Влияние на здоровье интенсивных и длительных шумовых воздействий

 

Акустика – наука о звуках. Акустика (от греч. akustikos - слуховой, слушающий), область физики, исследующая упругие колебания и волны от самых низких частот (условно от 0 Гц) до предельно высоких частот (10¹¹ - 10¹³ Гц), их взаимодействия с веществом и разнообразные применения. Физическая акустика изучает особенности распространения акустических волн в жидких, твердых и газообразных веществах, взаимодействие их с веществом.

Биологическая акустика занимается изучением звукоизлучающих и звукопринимающих органов человека и животных, проблемами речеобразования, передачи и восприятия речи, воздействия акустических волн на биологические объекты. К ее подразделам относятся психологическая и физиологическая акустика. Результаты биологической акустики используются в электроакустике, архитектурной акустики, системах передачи речи, теории информации и связи, в музыке, медицине, биофизике.

Понятие шума. Виды и уровни шума. Шумы, возникающие в зданиях. По характеру колебательных движений звуки делятся на две группы – тоны и шумы. Если колебание совершается ритмично, т.е через определенные промежутки времени повторяются одинаковые фазы звуковой волны, то образующийся при этом звук воспринимается как музыкальный тон.

Простейший вид тона – гармоническое колебание, так называемый чистый тон. Примером чистого тона может служить звук камертона. Другую группу звуков составляют шумы. К шумам относят такие звуки, как скрип, стук, крик, гул, вой, шорох. Шумы представляют собой совокупность беспорядочных (хаотических) колебаний, не связанных между собой какой-либо правильной числовой зависимостью, которая характерна для гармонических колебаний, входящих в состав музыкальных звуков.

Чтобы иметь хотя бы приблизительное представление о силе звука, достаточно сказать, что, если сверхзвуковой самолет пролетит над городом на высоте равной 1300-1500 м, звуковой волной будут выбиты стекла в домах. Или другой факт: в 1959 г. в США 10 человек за хорошую плату согласились испытать на себе действие шума сверхзвукового самолета. Самолет пролетел над их головами на высоте 10-12 м, и шумом были убиты все 10 человек. 6 человек сразу, а остальные через несколько часов. В средние века существовала казнь «под колокол». Шум колокольного звона медленно убивал человека.

Источником шума является любой процесс, вызывающий местное изменение давления или механические колебания в твердых, жидких и газообразных средах. Шум имеет определенную частоту, или спектр и интенсивность.

Интенсивность шума характеризуется по его уровню, уровнями звукового давления. В качестве единицы измерения интенсивности шума используется бел - относительная величина, показывающая кратность усиления звука с точки зрения его восприятия при изменении физической силы звука в 10 раз.

Уровень шума характеризует интенсивность постоянного шума по физиологически скорректированной шкале - шкале «А» шумомера, которая приблизительно соответствует громкости воспринимаемого органом слуха человека звукового сигнала. Интенсивность шума, измеренная по шкале «А», называется уровнем звука и обозначается децибелами А (дБА).

Частотная характеристика шума имеет важное значение при оценке воздействия шума на организм, т.к. звуки одной и той же интенсивности, но разной частоты воспринимаются неодинаково. Частота шума выражается в герцах.

Звуки высокой частоты (до 4000 Гц) при их одинаковой интенсивности воспринимаются человеком как более громкие и, следовательно, они оказывают более выраженное действие на слуховой анализатор. Также выделяют низкочастотные (ниже 400 Гц) и среднечастотные (от 400 до 1000 Гц) звуки.

Шумы подразделяют:

· по временным характеристикам на постоянный (уровень звука изменяется во времени не более чем на 5 дБА) и непостоянный. К непостоянному шуму относятся колеблющийся шум при котором уровень звука непрерывно изменяется во времени; прерывистый шум (уровень звука остается постоянным в течение интервала длительностью 1 сек и более); импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов длительностью менее 1 сек;

· по месту возникновения: возникающие в зданиях, воздушные и ударные.

Шумы, проникающие в жилые помещения подразделяются на внешние и внутренние. Внутренние шумы, возникающие в самих зданиях, подразделяются на бытовые и механические. Механические шумы связаны с работой инженерного и санитарно-технического оборудования (лифты, вентиляторы, насосы).

Бытовые шумы создаются проживающими в доме людьми. Громкий разговор, пение, игра на музыкальных инструментах, крики и плач детей и особенно включенные на полную мощность телевизоры, радиоприемники вызывают возникновение в воздухе и распространение в нем так называемого воздушного звука.

Ходьба, танцы, передвижение мебели, беготня детей создают так называемый ударный звук. Удар по тому или другому твердому телу вызывает в нем колебания. Если частота этих колебаний больше 20 Гц, то они создают звуковые волны, которые передаются на конструкцию покрытия, стены и перегородки и распространяются по зданию на далекое расстояние. Это происходит из-за очень малого затухания звуковой энергии в тех материалах, из которых обычно возводят конструкции зданий.

