Токсикологическая классификация вредных веществ

 

 

Общее токсикологическое действие	Токсичные вещества
Нервно-паралитическое действие (бронхоспазм, удушье, судороги и параличи)	Фосфорорганические ин­сектициды (хлорофос, карбофос, никотин, ОВ и др.)
Кожно-резобтивное действие (мест­ные воспалительные и некротиче­ские изменения с общетоксическими резобтивными явлениями)	Дихлорэтан, гексахло­ран, уксусная эссенция, мышьяк и его соединения, ртуть (сулема)
Общетоксическое действие (гипоксические судороги, кома, отек мозга, параличи)	Синильная кислота и ее производные, угарный газ, алкоголь и его суррога­ты, ОВ
Удушающее действие (токсический отек легких)	Оксиды азота, ОВ
Слезоточивое и раздражающее дей­ствия (раздражение наружных сли­зистых оболочек)	Пары крепких кислот и щелочей, хлорпикрин, ОВ
Психотическое действие (нарушение психической активности, сознания)	Наркотики

 

 

Отравления протекают в острой, подострой и хрониче­ской формах.

Острые отравления чаще бывают групповыми и проис­ходят в результате аварий, поломок оборудования и грубых нарушений требований безопасности труда; они характери­зуются кратковременностью действия токсичных веществ за период не более чем в течение одной смены; они вызваны поступлением в организм вредного вещества в относительно больших количествах из-за их высоких концентраций в воз­духе, ошибочном приеме внутрь; сильном загрязнении кож­ных покровов. Например, чрезвычайно быстрое отравление может наступить при воздействии паров сероводорода высо­ких концентраций и закончиться гибелью от паралича дыха­тельного центра. Оксиды азота вследствие общетоксического действия могут вызвать развитие комы, судороги, резкое паде­ние артериального давления.

Хронические отравления возникают постепенно при дли­тельном поступлении яда в организм в относительно неболь­ших количествах. Также отравления развиваются вследствие накопления массы вредного вещества в организме. Хронические отравления органов дыхания могут быть следствием перенесен­ной однократной или нескольких повторных острых интоксика­ций. К ядам, вызывающим хронические отравления, относятся хлорированные углеводороды, бензол, бензины и др.

Порог вредного действия (однократного или хрониче­ского) — это минимальная (пороговая) концентрация (доза) вещества, при действии которой в организме возникают изме­нения биологических показателей на уровне организма, выходящие за пределы приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Порог однократного действия обозначается Lim_ac.

На рис. 5.1 показана зависимость интенсивности вредного воздействия вещества R от параметров токсикометрии С.

 

 

О реальной опасности острого отравления можно судить по отношению CL₅₀/Lim_ac: чем меньше это отношение, тем выше опасность острого отравления. Показателем реальной опасности развития хронической интоксикации является отношение пороговой концентрации (дозы) при однократ­ном воздействии Lim_ac к пороговой концентрации (дозе) при хроническом воздействии Lim . Чем больше отношение Lim_ac/Lim , тем выше опасность.

Ниже приведена классификация производственных вред­ных веществ по степени опасности (табл. 5.2).

 

Таблица 5.2

Классификация вредных веществ

 

 

Показатели	Класс
1-й	2-й	3-й	4-й
ПДК вредных веществ в возду­хе рабочей зоны, мг/м^3	Менее 0,1	0,1-1,0	1,1-10	Более 10
Средняя смер­тельная доза при введении в желудок DL , мг/кг	Менее 15	15-150	151-5000	Более 5000
Смертельная доза при нане­сении на кожу DL , мг/кг	Менее 100	100-500	501-2500	Более 2500
Средняя смер­тельная кон­центрация СL50 в воздухе, мг/м^3	Менее 500	500-5000	5001-50 000	Более 50 000

 

 

Большинство случаев заболеваний и отравлений связано с поступлением токсических газов, паров и аэрозолей в орга­низм человека главным образом через органы дыхания. Этот путь наиболее опасен, поскольку вредные вещества поступают через разветвленную систему легочных альвеол непосред­ственно в кровь и разносятся по всему организму. Развитие общетоксического действия аэрозолей в значительной степени связано с размером частиц пыли, так как пыль с частицами до 5 мкм (так называемая респирабельная фракция) прони­кает в дыхательные пути, частично или полностью растворя­ется в лимфе и, поступая в кровь, вызывает интоксикацию. Мелкодисперсную пыль трудно улавливать; она медленно оседает, витая в воздухе рабочей зоны.

Попадание ядов в желудочно-кишечный тракт возможно при несоблюдении правил личной гигиены: приеме пищи и курении без предварительного мытья рук. Ядовитые веще­ства могут всасываться уже из полости рта, поступая сразу в кровь. К таким веществам относятся все жирорастворимые соединения, фенолы, цианиды. Кислая среда желудка и сла­бощелочная среда кишечника могут способствовать усиле­нию токсичности некоторых соединений (например, сульфат свинца переходит в более растворимый хлорид свинца, кото­рый легко всасывается). Попадание яда (ртути, меди, цезия, урана) в желудок может быть причиной поражения его сли­зистой.

Вредные вещества могут попадать в организм человека через поврежденные кожные покровы, причем не, только из жидкой среды при контакте с руками, но и в случае высо­ких концентраций токсических паров и газов в воздухе.

Важно отметить комбинированное действие вредных веществ на здоровье человека. На производстве и в быту, т.е. в окружающей среде, редко встречается изолированное действие вредных веществ; обычно работающий на произ­водстве подвергается комплексному воздействию неблагопри­ятных факторов разной природы (физических, химических) или комбинированному влиянию факторов одной природы, чаще ряду химических веществ. Комбинированное дей­ствие — это одновременное или последовательное дейст­вие на организм нескольких ядов при одном и том же пути поступления. Наряду с комбинированным влиянием ядов возможно их комплексное действие, когда яды поступают в организм одновременно, но разными путями (через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт, органы дыхания и кожу и т.д.).

Различают несколько типов комбинированного действия ядов: аддитивного, потенцированного, антагонистического, независимого действия.

Аддитивное действие — это суммарный эффект смеси, равный сумме эффектов действующих компонентов. Аддитив­ность характерна для веществ однонаправленного действия, когда компоненты смеси оказывают влияние на одни и те же системы организма, причем при количественно одинаковой

и мене компонентов друг другом токсичность смеси не меняется. Для гигиенической оценки воздушной среды при условии аддитивного действия ядов используют уравнение в виде:

 

≤ 1

где С , С₂, …. С — концентрации каждого вещества в воздухе, мг/м³; ПДК , ПДК₂, …. ПДК — предельно допустимые концентрации этих веществ, мг/м³.

 

Примером аддитивности является наркотическое дейст­вие смеси углеводородов (бензола и изопропилбензола).

При потенцированном действии (синергизме) компоненты смеси действуют таким образом, что одно вещество усиливает действие другого. Эффект комбинированного действия при синергизме больше аддитивного, и это учитывается при ана­лизе гигиенической ситуации в конкретных производствен­ных условиях. Потенцирование отмечается при совместном действии диоксида серы и хлора; алкоголь повышает опас­ность отравления анилином, ртутью и некоторыми другими промышленными ядами. Явление потенцирования обычно проявляется в случае острого отравления.

Антагонистическое действие — эффект комбинирован­ного действия менее ожидаемого. Компоненты смеси дейст­вуют таким образом, что одно вещество ослабляет действие другого, итоговый эффект меньше, чем аддитивный. Приме­ром может служить обезвреживающее взаимодействие между эзерином и атропином.

При потенцировании и антагонизме оценку можно про­водить с учетом коэффициента комбинированного действия К по формуле

≤ 1

 

где К_КД > 1 при потенцировании; К < 1 при антагонизме; 1,2,…..п - номер вещества

 

Зоны воздействия вредных веществ различны. В производ­ственных и бытовых условиях они, как правило, ограничены размерами помещения (цех, участок) или контурами рабочего места. В условиях поступления вредных веществ на производственные площадки, территории селитебных, городских и при родных зон их влияние определяется параметрами процесса рассевания веществ в атмосферном воздухе с учетом реальное территориальной обстановки, например с учетом изменения мощности выбросов веществ по времени и т.п. Расчет рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе приведен в ОНД—86.

