 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Характеристика параметров шума
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ШУМА КАК ФАКТОРА СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА
Учебно-методическое пособие
Минск 2005
УДК 613.644 (075.8)
ББК 51.24 я73
Г 46
Утверждено Научно-методическим советом университета в качестве
учебно-методического пособия 27.04.2005 г., протокол № 7
Авторы: зав. каф. гигиены труда, д-р мед. наук, проф. Л.А. Олешкевич; доц. каф. гигиены труда, канд. мед. наук Л.М. Бондаренко; доц. каф. гигиены труда, канд. мед. наук
И.П. Семенов; асс. каф. гигиены труда Д.Ю. Осмоловский
Рецензенты: зав. отделом комплексных проблем физических факторов среды обитания Республиканского научно-практического центра гигиены Министерства здравоохранения Республики Беларусь, канд. мед. наук С.С. Худницкий; доц. каф. общей гигиены Белорусского государственного медицинского университета, канд. мед. наук Н.Л. Бацукова
| Г 46 | Гигиеническая оценка шума как фактора среды обитания человека: учеб.-метод. пособие / Л. А. Олешкевич [и др.]. – Мн.: БГМУ, 2005. – 43 с. |
ISBN 985–462–478–1.
Издание содержит вопросы гигиенической оценки шумового фактора.
Изложены основные принципы гигиенического нормирования шума, методики проведения гигиенических исследований, мероприятия по профилактике неблагоприятного воздействия шумового фактора. В основу учебно-методического пособия положена современная нормативная документация.
Предназначено для студентов IV–VI курса медико-профилактического факультета.
УДК 613.644 (075.8)
ББК 51.24 я73
ISBN 985–462–478–1 © Оформление. Белорусский государственный
медицинский университет, 2005
 |
Мотивационная характеристика темы. С развитием технического прогресса уровни шума на производстве, в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки неуклонно увеличиваются, и все большая часть населения подвергается воздействию шумового фактора (см. приложение 1).
В настоящее время трудно назвать отрасль промышленности, в которой не имелось бы цехов или участков с повышенным уровнем шума на рабочих местах. Шум является одной из ведущих профессиональных вредностей в деревообрабатывающей промышленности, ткацком производстве, машиностроении, где уровни шума могут быть 80 дБА и более.
К наиболее распространенным внешним источникам шума для жилых помещений относятся: автомобильный, железнодорожный и авиационный транспорт, трамвай, метрополитен мелкого заложения и промышленные предприятия, создающие в помещениях жилых и общественных зданий уровни шума, значительно превышающие допустимые значения.
Контроль за источниками шума в жилых, общественных зданиях, на территории жилой застройки и на производстве является одним из разделов санитарного надзора в области коммунальной гигиены и гигиены труда.
Цель занятия: освоить методические подходы к гигиенической оценке шума и разработке основных профилактических мероприятий по предупреждению неблагоприятного воздействия шума на организм человека.
Задачи занятия:
1. Изучить физические и физиолого-гигиенические характеристики шума.
2. Изучить классификацию шума.
3. Освоить основы гигиенического нормирования шума.
4. Приобрести навыки работы с шумоизмерительной аппаратурой.
5. Освоить методику измерения шума и анализа результатов измерения.
6. Научиться предлагать оздоровительные мероприятия, направленные на снижение уровня шума и уменьшения его неблагоприятного воздействия на организм человека.
Требования к исходному уровню знаний: для полного освоения темы студенту необходимо повторить:
– из курса медицинской физики — механические колебания и волны;
– курса нормальной анатомии — строение и основные функции органа слуха;
– из курса ЛОР-болезней — исследование слуха методом аудиометрии.
Контрольные вопросы из смежных дисциплин
1. Гармонические колебания, амплитуда, фаза и период колебания.
2. Вынужденные колебания. Явление резонанса.
3. Характеристики звуковой волны.
4. Характеристика слухового аппарата человека, строение, восприятие и передача звука.
5. Аудиометрические исследования в клинике.
Контрольные вопросы по теме занятия
1. Медико-биологические и социальные аспекты проблемы шума.
2. Определения шума с гигиенической и акустической точек зрения.
3. Основные физические и физиологические характеристики шума.
4. Понятия о децибелах в акустике.
5. Классификация шума по временной характеристике.
6. Гигиеническое нормирование шума, нормируемые параметры.
7. Методика измерения шума и используемая аппаратура.
8. Неспецифическое и специфическое действие шума на организм
человека.