Вентиляторы, моторы, лебедки, лифты и другое механическое оборудование здания являются источниками воздушного и ударного звука, возникающего в зданиях. Моторные вентиляционные установки создают сильный воздушный шум (90-95 дБ). Этот шум распространяется вместе с потоком воздуха по вентиляционным каналам и через вентиляционные решетки проникает в комнаты. Вентиляторы и приводящие их в действие моторы вследствие вибрации могут вызывать интенсивные звуковые колебания в перекрытиях и стенах зданий. Эти колебания, так же как и ударный звук, легко распространяется по конструкциям здания и излучаются в помещения, даже далеко расположенные от вентиляторов, создавая воздушный звук.

Насосы с моторами для обслуживания котельных в подвалах, установленных без соответствующих звукоизоляционных мероприятий, вызывают в фундаментах колебания звуковой частоты, которые передаются стенам здания и распространяются по ним, создавая шум в квартирах.

Лифтовые установки являются источниками значительного шума, который возникает при движении кабины от ударов и толчков башмаков по направляющим, щелканья этажных выключателей и особенно от ударов дверей шахты и кабины при их закрывании. Этот шум распространяется по воздуху в шахте и на лестничной клетке, а также по конструкциям здания вследствие жесткого крепления шахты лифта к стенам и перекрытиям здания.

Воздушные и ударные звуки могут распространяться не только по ограждающим и несущим конструкциям здания, но и по вентиляционным каналам, по трубопроводам отопительных и санитарно-техническим системам и по мусоропроводам.

Разнообразие источников шума и путей его передачи вызывает необходимость применения разнохарактерных средств борьбы с шумом. Для этого осуществляются мероприятия, направленные на уменьшение шума в вызывающих его источниках и на ослабление воздействия шума на ограждающие конструкции.

Такими мероприятиями являются: рациональная с точки зрения шумового режима планировка помещений и планировка зданий; уменьшение шумности планируемого оборудования, применяемого в зданиях, и рациональное его замещение; уменьшение шума в вентиляционных каналах и камерах, а также в трубопроводах и в оборудовании санитарно-технических систем; ограничительные условия пользования радиоприемниками и музыкальными инструментами.

Например, санитарные узлы, кухни группируются вокруг лестничной клетки и блокируются в смежных квартирах, что способствует локализации шумов и предохраняет жилые комнаты от их влияния.

Еще в средние века возникали судебные процессы, связанные с шумом в жилищах. Первые законодательства по ограничению шума появились в CUI в. В Англии до сих пор существует закон, принятый еще в начале CUII в., по которому запрещается мужьям бить своих жен от 9 вечера до 6 утра, т.к. шум, с которым связаны такие действия, может нарушить покой соседей.

Работа всех бытовых приборов сопровождается шумом, значительно превосходящим установленные нормативы. Даже таким маленьким прибором, как электробритва, не всегда возможно пользоваться по утрам - шума от нее достаточно, чтобы нарушить сон спящих людей.

Ограничительный режим сна нарушают также стенные часы и будильники. Каждое движение маятника современных часов сопровождается недопустимо сильным и высокого тона грубым звуком. Днем общий звуковой уровень достаточно высок, и работа таких часов остается для человека почти незамеченной. Но ночью звуки большинства современных часов, тем более с боем, раздражают, нарушают глубину сна и приводят к пробуждению.

Еще более отрицательным моментом, отражающимся на нервную систему людей, является внезапное пробуждение от резких и грубых звуков будильников. Слишком быстрый переход от сна к бодрствованию вреден для любого человека. Первая реакция взрослых на звук будильника - раздражение, неудовольствие, для детей это небольшая, но настоящая акустическая травма, которая не проходит бесследно. В настоящее время выпускают будильники, которые вместо резкого звонка тихо исполняют какую-нибудь мелодию. При таком действии будильника процесс перехода от сна к бодрствованию протекает медленно и от такого пробуждения не страдает нервная система.

Музыка оказывает благоприятное эмоциональное воздействие, но в определенных условиях в ряде случаев может оказывать неблагоприятное влияние на нервную систему и некоторые органы человека. В трудах русского ученого А.С. Догеля содержится высказывание о том, что разная высота звуков, их сила и тембр различно действуют на систему кровообращения, вызывая учащение или замедление сердцебиения, изменение пульсовой волны. Музыка может вызвать изменения в таких органах человеческого тела, как железы внутренней секреции, поперечнополосатые мышцы. Под влиянием ритмических, бодрых, моторных интонаций нередко усиливается работа мышц.

Суммарные уровни жилищно-бытового шума составляют для дневного времени (от 8 до 22 ч) - 40 дБ, а для ночного времени (от 22 до 8 ч) - 30 дБ. Для сравнения этих нормативных уровней величин шума можно привести следующие данные: обычный разговор в комнате равен 50-60 дБ, шум громкой музыки по радио - 80 дБ, шум трамвая, идущего по улице -90 дБ.

Внешние шумы. Внешний шум складывается из проникающего уличного, квартального шума. Основными источниками уличного шума являются средства городского транспорта, промышленные предприятия, железные дороги, стадионы и другие места массового скопления людей.

Транспортный шум в городах растет из года в год. Согласно ряду исследований, в крупных городах уровень шума повысился в среднем на 1 дБ в год.