 

 

5.1.2. Вибрация

Вибрация — это малые механические колебания, возни­кающие в упругих телах. В зависимости от способа передачи колебаний человеку вибрацию подразделяют на общую, пере­дающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека. Вибрация, воздействующая на ноги сидящего чело­века, на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверх­ностями рабочих столов, также относится к локальной.

Общую вибрацию рассматривают в частотном диапазоне со среднегеометрическими частотами 1—63 Гц, а локаль­ную — 8—1000 Гц. По направлению действия общую вибрацию подразделяют на вертикальную, направленную перпендику­лярно опорной поверхности, и горизонтальную, действующую в плоскости, параллельной опорной поверхности.

Вибрация оказывает на организм человека разноплановое действие. Оно зависит от спектра частот направления, места приложения и продолжительности воздействия вибрации, а также от индивидуальных особенностей человека. Например, вибрация с частотами ниже 1 Гц вызывает укачивание (морскую болезнь), а слабая гармоническая вибрация с частотой 1—2 Гц вызывает сонливое состояние. Частоты вибрации и соответст­вующие вредные действия на человека представлены в табл. 5.3.

 

Таблица 5.3

На рис. 5.2 приведена модель тела человека, состоящая из масс, пружин и демпферов. В такой модели отдельные части тела характеризуются собственными частотами коле­баний. При совпадении частоты возбуждения системы с ее собственной частотой возникает явление резонанса, при котором амплитуда колебаний резко возрастает. Так, резо­нанс органов брюшной полости наблюдается при частотах 4—8 Гц, голова оказывается в резонансе на частоте 25 Гц, а глазные яблоки — на частоте 50 Гц. Входящие в резонанс органы нередко вызывают болезненные ощущения, связанные, в частности, с растягиванием соединительных образо­ваний, поддерживающих вибрирующий орган.

 

Воздействие вибрации на человека имеет такие негатив­ные последствия, что это послужило основанием для выде­ления вибрационной болезни в качестве самостоятельного заболевания. Симптомы вибрационной болезни многогранны и проявляются в нарушении работы сердечнососудистой и нервной систем, поражении мышечных тканей и суставов, нарушении функций опорно-двигательного аппарата.

Колебания сидящего человека на частотах 8—10 Гц явля­ются причиной широкого распространения заболеваний позвоночника. Так, у водителей-профессионалов автомо­билей, трактористов, пилотов самолетов грыжи межпозво­ночных дисков встречаются в несколько раз чаще, чем у лиц сидячих профессий, не подвергающихся вибрации.

При работе с ручными машинами на тело человека через руки передается локальная вибрация. Она может вызывать в организме человека эффекты общего характера — типа головной боли, тошноты и т.д., но главное — такая вибрация воздействует на процесс кровообращения и нервные оконча­ния в пальцах рук. Это в свою очередь вызывает побеление пальцев, потерю их чувствительности, онемение, ощущение покалывания. Эти явления усиливаются на холоде, но на пер­вых порах относительно быстро проходят. При длительном воздействии вибрации патология может стать необратимой и приводить к необходимости смены профессии. В особо запу­щенных случаях может иметь место даже гангрена.

Сроки появления симптомов вибрационной болезни зави­сят от уровня и времени воздействия вибрации в течение рабо­чего дня. Так, у формовщиков, бурильщиков, рихтовщиков заболевание начинает развиваться через 8—12 лет работы.

Воздействие ручных машин на человека зависит от многих факторов: например, от типа машины (ударные машины более опасны, чем машины вращательного типа), твердости обраба­тываемого материала, направления вибрации, силы обхвата инструмента. Вредное воздействие вибрации усугубляется при мышечной нагрузке, неблагоприятных условиях микрокли­мата (пониженная температура и повышенная влажность).

Долю заболевших вибрационной болезнью в зависимо­сти от профессии и стажа работы характеризуют данные Ю. М. Васильева (табл. 5.4).

 

Таблица 5.4

Доля заболевших вибрационной болезнью, % в зависимости от профессии

 

 

Профессия	Стаж работы, лет
Слесарь
Формовщик	0,5	2,3
Обрубщик

 

 

С проблемой вибрации сталкиваются и в быту, когда, например, жилой дом располагается у железной дороги, авто­страды или когда в его подвальных помещениях размещается какое-либо технологическое оборудование.

Механизм, с помощью которого движущийся поезд (рис. 5.3) возбуждает вибрации грунта, основан на возникновении дина­мических сил между колесом и рельсом, из-за неровностей на поверхностях качения. В интервале эксплуатационной ско­рости движения поездов от 30 до 110 км/ч спектр вибрации, передаваемой грунту, сосредоточен в частотном диапазоне 10-250

Гц.

 

 

Простейшим видом колебательных процессов являются гармонические колебания (рис. 5.4, а). При этом величина w, представляющая собой параметр колебаний, изменяется во времени t по гармоническому закону

w (t) = A_wcos (ωt + φ),

где A , φ — амплитуда и фаза колебаний; ω — круговая частота, рад/с. (ω = 2πf, здесь f = 1/Т — циклическая частота, Гц; Т — период колебаний).

	а
		б

В качестве параметров, оценивающих вибрацию, могут служить виброперемещение и (м) или его производные: виб­роскорость v (м/с) и виброускорение а (м/с²). Если вибро­скорость изменяется по гармоническому закону с амплитудой А, то этому закону будут подчиняться и два других параметра. При этом амплитуды виброускорения А_а и виброперемеще­ния А_и связаны с амплитудой А_v, соотношениями

А_а = ω A_v; А_и = A /ω.

 

При анализе вибрации обычно рассматривают не ампли­тудные, а средние квадратичные значения, определяемые усреднением по времени величины w (t) на отрезке Т

Так как значения параметров вибрации могут изменяться в широких пределах, то на практике часто используются лога­рифмические уровни вибрации. Логарифмическая единица называется бел (Б), а ее десятая часть — децибел (дБ). При этом логарифмический уровень вибрации (дБ) определяется по формуле

 

где w — среднее квадратичное значение рассматриваемого параметра вибрации; w₀ — пороговое значение соответствующего параметра.

Для виброскорости пороговое значение v₀ = 5·10ˉ⁸ м/с. Пороговые значения для виброускорения а₀ и вибропере­мещения и₀ равны:

 

a = 3·10ˉ⁴ м/с²; u = 8·10ˉ¹² м при f = 0

 

При анализе вибрации с широким спектром целесообразно разбить ось частот на отрезки (полосы частот) и вычислять уровни вибраций для каждой такой полосы. С этой целью используются специальные фильтры, полоса пропускания которых определяется граничными частотами и . Как правило, это октавные фильтры, для которых отношение / =2, или третьоктавные фильтры с полосой в три раза более узкой.

Для октавных полос получены следующие значения сред­них геометрических частот: f = 1, 2, 4, 8, 16, 31, 5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Верхние и нижние частоты октавных полос определяются следующими соотношениями: = f / и = f .

Спектры случайных колебаний показаны на рис. 5.4, б. На практике обычно имеют дело со смешанной вибрацией, содержащей как периодические, так и случайные компо­ненты.

 

 

5.1.3. Акустический шум

 

Беспорядочные звуковые колебания в атмосфере — это акустический шум. Понятие акустического шума связано со звуковыми волнами (звуками), под которыми понимают распространяющиеся в окружающей среде и воспринимае­мые ухом человека упругие колебания в частотном диапа­зоне от 20 Гц до 20 кГц.

Шум оказывает влияние на весь организм человека. Шум с уровнем звукового давления до 30—35 дБ привычен для чело­века и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40—70 дБ в условиях среды обитания создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия, и при длительном действии может быть причиной неврозов. Воздей­ствие шума с уровнем свыше 75 дБ может привести к потере слуха — профессиональной тугоухости. При действии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабан­ных перепонок, контузия, а при еще более высоких (более 160 дБ) и смерть.

Шумовое воздействие, сопровождающееся повреждением слухового анализатора, проявляется медленно прогрессирую­щим снижением слуха. 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, на 20 дБ — начинает серьезно мешать человеку, так как нарушается способность слышать важные звуковые сигналы, наступает ослабление разборчивости речи. Результаты воздействия повышенного производственного шума показаны ниже (табл. 5.5).

 

 

Таблица 5.5

Воздействие шума на слух работающих

 

 

Показатели	Эквивалентный уровень звука, дБ
							11О	11О	11О
Стаж работы, лет
Доля заболевших тугоухостью,%

 

Результаты оценки потери слуха ΔL у ткачих приведены на рис. 5.5.

 

 

Промышленный шум является не единственной причи­ной потери слуха. Помимо этого необратимые потери слуха наступают и с увеличением возраста (рис. 5.6).

Обычно это явление начинается в возрасте приблизительно 30 лет у мужчин и 35 лет у женщин с потери чувствительно­сти слуха к высоким частотам. С годами оно распространя­ется на более низкие частоты, достигая речевого диапазона 500-3000 Гц.

 

 

Звуковые волны возникают при нарушении стационарного состояния среды вследствие наличия в ней какого-либо воз­мущающего воздействия. Скорость, с которой распространя­ется звуковая волна, называется скоростью звука. Скорость звука с (м/с) зависит только от характеристик среды распро­странения и может изменяться в очень широких пределах:

где ρ — плотность среды, кг/м³; К — модуль объемной упругости среды, Па.

В воздухе при температуре 20 °С скорость звука состав­ляет 340 м/с.

Любое колебательное движение характеризуется часто­той f и периодом колебаний Т. Период колебаний Т = 1/ f соответствует временному интервалу, через который в каждой точке пространства временное развитие колебаний будет повторяться. Этому временному интервалу будет соответ­ствовать пространственный интервал повторения волновой картины, так называемая длина волны λ (м), определяемая соотношением λ = c/f. В частотном диапазоне звуковых коле­баний длины волн изменяются от нескольких десятков мет­ров до нескольких сантиметров.

Область пространства, в которой распространяются зву­ковые волны, называется звуковым полем. В каждой точке звукового поля давление и скорость движения частиц воз­духа изменяются во времени. Разность между мгновенным значением полного давления и средним давлением, кото­рое наблюдается в невозмущенной среде, называется зву­ковым давлением ρ и измеряется в паскалях (Па). Так как звуковое давление есть функция времени, то для его оценки используется усредненная величина, а именно средний квад­рат звукового давления, получаемый усреднением мгновен­ных значений ρ² на некотором интервале времени Т₀. Такое усреднение осуществляется и в нашем слуховом аппарате со временем усреднения порядка нескольких миллисекунд.

При распространении звуковой волны происходит пере­нос энергии, который характеризуется интенсивностью звука I (Вт/м²). Интенсивность связана со звуковым давлением, сле­дующим соотношением:

 

I=р²/ (ρс).

Величины звукового давления и интенсивности звука, с которыми приходится иметь дело в практике борьбы с шумом, могут меняться в широких пределах: по давлению до 10⁸ раз, по интенсивности до 10¹⁶ раз. Оперировать такими цифрами неудобно. Однако наиболее важным является то обстоятель­ство, что ощущения человека, возникающие при различного рода раздражениях, в частности при шуме, пропорциональны логарифму количества энергии раздражителя. Поэтому были введены логарифмические величины — уровни звукового дав­ления и интенсивности.

Уровень интенсивности звука (дБ) определяют по формуле:

где — пороговая интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости на частоте 1000 Гц ( = 10ˉ¹² Вт/м²).

 

Уровень звукового давления (дБ):

Где p ₀ — пороговое звуковое давление (р₀ = 2·10^-5 Па), выбранное таким образом, чтобы на частоте 1000 Гц уровни звукового давле­ния были равны уровням интенсивности.

 

Пороговые значения звукового давления и интенсивность звука связаны соотношением:

где р₀, с₀ — плотность и скорость звука при нормальных атмосфер­ных условиях.

 

Величину уровня интенсивности применяют в формулах при акустических расчетах, а уровня звукового давления — для измерения шума и оценки его воздействия на человека, поскольку орган слуха чувствителен не к интенсивности, а к среднеквадратичному давлению. Связь между уровнем интенсивности и уровнем звукового давления определяется выражением:

 

При нормальных атмосферных условиях:

В том случае, когда в расчетную точку попадает шум от нескольких источников, суммарный уровень шума опре­деляется по формуле:

где — уровни звукового давления или уровни интенсивности, соз­даваемые каждым источником.

Если имеется п одинаковых источников шума с уровнем звукового давления L, создаваемым каждым источником, то суммарный уровень шума (дБ):

Из этой формулы очевидно, что два одинаковых источ­ника совместно создадут уровень на 3 дБ больший, чем каж­дый источник.

Шумы принято классифицировать по их спектральным и временным характеристикам. В зависимости от характера спектра шумы бывают тональными, в спектре которых име­ются слышимые дискретные тона, и широкополосными — с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

По временным характеристикам шумы подразделяют на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБ, и непосто­янные, для которых это изменение более 5 дБ. В свою оче­редь непостоянные шумы делят на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсивные.

В табл. 5.6 показаны звуковое давление и его уровни, соз­даваемые характерными источниками шума.

Таблица 5.6

Показатели звукового поля некоторых источников шума

 

Звуковое давление, Па	Уровень звуково­го давления, дБ	Источник шума, расстояние до него
		Старт баллистической ракеты, 100 м
		Взлет реактивного самолета, 15 м
		В штамповочном цехе
		Отбойный молоток, 1 м
0,2		Автомобиль, 7 м
0,02		Обычная речь, 1 м
0,002		В читальном зале
0,0002		Шепот, 1 м

 

Любой источник шума характеризуется прежде всего звуко­вой мощностью. Звуковая мощность источника Р — это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство за единицу времени (рис. 5.7).

Если окружить источник шума замкнутой поверхностью площадью S, то звуковая мощность Р источника (Вт):

где — нормальная к поверхности составляющая интенсивности звукового давления.

Если считать источник шума точечным, то величину сред­ней интенсивности звука на поверхности этой сферы (Вт/м) можно определять по формуле:

Это выражение предполагает излучение шума по всем направлениям одинаковым, что справедливо для точечного источника, размеры которого малы по сравнению с излучае­мыми им волнами. Однако источники шума часто излучают звуковую энергию неравномерно по всем направлениям, т. е. обладают определенной направленностью излучения. Эта неравномерность излучения характеризуется коэффициен­том Ф — фактором направленности, показывающим отно­шение интенсивности звука I, создаваемой направленным источником в данной точке, к интенсивности I _ср, которую развил бы в этой же точке источник, имеющий среднюю звуковую мощность Р_ср и излучающий звук в сферу одинаково. Фактор направленности находят по формуле:

 

Шумовыми характеристиками, которые указываются в при­лагаемой к машине технической документации, являются сле­дующие характеристики:

1) уровни звуковой мощности шума L_P в октавных поло­сах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц;

2) характеристики направленности излучения шума машиной.

Уровни звуковой мощности L_P (дБ) установлены по аналогии с уровнем интенсивности звука и определяются по формуле:

 

где Р — звуковая мощность, Вт; Р₀ — пороговая звуковая мощ­ность (Р₀ = 10ˉ¹² Вт).

 

Проведение акустических расчетов необходимо для оценки ожидаемых уровней шума на рабочих местах или в районе жилой застройки. Это позволяет еще на стадии проектиро­вания разработать такие мероприятия, чтобы этот шум не превышал допустимые уровни. Можно выделить следующие важные задачи акустического расчета:

— определение шума в расчетной точке по заданным харак­теристикам источника шума;

— расчет необходимого снижения шума.

В зависимости от того, где находится расчетная точка — в открытом пространстве или в помещении, применяют раз­личные расчетные формулы.