9. Меры по предупреждению неблагоприятного действия шума на
организм.
УЧЕБНЫЙ МАТЕРИАЛ
Шум — общебиологический раздражитель, который в определенных условиях может оказывать неблагоприятное действие на все органы и системы организма человека. Воздействуя как стресс-фактор, шум вызывает изменения реактивности центральной нервной системы, расстройства регуляции функционального состояния сердечно-сосудистой, эндокринной и других систем.
Длительное воздействие высоких уровней шума вызывает неблагоприятные последствия, сопряжённые со значительным социально-гигиеническим ущербом: развитие у работающих утомления, снижение работоспособности, повышение общей заболеваемости, что является следствием неспецифического действия шума.
У лиц с повышенной индивидуальной чувствительностью длительное воздействие шума может привести к нарушению слуха и формированию профессионального заболевания — нейросенсорной тугоухости, которая занимает одно из ведущих мест среди профессиональных заболеваний и является следствием специфического действия шума на слуховой анализатор. Неблагоприятный акустический фон в условиях производства — одна из причин производственного травматизма.
Следовательно, вопросы, связанные с профилактикой неблагоприятного воздействия шума на организм человека, в настоящее время являются актуальной медико-социальной проблемой.
Характеристика параметров шума
Шум — совокупность звуков разной интенсивности и частоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у человека неприятные ощущения и объективные изменения органов и систем.
С акустической точки зрения шум — это механические волновые колебания частиц упругой среды (газа, жидкости или твердого тел), возникающие под воздействием какой-либо возмущающей силы. Колебания вибрирующего тела передаются ближайшим частицам среды, от них — все более отдаленным. Каждая частица при этом совершает колебания относительно равновесного состояния, в котором она находилась до возбуждения.
Простейшее колебание — это чистый тон, представляющий собой гармоническое колебание в виде синусоиды (рис. 1).
Рис. 1. Гармоническое колебание
К характеристикам колебательного движения относятся: частота, период колебания, длина волны, амплитуда.
Частота (ν) — число колебаний в секунду. Измеряется в Герцах (Гц).
1 Гц — одно колебание за 1 с.
Период колебаний (Т) — время, в течение которого совершается одно полное колебание. Причём между частотой и периодом колебания существует обратно пропорциональная зависимость:
.
Длина волны (λ) — расстояние между ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах.
Амплитуда колебания (А) — наибольшее отклонение колеблющейся частицы от точки устойчивого равновесия.
Колеблющееся тело в воздушной среде образует звуковые волны, которые распространяются с определённой скоростью.
Скорость звука (v) в воздухе составляет приблизительно 344 м/с при температуре 20ºС. Связь между длиной волны (λ), скоростью (v) и периодом колебаний (Т) выражается в виде формулы:
λ = v Т.
Шумы содержат звуки различных частот, при этом зона слышимых звуковых колебаний находится в пределах от 16–20000 Гц. Акустические колебания с частотой менее 16 Гц называются инфразвуками, от 2·104 до 109 Гц — ультразвуками.
Весь диапазон слышимых человеческим ухом частот разбит на интервалы (октавы). За октаву принимается диапазон частот, у которых верхняя граница частоты вдвое больше нижней (45–90, 90–180 Гц и т. д.). В третьоктавной полосе частот отношение верхней граничной частоты к нижней равно 1,26 (800–1000, 1000–1250 Гц).
Для обозначения октавы обычно указывают не диапазон частот, а так называемые среднегеометрические частоты. Среднегеометрическая частота представляет корень квадратный из произведения граничных частот полосы (верхней и нижней). Так, для октавы 45–90 Гц среднегеометрическая частота 63 Гц, для октавы 90–180 Гц – 125 Гц. Весь слышимый диапазон частот (16–20 000 Гц) разбит на 9 октав со среднегеометрическими частотами: 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
Звуковые волны являются носителями звуковой энергии. Звуковая энергия, которая приходится на 1 м2 площади поверхности, расположенной перпендикулярно распространяющимся звуковым волнам, называется силой или
интенсивностью звука (I). Единицей измерения интенсивности звуковых
колебаний является Вт/м2. Ухо человека воспринимает интенсивность звука от 10–12 Вт/м2.
Распространяясь в среде, звуковая волна образует сгущения и разрежения, которые создают добавочные изменения давления по сравнению с атмосферным.
Звуковое давление (P) — переменное давление, возникающее дополнительно к атмосферному при распространении звуковой волны. Измеряется в Н/м2, Па. Ухо человека воспринимает звуковое давление от 2·10–5 Н/м2.
 |
Характерной особенностью звукового давления и интенсивности звука является огромный диапазон, в пределах которого они могут изменяться. Минимальная энергия звуковых колебаний, способная вызвать ощущение слышимого звука, называется «порогом слышимости» (рис. 2) или «порогом восприятия». Абсолютная величина этого порога зависит от частоты колебаний. Для принятого в акустике стандартного тона частотой 1000 Гц порог слышимости по интенсивности звука составляет 10–12 Вт/м2, по звуковому давлению — 2·10–5 Н/м2.
Рис. 2. Область слухового восприятия
Порог болевого ощущения (верхняя граница слышимости) на частоте 1000 Гц наступает при интенсивности звука 102 Вт/м2 и звуковом давлении 2·102 Н/м2. Таким образом, диапазон воспринимаемого ухом человека звукового давления перекрывает динамический диапазон в районе 1:107, отношение интенсивностей составляет 1:1014.
Слуховой анализатор человека воспринимает указанный огромный диапазон интенсивностей звука и звукового давления в связи с его способностью различать не разность, а кратность изменения указанных величин, подчиняясь закону Вебера–Фехнера.
Закон Вебера–Фехнера — основной психофизический закон, который определяет связь между интенсивностью ощущения и силой раздражения, действующего на какой-либо орган чувств. Основан на наблюдении немецкого физиолога Э. Вебера, который установил (1830–34), что воспринимается не абсолютный, а относительный прирост силы раздражителя (света, звука и т. п.), т. е. существует логарифмическая зависимость между силой раздражителя и ощущением.
Поэтому для уменьшения диапазона измерений в акустике принята шкала децибел, которая учитывает приближенную логарифмическую зависимость между силой раздражителя и слуховым восприятием. В указанной измерительной системе пользуются не абсолютными величинами энергии или давления, а относительными, выражающими отношение величины интенсивности или звукового давления к пороговым для слуха. При построении этой шкалы в качестве стандартизованного исходного значения звукового давления принят порог слышимости.
Звуковое давление и уровень звука выражаются через уровень (L) в логарифмических единицах.
Уровень звукового давления — выраженное в логарифмических единицах отношение среднего квадратического значения звукового давления в определенной полосе частот к стандартизованному исходному значению звукового давления. Измеряется в дБ (децибелах) и определяется по формуле:
L = 20 lg p / p 0,
где L — уровень звукового давления (дБ); р — среднее квадратическое значение звукового давления в определенной полосе частот (Па); р 0 = 2·10–5 Па — исходное значение звукового давления в воздухе.
Уровень звука — выраженное в логарифмических единицах отношение среднего квадратического значения звукового давления, скорректированного по стандартизованной частотной характеристике «А», к стандартизованному исходному значению звукового давления. Измеряется в дБА (децибелах по частотной характеристике «А») и определяется по формуле:
L = 20 lg p А/ p 0,
где L — уровень звука (дБА); р А — среднее квадратическое значение звукового давления с учетом коррекции «А» (Па); р 0 = 2·10–5 Па — исходное значение звукового давления в воздухе.
Шкала А шумомера приблизительно соответствует частотной чувствительности уха человека.
Пользоваться логарифмической шкалой очень удобно, так как весь диапазон человеческого слуха укладывается в 140 дБ.
Уровень интенсивности и уровень звукового давления определяется по формулам:
Логарифмической шкалы уровней недостаточно для описания особенностей восприятия звука. Она определяет лишь физические особенности звука, в то время как восприятие звуковыхколебаний представляет весьма сложный процесс.
К физиологическим характеристикам слухового ощущения относятся высота, тембр и громкость звука, которые связаны с частотой, гармоническим спектром и интенсивностью, физическими объективными характеристиками звуковой волны.
Высота звука — этоощущение ухом частоты колебаний звуковой волны. Чем больше частота колебаний, тем более высоким воспринимается звук.
Тембр — это качественная характеристика слухового ощущения (окраска звука), обусловленная присутствием в гармоническом спектре звука дополнительных тонов (обертонов) к основному тону, придающих звуку особый оттенок.
Громкость звука представляет субъективное ощущение его интенсивности. Характеристика шума в дБ не даёт полного представления о его громкости, так как звуки, имеющие одну и ту же интенсивность, но разную частоту, на слух воспринимаются как неодинаково громкие. Единицами громкости являются фоны и сонны.
Поиск по сайту: