянный.

К непостоянному шуму относятся колеблющийся шум, при котором уровень звука непрерывно изменяется во времени; прерыви¬стый шум (уровень звука остается постоянным в течение интервала дли¬тельностью 1 сек. и более); импульс¬ный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов дли¬тельностью менее 1 сек. Механизм действия шума на организм сложен и не¬достаточно изучен.

Когда речь идет о влиянии шума, то обычно основное внимание уделяют состоянию органа слуха, так как слу¬ховой анализатор в первую очередь воспринимает звуковые коле¬бания и поражение его является адекватным действию шума на организм.

Наряду с органом слуха восприятие звуковых колеба¬ний частично может осуществляться и через кожный покров ре¬цепторами вибрационной чувствительности.

Имеются наблюдения, что люди, лишенные слуха, при прикосновении к источникам, ге¬нерирующим звуки, не только ощущают последние, но и могут оце¬нивать звуковые сигналы определенного характера.

Возможность восприятия и оценки звуковых колебаний рецепторами вибрационной чувствительности кожи объясняется тем, что на ранних этапах развития организма они осуществляли функцию органа слуха. В дальнейшем, в процессе эволюционного развития, из кожного покрова сформировался более дифференцированный орган слуха, который постепенно совершенствовался в реагировании на акустическое воздействие.

Изменения, возникающие в органе слуха, некоторые исследова¬тели объясняют травмирующим действием шума на перифериче¬ский отдел слухового анализатора — внутреннее ухо. Этим же обычно объясняют первичную локализацию поражения в клетках внутренней спиральной борозды и спирального (кортиева) органа.

Имеется мнение, что в механизме действия шума на орган слуха существенную роль играет перенапряжение тормозного процесса, которое при отсутствии достаточного отдыха приводит к истоще¬нию звуковоспринимающего аппарата и перерождению клеток, входящих в его состав. Некоторые авторы склонны считать, что длительное воздействие шума вызывает стойкие нарушения в сис¬теме кровоснабжения внутреннего уха, которые являются непо¬средственной причиной последующих изменений в лабиринтной жидкости и дегенеративных процессов в чувствительных элемен¬тах спирального органа.

В патогенезе профессионального поражения органа слуха нель¬зя исключить роль ЦНС. Патологические изменения, развивающи¬еся в нервном аппарате улитки при длительном воздействии интен¬сивного шума, в значительной мере обусловлены переутомлением корковых слуховых центров.

Механизм профессионального снижения слуха обусловлен из¬менениями некоторых биохимических процессов. Так, гистохимические исследования спирального органа у подопытных животных, содержавшихся в условиях воздействия шума, позволили обнару¬жить изменения в содержании гликогена, нуклеиновых кислот, ще¬лочной и кислой фосфатаз, янтарной дегидрогеназы и холинэстеразы. Приведенные сведения полностью не раскрывают механизм действия шума на орган слуха. По-видимому, каждый из указан¬ных моментов имеет определенное значение на каком-то из этапов поражения слуха в результате воздействия шума. Возникновение неадекватных изменений и ответ на воздействие шума обусловлено обширными анатомо-физиологическими связя¬ми слухового анализатора с различными отделами нервной систе¬мы. Акустический раздражитель, действуя через рецепторный ап¬парат слухового анализатора, вызывает рефлекторные сдвиги в функциях не только его коркового отдела, но и других органов.

Рассмотрим теперь влияние инфразвука.

Длина инфразвуковой волны весьма велика (на частоте 3.5 Гц она равна 100 метрам), проникновение в ткани тела также велико. Фигурально говоря, человек слышит инфразвук всем телом. Какие же неприятности может причинить проникший в тело инфразвук? Довольно эффективно, в смысле влияния на человека, задействование механического резонанса упругих колебаний с частотами ниже 16 Гц, обычно невоспринимаемыми на слух. Самым опасным здесь считается промежуток от 6 до 9 Гц. Значительные психотронные эффекты сильнее всего выказываются на частоте 7 Гц, созвучной альфаритму природных колебаний мозга, причем любая умственная работа в этом случае делается невозможной, поскольку кажется, что голова вот-вот разорвется на мелкие кусочки.

Звук малой интенсивности вызывает тошноту и звон в ушах, а также ухудшение зрения и безотчетный страх. Звук средней интенсивности расстраивает органы пищеварения и мозг, рождая паралич, общую слабость, а иногда слепоту. Упругий мощный инфразвук способен повредить, и даже полностью остановить сердце.

