Шум як виробнича та побутова шкідливість (характеристика фізичних властивостей і біологічної дії, прилади та одиниці вимірювання, зрушення у стані здоров’я та захворювання).

З фізичної точки зору шум - хаотичні пружні коливання повітряного середовища різної частоти, сили, ритму. (Музика - гармонійні пружні коливання повітря).

З гігієнічної точки зору шум - всякі звуки, що заважають людині працювати, відпочивати, спати, викликають негативну подразливу дію.

Частота звуку чи шуму виражається в герцах (Гц) - кількості коливань за секунду та в октавах - діапазоні звуків, верхня межа якого в 2 рази більша нижньої (16-32 Гц; 100-200 Гц і т.д.). Людським вухом сприймаються частоти 16-20000 Гц, що вкладається в 10 октав.

За частотою шум класифікується на: низькочастотний, середньочастотний, високочастотний; тональний (коли звучить одна частота) вузькополосний (звучать 1-3 октави), широкополосний (4-6 октав), "білий" (звучать всі частоти).

Сила звуку залежить від амплітуди коливань повітря і виражається в одиницях енергії - в звуковому тиску і вимірюється в ньютонах на метр квадратний (Н/м²). Людським вухом звуковий тиск сприймається в межах 2-10^-5 - 2-10^1,5 Н/м², охоплює біля 1 млн цих одиниць і унеможливлює їх використання для вимірювання сили шуму на практиці.

А тому використовують рівень інтенсивності, чи сили звукового тиску -відношення сили даного звуку в Н/м² (Р) до її порогового значення Ро, рівного 2-10^-5 і виражають в децибелах (дБ) - десятій частині логарифма (показника ступеню) звукового тиску. Так, рівень верхнього (больового) порогу звукового тиску (L) складе:

L = 20 lg = 20 lg^6,5 = 20 × 6,5 = 130 дБ

Звідси, при збільшенні рівня звукового тиску на 2 дБ звуковий тиск в Н/м² збільшується в 2 рази, на 3 дБ - 3 рази, на 7 дБ - 7 разів і т.д.

Звуки різної частоти сприймаються вухом неоднаково: низькочастотні при одному і тому ж рівні звукового тиску більш тихі, а високочастотні більш гучні. Тому введена фізіологічна величина сприйняття звуків -гучність, одиницею вимірювання якої є ф о н и (децибели гучності). Для переводу децибел в фони і навпаки користуються спеціальними графіками Робінсона і Датсона, приведеними у відповідних підручниках (мал. 33.1).

Для порівняння: якщо поріг гучності при 1000 Гц прийняти за 0 дБ то при ЗО Гц він на 63 дБ вищий, а при 4000 Гц - на 10 дБ нижчий.

Існує також часова класифікація шуму, згідно якої шум поділяється на: безперервний (постійний), переривчастий (ритмічний і аритмічний) та імпульсний (ударний).

Згідно впливу на організм, звуки однієї й тієї ж гучності діють на організм неоднаково, у залежності від частоти: низькочастотні значно менш шкідливі, а високочастотні - більш шкідливі, ніж середньочастотні (стандартні, 1000 Гц). Так, нижній поріг шкідливої дії звуку при 1000 Гц складає 30 дБ, а при 60 Гц - 65 дБ, при 8000 Гц - 23 дБ.

Звідси, в основу гігієнічного нормування шуму покладені не лише об'єкти нормування (вулиця, житло, учбові, службові, лікарняні, виробничі приміщення), а і частотний спектр шуму (табл. 1).

Для визначення рівнів шуму в середньооктавних смугах користуються аналізатором спектру шуму чи шуму та вібрації

На сьогодні шкідливий вплив шуму на організм людини науково обґрунтовано. Діючи на орган слуху, центральну і вегетативну нервові системи, а через них на внутрішні органи, шум є причиною розвитку хвороби, спричиненої шумом. Знижуючи загальну опірність організму, він сприяє розвитку інфекційних захворювань. При роботі за умов шуму спостерігаються підвищена стомлюваність і зниження працездатності, погіршуються увага і мовна комутація, створюються передумови до помилкових дій робітників. Внаслідок цього шум може спричинити зниження рівня безпеки праці, а результати його негативного впливу на операторів таких служб цивільної авіації, як зв'язок керування повітряним рухом та інші, можуть позначатися на безпеці польотів. Будучи причиною головного болю, дратівливості, неврівноваженого емоційного стану, шум створює передумови до погіршення психологічного стану.

Прояви хвороби, викликаної шумом, поділяються на специфічні, що виникають в периферичній частині слухової системи людини (в органі Корті), і неспецифічні, що характерні для інших органів і систем організму людини.

Під впливом шуму відбувається зниження слухової чутливості. Чим значніший шум, тим вище його інтенсивність і експозиція. Стійка втрата слуху настає через п'ять - вісім років роботи за умов, що характеризуються високими рівнями шуму. Механізм впливу шуму слуховим шляхом носить назву кохлеарного, і він є переважним при рівнях нижче 110 дБ.

Акустична енергія звукових хвиль при рівнях шуму понад 125 дБ і частоті 250-1000 Гц настільки велика, що звук здатний викликати тотальний струс тіла людини (повітряні вібрації). У цьому випадку підвищується роль проходження звука до внутрішнього вуха через кістки, і захист тільки привушних областей виявляється недостатнім.

Чим відповідальніші функції виконує яка-небудь зона центральної нервової системи і чим складніше вона організована, тим більше вона страждає від впливу шуму. Шум змінює функціональний стан багатьох систем і органів людини внаслідок їхньої взаємодії через центральну нервову систему. Такий взаємозв'язок призводить до впливу шуму на органи зору людини, вестибулярний апарат і рухові функції, зокрема, до зниження м'язової працездатності.

Окремі індивіди сильно відрізняються у їхній реакції на шум, загальну кількість факторів для визначення індивідуальної суб'єктивної, психологічної реакції на шум важко встановити. Фізичні характерні ознаки шуму, які можуть впливати на індивідуальну суб'єктивну реакцію, включають: гучність або інтенсивність шуму, форму спектра, наявність дискретних частотних компонентів, крутизну або імпульсивність прояву звукової події (наприклад проліт літака або проїзд автомобіля), переривчастість, тривалість і часові зміни.

Гучність є суб'єктивним враженням людини від впливу шуму. Одиницею рівня гучності є фон. Один фон шуму (звука), який оцінюється, є рівноцінним рівню звука 1 дБ для звукового тону з частотою випромінювання 1000 Гц, якщо він оцінюється однаково гучно. На рис.8.1 показано контури рівної гучності, як функцію частоти, яка демонструє зв'язки між рівнем гучності (у фонах) і інтенсивністю звука (у дБ). З рисунку видно, що на кривій 40 фон звук з частотою 1 кГц і рівнем звука 40 дБ (саме тому крива має позначення 40 фон) за гучністю подібний до звука на частоті 100 Гц, але з рівнем звука 61-62 дБ. Тобто, звуки низької частоти сприймаються менш гучними, ніж звуки в смузі середніх і високих частот.

Звуки частотою 2 кГц або вище (особливо звуки з дискретними частотними компонентами) є взагалі найбільш подразнюючими і спричиняють різні порушення, хоча шуми, що є раптовими, переривчастими або коливаються з часом, також можуть бути справжнім подразником. Взагалі, гучніший шум сприяє більшому подразненню.

У більшості випадків може використовуватися певна схема коригування рівня звука для того, щоб вивчити реакцію людини до шуму. На рис.8.2 наведено шкалу коригування "А" стандартного вимірювача шуму, за якою розрізняють звуки у різних частотах. Дана шкала побудована оберненою до кривої однакової гучності 40 фон, яка показана на рис.8.1.