При действии источника шума со звуковой мощностью Р (рис. 5.8) интенсивность шума в расчетной точке откры­того пространства определяется выражением = РФ/ (kS), где Ф — фактор направленности; S — площадь поверхности, проходящая через расчетную точку, на которую распределя­ется излучаемая звуковая энергия. В частности, для полу­сферы это соответствует площади поверхности S=2 πr² (здесь r — расстояние между источником звука и точкой наблю­дения); k — коэффициент, показывающий, во сколько раз ослабевает шум на пути распространения при наличии пре­пятствий и затухания в воздухе (k ≥ 1). Если в атмосферном воздухе расстояние от источника до расчетной точки (РТ) не более 50 м, то можно положить k=1

 

В логарифмической форме определяют уровень интенсив­ности шума L _оп в расчетной точке открытого пространства:

 

где S°= 1м²

 

 

На рис. 5.9 показаны зоны распространения шума и вибраций в г. Москве. На крупных магистралях шум достигает 80 дБ.

В домах к шуму, проникающему снаружи, добавляется еще и структурный

шум, распространяющийся по стенам и кон­струкциям. Он появляется при

работе лифта, насосов, при проведении ремонтов и т.п.

При работе источника шума в помещении звуковые волны многократно отражаются от стен, потолка и различ­ных предметов. Отражения могут увеличить шум в помеще­ниях на 10—15 дБ по сравнению с шумом того же источника на открытом воздухе, в результате чего машина в помещении шумит больше, чем на открытом воздухе.

Интенсивность звука в расчетной точке помещения (рис. 5.10) складывается из интенсивности прямого звука I _пр, идущего непосредственно от источника, и интенсивности отраженного звука I _отр:

 

 

 

где В — постоянная перемещения, В = A (1 — ); А — эквивалент­ная площадь поглощения, А = ; — средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения площадью . Коэффициент звукопоглощения , где и -интенсивность соответственно поглощенного и падающего звука. Величина ≤ 1

 

Вблизи источника шума его уровень определяется в основ­ном прямым звуком, а при удалении от источника — отражен­ным звуком. В производственных помещениях величина редко превышает 0,3—0,4. В этих случаях постоянная помещения В может быть без большой погрешности принята рав­ной эквивалентной площади звукопоглощения А, т.е. В ≈ А.

Выражение для определения уровня звукового давления в расчетной точке помещения в логарифмической форме имеет вид:

 

Если источник шума и расчетную точку разделяют какие-либо препятствия, например перегородки, кабины и т.п., то в эту формулу нужно добавить со знаком минус величину снижения уровня звуковой мощности.

Соотношение между уровнями звукового давления в рас­четной точке для помещения и открытого пространства имеет вид:

 

где — добавка, обусловленная влиянием в расчетной точке отра­женного звука. В зависимости от расположения расчетной точки и значения коэффициента эта добавка может достигать значе­ний 15 дБ.

 

5.1.4. Инфразвук

Эта область включает в себя колебания, не превышаю­щие по частоте 20 Гц — нижней границы слухового воспри­ятия человека.

Инфразвуковые колебания возникают в разнообразных условиях и могут быть обусловлены как природными явле­ниями, например, обдуванием ветром зданий, металлических конструкций, так и работой различных машин и механизмов. Высокие уровни инфразвука возникают вблизи работающих сталеплавильных печей, внутри салонов автомобилей, дви­жущихся со скоростями порядка 100 км/ч.

Существует множество природных источников инфра­звука: извержение вулканов, смерчи, штормы. Известно, что перед землетрясением люди, и особенно животные, испы­тывают чувство беспокойства. Штормы также оказывают на людей негативное воздействие.

Инфразвук даже небольшой мощности действует болез­ненно на уши, заставляет колебаться внутренние органы, поэтому человеку кажется, что внутри у него все вибрирует. Именно инфразвуки, по всей видимости, являются причи­ной тяжелой и непроходящей усталости жителей городов и работников шумных предприятий. Воздействие инфра­звука может приводить к ощущению головокружения, вяло­сти, потери равновесия, тошноты. Было установлено, что летчики и космонавты, подве