Шум от автобусов, а также от грузовых автомобилей значительно превышает допустимые санитарные нормы уровня звука для жилых зданий и территорий жилой застройки. Это превышение составляет 25-35 дБА. При увеличении скорости движения в два раза уровень звука повышается в среднем на 8-10 дБА.

Шум от железнодорожного транспорта возникает при движении поездов и обработке их на сортировочных станциях. Шум поезда слагается из шума локомотива и шума вагонов. Уровни звука при этом составляют 100-110 дБ. Даже на расстояние 50 м от оси крайнего пути, наружный шум тепловоза достигает 83-89 дБ.

Шум промышленных предприятий создается машинами всех видов, причем он часто возрастает по мере увеличения мощности машин. Выделяют следующие пути борьбы с шумом:

· борьба с шумом в источнике. Она заключается в изменении проекта шумной машины или перестановке ее на другое место: достигается путем изменения конструкции и принципов работы машины и применяя глушители, виброизоляторы и шумозащитные ограждения (кабины);

· борьба с шумом на пути его распространения. Можно достичь при помощи рациональной трассировки дорог, улиц и проездов. Распространение шума можно также контролировать, пользуясь перегородками и шумозащитными экранами, а также используя звукопоглощающий материал;

· уменьшение длительности воздействия. Этого можно добиться ограничивая продолжительность работы источника шума;

· защита органов слуха. Если абсолютно невозможно снизить шум до безопасного уровня, следует пользоваться индивидуальными средствами защиты от шума, например ушными заглушками, наушниками и шлемами.

Последствия воздействия шума на организм человека. Шумы естественного происхождения не оказывают отрицательного воздействия на организм. В шуме листвы тополя, липы, лиственного леса, дождя, морского прибоя и других шумах естественного происхождения определяющими являются, примерно, одни и те же частоты, соответствующие приблизительно тысяче колебаний в секунду. Это как раз зона наибольшей спектральной чувствительности слухового аппарата человека. Этим и объясняется приятное чувство успокоения и равновесия, которое они вызывают. В некоторых санаториях вместо обычных снотворных средств используются магнитофонные ленты с записанными на них ритмическими звуками природы - шумы дождя и морского прибоя. Благодаря этому у больных вызывается длительный и глубокий сон.

Искусственные шумы приводят к угнетению, а часто и к гибели живых организмов. Различают специфическое и неспецифическое действие шума на организм человека.

Специфическое действие связано с нарушением функции слухового анализатора, в основе которого лежит длительный спазм сосудов звуковоспринимающего аппарата, что ведет к нарушению обменных процессов. Следствием этого являются дегенеративные изменения в окончаниях преддверно-улиткового нерва и клетках кортиева органа. Вследствие чего наступает расстройство слуха, развивается тугоухость. Если не принять своевременных мер, может наступить глухота.

Неспецифическое действие шума на организм человека связано с поступлением возбуждения в кору мозга, гипоталамус и спинной мозг. В коре большого мозга на начальных этапах действия шума развивается запредельное торможение, которое проявляется нарушением уравновешенности и подвижности процессов возбуждения и торможения. В дальнейшем эта фаза сменяется истощением нервных клеток, что характеризуется раздражительностью, эмоциональной неустойчивостью, снижением внимания, памяти, трудоспособности.

Возбуждение из гипоталамуса поступает в гипофиз, а затем в корковое вещество надпочечников. Ответная реакция организма реализуется по типу стрессовой реакции. При поступлении возбуждения в спинной мозг происходит переключение его на центры вегетативной нервной системы, что вызывает изменение функций многих внутренних органов. Под разрушительным воздействием шума развиваются заболевания сердца и сосудов.

Такие болезни, как гастрит, язва желудка и двенадцатиперстной кишки, чаще всего встречаются у людей, живущих или работающих в шумной обстановке. Шумовые явления обладают свойством накапливаться в организме, что приводит к угнетают работы нервной системы.

Шумы оказывают глубокое влияние на вестибулярный аппарат, изменяют скорость дыхания и пульса, нарушают обмен веществ. Они становятся причиной преждевременного старения в 30 случаях из ста и сокращают жизнь людей в крупных городах на 8-12 лет. Известны многочисленные факты, когда кратковременный неожиданный шум приводил людей (главным образом детей) к слепоте и заиканию, вызывал припадки эпилепсии. Шумовые раздражители могут вызывать раковое заболевание.

ВОЗ заявила, что шум вредно воздействует на нервно-психическую сферу людей. Журнал «Здоровье мира» отмечает, что сейчас на долю душевнобольных в лечебницах приходится больше мест, чем на долю больных раком, туберкулезом, сердечно-сосудистыми заболеваниями, вместе взятых.

Одно из самых пагубных последствий шума - это нарушение сна, а сон - это главнейший вид отдыха, при котором происходит восстановление сил организма.

В результате длительного воздействия интенсивного шума развивается шумовая болезнь. Под шумовой болезнью понимают общее заболевание организма с преимущественным поражением органа слуха, центральной нервной системы, системы кровообращения, пищеварительного канала в результате длительного воздействия интенсивного шума.

 

 

Лекция №19