Влияние шума на организм человека

Шум, вибрация и ультразвук представляют собой колебания материальных частиц газа, жидкости или твердого тела. Производственные процессы часто сопровождаются значительным шумом, вибрацией и сотрясениями, которые отрицательно влияют на здоровье и могут вызвать профессиональные заболевания.

Источником звука в основном явл колебания твердых тел, которые вызывают сжатия и разряжения окр среды, распространяющиеся в пространстве в виде волн. Скорость распространения зависит от плотности и упругости среды, а для газообразной среды – и от температуры. Пространство, в котором распространяются звуковые волны, называется акустическим полем.

Шум — это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы), возникающих при механических колебаниях и твердых, жидких и газообразных средах. Шум отрицательно влияет на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. Длительное воздействие шума снижает остроту слуха и зрения, повышает кровяное давление, утомляет цент­ральную нервную систему, в результате чего ослабляется внимание, увеличивается количество ошибок в действиях работающего, снижается производительность труда. Воздействие шума приводит к появлению профессиональных заболеваний и может явиться также причиной несчастного случая. Производственный шум нарушает информационные связи, что вызывает снижение эффективности и безопасности деятельности че­ловека, так как высокий уровень шума мешает услышать предупреж­дающий сигнал опасности. Кроме того, шум вызывает обычную усталость. При действии шума снижаются способность сосредоточения внимания, точность выполнения работ, связанных с приемом и ана­лизом информации, и производительность труда. При постоянном воздействии шума работающие жалуются на бессонницу, нарушениез•рения, вкусовых ощущений, расстройство органов пищеварения и т. д. У них отмечается повышенная нервозность. Энергозатраты организма при выполнении работы в условиях шума больше, т.е. работа оказывается более тяжелой. Шум, отрицательно воздействуя на слух человека, может вызвать три возможные исхода: временно (от минуты до нескольких месяцев) снизить чувствительность к звукам определен­ных частот, вызвать повреждение органов слуха или мгновенную глухоту/

Источниками производственного шума являются машины, оборудование и инструмент.

Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой 16...20 000 Гц. Колебания с частотой ниже 20 Гц (инфразвук) и выше 20 000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм.

При звуковых колебаниях частиц среды в ней возникает переменное давление, которое называют звуковым давлением Р. Распространение звуковых волн сопровождается переносом энергии, величина которой определяется интенсивностью звука I. Минимальное звуковое давление Ро и минимальная интенсивность звука I₀, различаемые ухом человека, называются пороговыми. Интенсивности едва слышимых звуков (порог слышимости) и интенсивность звуков, вызывающих болевые ощуще­ния (болевой порог), отличаются друг от друга более чем в миллион раз. Поэтому для оценки шума удобно измерять не абсолютные значения интенсивности и звукового давления, а относительные их уровни в логарифмических единицах, взятые по отношению к пороговым значениям Р₀ и I₀.

За единицу измерения уровней звукового давления и интенсивно* сти звука принят децибел (дБ). Диапазон звуков, воспринимаемых органом слуха человека, 0...140 дБ. Уровень интенсивности звука определяется по формуле:

_Li = 10 1g(I/Io),

Где I—интенсивность звука в данной точке, Вт/м²; /₀—интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости, равному ^10-12 Вт/м' при частоте 1000 Гц. Уровень звукового давления определяется по| формуле:

Lр = 201g(P/Рo),

где Р — звуковое давление в данной точке, Па; Р₀ — пороговое звуковое давление, равное 2*10-⁵ Па.

уровень звуковой мощности (в дБ)

L_w = 10 lg(W/W₀),

W – мощность звука в данной точке, W_{0 – величина нулевого порога 10}^-12 Вт.

При нормальных атмосферных условиях _Li = Lр

Обычно в производственном помещении находится не один, а несколько источников шума. Суммарный уровень шума п источников различной мощности определяется из условия, что. Тогда

где — уровни интенсивности или уровни звукового давления в расчетной точке, дБ.

При формула приобретает вид

В специальной литературе можно найти номограммы и таб­лицы для энергетического суммирования шума нескольких ис­точников.

Логарифмическая шкала позволяет уложить весь диапазон интенсивности шума от порога слышимости до порога болевого ощущения в 130 дБ, т. е. AL=101g(10/10¹²) = 130 дБ. Ниже приводятся ориентировочные значения уровней шума различ­ных источников:

Характер и источники звука Уровень звука

L, дБ

Шелест листвы, шум слабого ветра 10—20

Шепот на расстоянии 1 м 30—40

Громкая речь на расстоянии нескольких метров 60—70

Шум в цехе завода 80—100

Шум при работе пневматического инструмента 110—120

Шум на расстоянии 3 м от винта самолета 120—130
Шум реактивного авиадвигателя иа расстоянии 1 м 130—140
от сопла (сбоку)

Звуковые колебания различных частот при одинаковых уровнях звукового давления по-разному воздействуют на органы слуха чел.

Наиболее благоприятно воздействие звуков более высоких частот.

По частоте шумы подразделяются на низкочастотные (мак­симум звукового давления в диапазоне частот ниже 400 Гц), среднеча-стотные (400... 1000 Гц) и высокочастотные (свыше 1000 Гц).

Для определения частотной характеристики шума звуковой диапа­зон по частоте разбивают на октавные полосы частот, где верхняя граничная частота f_в, равна удвоенной нижней частоте f_н т.е.

f_в / f_н = 2.

Октавная полоса характеризуется среднегеометрической частотой:

f_ср = √ f_в f_н

По характеру спектра шум подразделяется на широко­полосный (сплошной) с непрерывным спектром шириной более одной октавы, тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона и смешанный.