Обычно неприятные ощущения начинаются со 120 дБ напряженности, травмирующие - со 130 дБ. Инфрачастоты около 12 Гц при силе в 85-110 дБ, наводят приступы морской болезни и головокружение, а колебания частотой 15-18 Гц при той же интенсивности внушают чувства беспокойства, неуверенности и, наконец, панического страха [6, 138-140]. В начале 1950-х годов французский исследователь Гавро, изучавший влияние инфразвука на организм человека, установил, что при колебаниях порядка 6 Гц у добровольцев, участвовавших в опытах возникает ощущение усталости, потом беспокойства, переходящего в безотчетный ужас. По мнению Гавро, при 7 Гц возможен паралич сердца и нервной системы [8, 2]. Ритмы характерные для большинства систем организма человека лежат в инфразвуковом диапазоне: - сокращения сердца 1-2 Гц - дельта-ритм мозга (состояние сна) 0,5-3,5 Гц - альфа-ритм мозга (состояние покоя) 8-13 Гц - бета-ритм мозга (умственная работа) 14-35 Гц [6,138 ]. Внутренние органы вибрируют тоже с инфразвуковыми частотами.

В инфразвуковом диапазоне находится ритм кишечника.

Медики обратили внимание на опасный резонанс брюшной полости, имеющей место при колебаниях с частотой 4-8 Гц. Попробовали стягивать (сначала на модели) область живота ремнями. Частоты резонанса несколько повысились, однако физиологическое воздействие инфразвука не ослабилось. Легкие и сердце, как всякие объемные резонирующие системы, также склонны к интенсивным колебаниям при совпадении частот их резонансов с частотой инфразвука.

Самое малое сопротивление инфразвуку оказывают стенки легких, что в конце концов может вызвать их повреждение. Мозг. Здесь картина взаимодействия с инфразвуком особенно сложна. Небольшой группе испытуемых было предложено решить несложные задачи сначала при воздействии шума с частотой ниже 15 Гц и уровнем примерно 115 дБ, затем при действии алкоголя и, наконец, при действии обоих факторов одновременно. Была установлена аналогия воздействия на человека алкоголя и инфразвукового облучения.

При одновременном влиянии этих факторов эффект усиливался, способность к простейшей умственной работе заметно ухудшалась. В других опытах было установлено, что и мозг может резонировать на определенных частотах. Кроме резонанса мозга как упругоинерционного тела выявилась возможность “перекрестного” эффекта резонанса инфразвука с частотой - и - волн, существующих в мозге каждого человека.

Эти биологические волны отчетливо обнаруживаются на энцефалограммах, и по их характеру врачи судят о тех или иных заболеваниях мозга. Высказано предположение о том, что случайная стимуляция биоволн инфрозвуком соответствующей частоты может влиять на физиологическое состояние мозга. Кровеносные сосуды. Здесь имеются некоторые статистические данные. В опытах французских акустиков и физиологов 42 молодых человека в течении 50 минут подверглись воздействию инфразвука с частотой 7.5 Гц и уровнем 130 дБ. У всех испытуемах возникло заметное увеличение нижнего предела артериального давления.

При воздействии инфразвука фиксировались изменения ритма сердечных сокращений и дыхания, ослабление функций зрения и слуха, повышенная утомляемость и другие нарушения. Задача 62 S = 100м2 Ре(ф) = 4800 Вт n = 3 ед. н(е) = 1/6 н(и) = 25 Вт/м2 S0 = 6м2 h = 3 м hз = 1 м Решение 1) Суммарная фактическая площадь окон: S0() = S0 • n = 6 • 3 = 18м2 2) Потребная площадь световой поверхности: S0(n) = S • н(е) = 100 • 1/6 = 16,667 м2 3) Отклонение суммарной фактической световой поверхности от потребной: S0 = S0(n) - S0() = 16,667 – 18 = -1,333м2 S0 = S0 / S0(n) • 100% = -1,333 / 16,667 • 100% = -8% 4) Потребная суммарная мощность светильника: Ре(n) = S • н(и) • (h – 1) = 100 • 25 • (3 – 1) = 5 000 Вт 5) Отклонение фактической суммарной мощности светильников, установленных в торговом зале, от потребной: Ре(n) = Ре(n) - Ре(ф) = 5 000 – 4 800 = 200 Вт Результаты расчетов потребности в естественном и искусственном освещении в торговом предприятии студенту оформим в виде таблицы: Торговая площадь магазина, м2 Нормативные коэффициенты освещенности Потребная Фактическая Отклонение Площадь световой поверхности, м2 Суммарная мощность светильников, Вт Площадь световой поверхности, м2 Мощность установленных светильников, Вт Естественной световой поверхности, м2 Мощности искусствен-ных светильников Естествен-ной Искусственной, Вт/м2 (+) (-) Абсол. Относ. % Абсол. Относ. % (+) (-) 100 1/6 25 16,667 5000 18 4800 -1,333 -8 200 - Для нормализации искусственной освещенности излишнюю освещенность пересчитаем на конкретные светильники. Для светильника люминисцентного, дневного, белого, состоящего из двух труб по 20Вт, его мощность будет Ре(ф)1 = 2 • 20 • 5 = 200 Вт Тогда К = Ре(n) / 200 = 200 / 200 = 1 То есть для нормализации искусственной освещенности необходимо убрать Кед светильников типа ЛБД-2-20. Задача 72 А1 = 7 А2 = 15 Б1 = 5 Б2 = 22 З1 = 800 З2 = 250 n = 22 дня Решение 1) Wб/л = З1/n • Б1 = 800/22 • 5 = 181,82 т. руб. – сумма выплат по больничному листу 2) WЗ1-З2 = (З1 – З2)/n • Б2 = (800 – 250) / 22 • 22 = 550 т. руб. – разница между прежним заработком и новым на нижеоплачиваемой работе с более легкими условиями труда 3) W = Wб/л + WЗ1-З2 = 181,82 + 550 = 731,82 тыс. руб. – общая сумма материального ущерба, причиненного предприятию в результате несчастного случая на производстве. Сумма выплат по больничному листу Сумма выплат разницы между прежним заработком и новым на нижеоплачиваемой работе с более легкими условиями труда Сумма материального ущерба, причиненного предприятию в результате несчастного случая на производстве. 181,82 550 731,82 Задача 88 Таблица 1. Исходные данные № п/п Наименование показателя Наименование района А Б В Г 1 Выброс вредных веществ, т/км2 0,6 1,4 0,8 0,9 2 Сброс сточных вод, млн. м3 5,3 8,7 9,2 6,4 3 Выброс вредных веществ на душу населения, т/чел 20,7 17,4 21,6 19,5 Таблица 2. Нормированные значения показателей № п/п Наименование показателя Наименование района А Б В Г 1 Выброс вредных веществ, т/км2 0 1 0,25 0,375 2 Сброс сточных вод, млн. м3 0 0,872 1 0,282 3 Выброс вредных веществ на душу населения, т/чел 0,214 0 1 0,5 Таблица 3. Показатели выброса вредных вещество на 1 м2 Район А Б В Г А 0 1,0 0,25 0,375 Б -1,0 0,0 -0,75 -0,625 В -0,25 0,75 0,0 0,125 Г -0,375 0,625 -0,125 0,0 Таблица 4. Показатели сброса сточных вод Район А Б В Г А 0 0,872 1,0 0,282 Б -0,872 0 0,128 -0,59 В -1,0 -0,128 0 -0,718 Г -0,282 0,59 0,718 0 Таблица 5. Показатели выброса вредных веществ на душу населения Район А Б В Г А 0 -0,214 0,786 0,286 Б 0,214 0 1,0 0,5 В -0,786 -1,0 0 -0,5 Г -0,286 -0,5 0,5 0 Суммарная оценка экологического состояния районов по трем показателям представлена в табл. 6. Таблица 6. Суммарная оценка районов по трем показателям Район А Б В Г Итого А 0 1,658 2,036 0,943 4,637 Б -1,658 0 0,378 -0,715 -1,995 В -2,036 -0,378 0 -1,093 -3,507 Г -0,943 0,715 1,093 0 0,865 Преобразуем данные к неотрицательному виду: - для полученных значений 4,637 + 3,507 = 8,144 (район А) -1,995 + 3,507 = 1,512 (район Б) -3,507 + 3,507 = 0 (район В) 0,865 + 3,507 = 4,372 (район Г) - к измерению по шкале от 0 до 100% оценка района А: 100% оценка района Б: 18,6% оценка района В: 0% оценка района Г: 53,7% Среди анализируемых административных районов наиболее чистым по экологическому состоянию является район В, а район А – наиболее загрязненным.

Промежуточная ситуация – в административных районах Г и Б, соответственно 53,7% и 18,6%. Таким образом, район Б считается более неблагоприятным с точки зрения экологического состояния по сравнению с районом В. Необходимо ужесточить контроль за выбросом вредных веществ в районе Б и тогда его экологическое состояние будет значительно лучше.

Чем района В.