Воздействие шума на человека

Жизнедеятельность человека протекает в мире звуков и шумов, которые могут оказывать на него благоприятное действие, сигнализировать об опасности, негативно воздействовать на психику, вызывать утомление, отрицательно действовать на анализаторы человека, приводить к стойкому понижению слуха, вызывать травмы слухового аппарата.

Шум прибоя, шелест листвы, пение птиц, музыка могут оказывать благоприятное воздействие на психику человека. Длительное отсутствие звуков и шумов невысокого уровня, к которым привык человек, отрицательно сказывается на его самочувствии и психическом состоянии. Звук и шум может выступать как фактор безопасности, сигнализируя человеку об угрожающей ему опасности. Слышимость полезного сигнала зависит от соотношения уровня этого сигнала и шумового фона. Особенно сильным маскирующим действием обладают звуки низких и средних частот.

Акустические колебания высоких уровней оказывают отрицательное влияние на все жизненные системы человека. Ниже приводятся уровни шума в звуковом диапазоне частот некоторых источников шума:

шелест листвы................................... 30…40 дБ

спокойный разговор......................... 60…70 дБ

уличный шум.................................... 70…90 дБ

шум дизелей...................................... 80…110 дБ

шум низко пролетающих самолетов.... 100...120 дБ

ракета на взлете..................................... 150...170 дБ

Шум высоких уровней отрицательно влияет на ЦНС и ССС, желудочно-кишечный тракт, двигательные функции, умственную работу, зрительный анализатор. При этом изменяется частота и наполнение пульса, кровяное давление, замедляются реакции, ослабляется внимание, снижается работоспособность, эффективность умственного труда, нарушается ритм деятельности, ухудшается разборчивость речи. Вредное действие шума обусловлено его частотным составом. Так как порог слышимости снижается с увеличением частоты, то даже невысокий по уровню высокочастотный шум оказывает крайне неблагоприятное воздействие на человека. Особенно отрицательно на человека воздействуют тональные и импульсные шумы.

При действии на человека шума высокого уровня снижается чувствительность органа слуха, что приводит к временному повышению порога слышимости (рис. 2.3). При длительном воздействии такого шума возникают необратимые потери слуха, что ведет к профессиональному заболеванию — тугоухости. При старении человека происходит естественное повышение порога слышимости в основном на частотах 500...4000 Гц. Воздействие техногенного шума в значительной степени убыстряет этот процесс, и при нахождении человека в зоне повышенного шума уже через 10...15 лет наступает стойкое понижение слуха. Критерием риска потери слуха считается уровень звука, равный 90 дБА при ежедневном его воздействии более 10 лет. При действии (шума, уровень которого превышает болевой порог 140 дБ, происходит травмирование слухового аппарата, а еще при более высоких уровнях 160…170 дБ возможен летальный исход.

Нормируемыми параметрами шума являются УЗД в октавных полосах частот и УЗ в дБА. Основой для установления допустимых уровней шума является кривая порога слышимости звука (рис. 2.3). Для низких звуковых частот допускаются большие уровни шума, чем для высоких. Такой характер нормативных кривых уровней шума позволяет учесть особенность восприятия шума разных частот, так как пороговые значения интенсивности и звукового давления, используемые в выражении закона Вебера-Фехтнера, задаются для частоты f = 1000 Гц.

Из заданного набора нормативных кривых (рис. 4.8) устанавливается норма для определенного вида деятельности с учетом вредного влияния шума. Так для большинства производств в качестве нормативного спектра установлен предельный спектр ПС-80 (85 дБа), соответствующий уровню 80 Дб на частоте 1000 Гц.

Рис. 4.8. Нормативные кривые уровней шума

Инфразвук и ультразвук

Инфразвук представляет собой механические колебания упругой среды с частотой ниже 16 Гц. Эти колебания человек не слышит, однако чувствует. Источниками инфразвука являются такие объекты техногенной сферы, как вентиляторы, компрессоры, турбулентные потоки, выстрелы, взрывы, а также явления природной сферы: ураганы, морские бури, землетрясения, извержения вулканов, сильные ветры, тайфуны.

Параметрами инфразвука, как и ультразвука, являются: частота колебаний f, Гц; инфразвуковое и ультразвуковое давление р, Па; интенсивность J, Вт/м².

Воздействие инфразвука и ультразвука оценивают уровнем давления в дБ в соответствии с законом Вебера-Фехтнера. Для унификации измерений и оценок эти уровни задают относительно стандартного нулевого порога для слышимого звука.

Действие инфразвука ведет к резонансу внутренних органов человека и связанным с ним явлениям: вибрации стенок грудной клетки, головокружению, тошноте, шуму в ушах, ощущению усталости. Кроме этого, инфразвук высоких уровней оказывает отрицательное влияние на психику человека, что проявляется в чувстве беспокойства и неосознанного страха, психическом расстройстве, обморочном состоянии.

Инфразвук с уровнем 150 дБ является пределом переносимости при кратковременном воздействии. Санитарные нормы в качестве допускаемого значения в октавных полосах 2, 4, 8, 16 Гц устанавливают уровень инфразвука, равный 105 дБ.

Ультразвук — это механическое колебание упругой среды с частотой выше 20 кГц. Источниками ультразвука являются такие объекты техногенной сферы, как ультразвуковые генераторы, установки для дефектоскопии, газотурбинные установки и др. Некоторые животные (киты, дельфины, летучие мыши и др.) генерируют ультразвуковые колебания.

Ультразвук может действовать на человека через воздушную среду и контактно через жидкую и твердую среду. Действие ультразвука высоких уровней может привести к функциональным нарушениям нервной системы, головным болям, изменениям артериального давления, состава и свойств крови, увеличению порога слышимости, повышенной утомляемости.

Допустимые уровни ультразвукового давления устанавливаются в пределах 80...110 дБ в зависимости от частотной полосы.

 

 

Вибрация

Вибрация — это механические колебания в твердых телах, которые характеризуются частотой f, Гц, и одним из трех параметров: амплитудой вибросмещения , виброскорости V_а и виброускорения а_а (см. п. 4.3.1).

Степень ощущения вибрации человеком в соответствии с законом Вебера-Фехтнера оценивается логарифмической относительной величиной — уровнем виброскорости L_V в децибелах

(4.19)

где V — действующее среднеквадратичное значение виброскорости, м/с;

V ₀ — пороговое или исходное среднеквадратичное значение виброскорости (V ₀ = 5∙10^–8 м/с). Простейшим вибрационным колебанием является гармоническое, для которого

(4.20)

где V_a — амплитудное значение виброскорости, м/с.

Вибрации реальных систем являются сложными колебаниями, которые могут быть представлены суммой гармонических колебаний. Вибрацию, как и шум, характеризуют спектром в октавных полосах частот. Аналогично строят графики спектров вибрации.

Пластины, по которым распространяется вибрация звукового диапазона частот 31,5...10000 Гц, являются излучателями шума, называемого структурным.

Низкочастотную вибрацию по способу передачи на человека условно делят на общую (действует на тело сидящего или стоящего человека, оценивается в октавных полосах f = 2, 4, 8...63 Гц) и локальную, которая передается через руки (f = 8, 16, 32…1000 Гц).

Общую вибрацию по источнику возникновения подразделяют на три категории:

- транспортная (подвижные машины на местности);

- транспортно-технологическая (краны, погрузчики);

- технологическая (рабочие места).

При действии вибрации возникают различные болезненные ощущения и патологические изменения в организме, называемые вибрационной болезнью. Тело человека представляет собой сочетание различных масс-органов человека, которые имеют собственные колебания различной частоты. Эти массы связаны между собой упругими элементами в виде суставов и мышц. В случае совпадении частот собственных колебаний этих масс с вынужденными колебаниями могут наступить опасные резонансы, и амплитуда колебаний внутренних органов человека увеличится в несколько раз, что вызовет затруднение их работы, ощущение зуда, онемение в области ног и поясницы, ухудшение состояния человека. Действие локальной вибрации может привести к спазму сосудов, побелению и онемению пальцев и кистей рук, повышению порогов температурной, вибрационной и болевой чувствительности кожи. Несмотря на выраженность местных изменений, течение заболевания носит общий характер, и длительное воздействие вибрации, как местной, так и общей, ведет к развитию профессионального заболевания — вибрационной болезни. При этом возникает стойкое нарушение физиологических функций организма, обусловленное воздействием вибрации на ЦНС, проявляющееся в виде головных болей, головокружений, плохого сна, нарушения сердечной деятельности, болей в конечностях, облысении, действии на вестибулярный аппарат и, как результат, нарушения равновесия и координации движений. Эффективное лечение виброболезни возможно только на ранних стадиях.

Кроме того, действие вибрации нарушает функциональное состояние анализаторов: снижается острота зрения, ухудшается цветоразличение, понижается острота слуха, усиливается действие воздушного шума.

Санитарные нормы устанавливают допускаемые значения уровней виброскорости в децибелах L_V, виброскорость V, м/с, виброускорение а, м/с², в октавных полосах частот для общей вибрации в зависимости от ее вида, направления действия и характеристики рабочего места, а также для локальной вибрации.

Влияние времени воздействия вибрации на нормируемые значения выражается зависимостью

(4.21)

где — нормируемый параметр (виброскорость или виброускорение) с учетом времени воздействия;

— нормируемый параметр, указанный в нормах при воздействии вибрации в течение 8 часов;

— время воздействия вибрации, мин.

Электромагнитные излучения