По временным характеристикам шум подразделя­ется на постоянный и непостоянный (колеблющийся во времени, прерывистый, импульсный).

Постоянным считается шум, уровень которого за восьмичасовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА, непосто­янным — более чем на 5 дБА. СНиП 23-03-2003 устанавливает пре­дельно-допустимые условия постоянного шума на рабочих местах, при которых шум, действуя на работающего в течение восьмичасового рабочего дня, не приносит вреда здоровью. Нормирование ведется в октавньгх полосах частот со среднегеометрическими частотами 63,125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

Для измерения на рабочих местах уровней шума в октавнгх полосах частот и общего уровня шума применяют различные типы шумоизме­рительной аппаратуры. Наибольшее распространение получили шумомеры, состоящие из микрофона, воспринимающего звуковую энергию и преобразующего ее в электрические сигналы, усилителя, корректи­рующих фильтров, детектора и стрелочного индикатора со шкалой, измеряемой в децибелах.

Уровень звука в 130 дБ вызывает болевое ощущение Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах со звуковым давлением более 135 дБ в любой полосе частот, а в 150 дБ приводит к поражению слуха при любой частоте, 160 дБ – смерть.

Пределы действия (ПДУ) шума на человека гарантируют, что остаточное понижение слуха после 50 лет работы у 90 % работающих будет менее 20 дБ, т.е. ниже того предела, когда это начинает мешать человеку в повседневной жизни. Потеря слуха на 10 дБ~практически не замечается. Предельные уровни шума при воздействии в течение 20 мин следующие:

Частота, Гц................. 1—7 8—11 12—20 20—100

Предельные уровни шума, дБ. 150 145 140 135

Инфразвуком принято называть колебания с частотой ниже 20 Гц, распространяющиеся в воздушной среде. Низкая частота инфразвуковых колебаний обусловливает ряд особенностей его распространения в окружающей среде. Вследствие большой длины волны инфразвуковые колебания меньше поглощаются в атмосфере и легче огибают препятствия, чем колебания с более высокой частотой. Этим объясня­ется способность инфразвука распространяться на значительные рас­стояния с небольшими потерями частичной энергии. Вот почему обычные мероприятия по борьбе с шумом в данном случае неэффек­тивны. Под воздействием инфразвука возникает вибрация крупных предметов строительных конструкций, из-за резонансных эффектов и возбуждения вторичного индуцированного шума в звуковом диапазоне случаев имеет место усиление инфразвука в отдельных помещениях.

Иными словами традиционные методы борьбы с шумом малоэффективны при инфразвуке. В этом случае первостепенным явл борьба с ним в источнике его возникновения.

Источниками инфразвука могут быть средства наземного, воздуш­ного и водного транспорта, пульсация давления в газовоздушных смесях (форсунки большого диаметра) и др.

В салонах автомобилей наиболее высокие уровни звукового давле ния лежат в диапазоне 2... 16 Гц, достигая 100 дБ, и более.

Источником инфразвука являются также реактивные двигатели самолетов и ракет. При взлете турбореактивных самолетов уровни инфразвука плавно нарастают от 70...80 дБ до 87...90 дБ на частоте 20 Гц. В то же время на частотах 125... 150 Гц отмечается другой максимум, поэтому такой шум все же нельзя назвать выраженным инфразвуком.

Из приведенных примеров видно, что инфразвук на рабочих местах может достигать 120 дБ и выше. При этом чаще работающие подвер­гаются воздействию инфразвука при уровнях 90... 100 дБ.

В диапазоне звука 1—30 Гц порог восприятия инфразвуковых колебаний для слухового анализатора составляет 80...120 дБ (А); а болевой порог — 130...140 дБ (А).

Исследования, проведенные в условиях производства, свидетель­ствуют, что в случае резко выраженного инфразвука относительно небольших уровней, например 95 и 100 дБ при общем уровне шума 60 дБ (А), отмечаются жалобы на раздражительность, головную боль, рассеянность, сонливость, головокружение. В то же время при наличии интенсивного широкополосного шума даже с достаточно высокими уровнями инфразвука указанные симптомы не появляются. Этот факт вероятнее всего связан с маскировкой инфразвука шумом звукового диапазона.

Ультразвуком принято считать колебания свыше 20 кГц, распрост­раняющиеся как в воздухе, так и в твердых средах. Это обусловливает контакт его с человеком через воздух и непосредственно от вибриру­ющей поверхности (инструмента, аппарата и других возможных источ­ников). Ультразвуковая техника и технология широко применяется в различных отраслях народного хозяйства для целей активного воздей­ствия на вещества (пайка, сварка, лужение, механическая обработка и обезжиривание деталей и т.д.), структурного анализа и контроля фи­зико-механических свойств вещества и материалов, (дефектоскопия), для обработки и передачи сигналов радиолокационной и вычислитель­ной технике, в медицине —для диагностики и терапии различных заболеваний с использованием звуковидения, резки и соединения биологических тканей, стерилизации инструментов, рук и т. д. Условно ультразвуковой диапазон частот делится на низкочастотный —от 1,12*10⁴ до 1,0*10⁵ Гц и высокочастотный —от 1* 10⁵ до 1,0-10⁹ Гц

Низкочастотный ультразвук оказывает на работающих общее действие через воздух и локальное за счет соприкосновения рук с обрабатываемыми деталями, в которых возбуждены ультразвуковые колебания

Высокочастотный ультразвук практически не распространяется в воздухе и может оказывать воздействие на работающих только при контактировании источника ультразвука с поверхностью тела.

Ультразвук вредно воздействует на человека: перегрев тканей тела, слабость, усталость, головные боли, боли в ушах.

Поиск по сайту: