3.2 Действие шума и вибрации на организм человека

Шум – это хаотическая совокупность разных по силе и частоте звуков, которые мешают восприятию полезных сигналов и негативно влияют на человека. Шум это одна из форм физического загрязнения природной среды, адаптация к которому организма человека практически не возможна.

Физическая сущность звука – это механические колебания упругой среды (воздуха, жидкости). Во время звуковых колебаний образуются области сниженного и повышенного давления, которые действуют на слуховой анализатор (мембрану уха). Основными физическими характеристиками звука является: частота f (Гц), звуковое давление Р (Па), интенсивность или сила звука, І (Вт/м2), звуковая мощность W (Вт). Скорость распространения звуковых волн в атмосфере при 20⁰ С составляет 344 м/с.

Органы слуха человека воспринимают звуковые колебания в интервале частот от 16 до 20 000 Гц. Но некоторые из звуков не воспринимаются органами слуха человека: колебание с частотой ниже 16 Гц – инфразвуки, с частотой выше 20 000 Гц – ультразвуки. Минимальная интенсивность звука, которую человек ощущает, называется порогом чувствительности.

Максимальная интенсивность звука, при которой ухо начинает чувствовать болезненные ощущения, называется порогом болезненного ощущения, равным 10² Вт/м2, а соответствующее ему звуковое давление Р = 2 10² Па.

Для оценки шума принято измерять его интенсивность и звуковое давление не абсолютными физическими величинами, а логарифмами отношений этих размеров, до условного нулевого уровня, который отвечает пороговым чувствительности стандартного тона, частотой 1000 Гц. Эти логарифмы отношений называют уровнями интенсивности и звукового давления, выраженные в белах (Б).

Единица измерения “бел” названа именем изобретателя телефона А. Белла (1847–1922). Поскольку орган слуха человека способен различать изменения уровня интенсивности звука на 0,1 Б, то для практического использования более удобнее является единица в 10 раз меньше – децибел (дБ).

Если значение громкости звука (интенсивности) превышает 60 – 80 дБ, то такой шум уже может вредно влиять на здоровье человека: повышать кровяное давление, вызывать нарушение ритма сердца, создавать значительную нагрузку на нервную систему, влиять на психическое состояние лица.

Очень сильный шум (свыше 140 – 180 дБ) может вызывать разрыв барабанной перепонки. Нормой производственного шума – уровень звука до 85 дБ. Уличный шум интенсивностью 75-80 дБ приводит к бессоннице у 55-60 % жителей современных больших городов и приводит к различным заболеваниям.

В данное время ученые многих стран мира ведут разнообразные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Исследования показали, что шум наносит существенный вред здоровью человека, но и абсолютная тишина пугает и подавляет ее. Так, сотрудники одного конструкторского бюро, которые имели прекрасную звукоизоляцию, уже через неделю стали жаловаться на невозможность работы в условиях подавляющей тишины: они были нервозны, теряли работоспособность. Каждый человек воспринимает шум по-разному. Много чего зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий. Некоторые люди теряют слух даже после короткого влияния шума незначительно увеличенной интенсивности. Постоянное действие сильного шума может не только негативно повлиять на слух, но и вызывать другие вредные последствия – звон в ушах, головокружение, головная боль, повышение усталости, снижения работоспособности.

Шум имеет аккумулятивный эффект, то есть акустические раздражения, накапливаясь в организме человека, все сильнее подавляя нервную систему. Поэтому перед потерей слуха от влияния шумов возникает функциональное расстройство центральной нервной системы. Особенно вредное влияние шума отражается на нервно-психической деятельности человека. Процесс нервно-психических заболеваний более высок среди лиц, которые работают в шумных условиях, чем у людей, которые работают в нормальных звуковых условиях.

Шумы вызывают функциональные расстройства сердечно-сосудистой системы; вредно влияют на зрительный и вестибулярный анализаторы; снижают рефлекторную деятельность, которая часто становится причиной несчастных случаев и травм.

Как доказали исследования ученых, звук, которого не слышать, также может оказать вредное влияние на здоровье человека. Так, инфразвук особенное влияние оказывает на психическую сферу человека: поражая все виды интеллектуальной деятельности; ухудшает настроение; иногда появляется ощущение растерянности, тревоги, испуга, страха, а при высокой интенсивности – чувство слабости, как после сильного нервного потрясения. Даже слабые звуки, инфразвука могут оказывать на человека существенное влияние, особенно если они носят длительный характер. По мнению ученых, именно инфразвук, который неслышно проникает сквозь самые толстые стены, вызывает много нервных заболеваний жителей больших городов.

Ультразвук, который занимает заметное место в гамме производственных шумов, также опасен. Механизмы его действия на живые организмы крайне разнообразны. Особенно сильно к их негативному влиянию склонны клетки нервной системы.

Шум коварен, его вредное влияние на организм происходит незримо, незаметно. Организм человека против шума практически беззащитен. Врачи говорят о шумовой болезни как о следствии влияния шума с подавляющими поражениями слуха и нервной системы. Уменьшение уровня шума улучшает самочувствие человека и повышает производительность труда. С шумом необходимо бороться как на производстве, так и в быту. Умение придерживаться тишины – показатель культуры человека и его хорошего отношения окружающих. Тишина нужна людям так же, как солнце и свежий воздух.

Подробная классификация средств и методов борьбы с шумом приводится в ГОСТ 12.1.029-80 “ССБТ. Способы и методы защиты вот шума. Классификация”.

В данном разделе рассмотрены наиболее общие из всех возможных методов и средств защиты. В первую очередь нужно использовать коллективные методы и средства. Самыми эффективными являются мероприятия снижения шума в источнике его возникновения. Шум можно снизить на пути его распространения (см. рис.2.).

К средствам индивидуальной защиты от шума принадлежат:

• противошумные наушники, которые закрывают ушную раковину;

• противошумные вкладыши, которые перекрывают внешний слуховой проход;

• противошумные шлемы – закрывают всю голову. Их применяют в соединении с наушниками;

• противошумные костюмы.

• применение малошумного оборудования, замена металлических частей, на пластмассу, установка глушителей и т. д;

• установка оборудования на демпфируючих прокладках

• размещение источников шума в коже, в помещениях со звукоизоляцией или звукопоглощением;

• установка “антизвука”, то есть источника, равного за величиной и противоположного по фазе звука,

• архитектурно планировочные методы (размещение зданий, оборудования, защитные зеленые полосы, экраны, и т. д.);

• звукоизолирующие кабины, акустические экраны мест работы;

• оснастка шумных машин и технологий средствами дистанционного телеавтоматического управления

Таблица 3.1 - Рекомендуемые диапазоны шумов

Рекомендованные диапазоны шумов

- для сна 30….45 дБ

- для умственного труда 45…55 дБ

-для лабораторных исследований, работы с ЭВМ – 50…65 дБ

-для производственных цехов, гаражей, магазинов- 56…70 дБ

Рисунок 3.1 - Классификация коллективных средств защиты от шума

Вибрации – это механические колебания материальных точек различных предметов, машин, оборудования и т.п. Причина возникновения вибраций – неуравновешенные силовые воздействия на материальные точки. В упругой среде вибрации могут распространяться от одного предмета к другому.

Вибрация характеризуется частотой (Гц), амплитудой сдвига, то есть размером наибольшего отклонения точки, которая колеблется от положения равновесия (м), колебательной скоростью (м/с) и колебательным ускорением (а/с²). Степень и характер влияния на человека зависит от амплитуды и частоты колебаний. Вибрация с частотой 6 Гц является резонансной для всего организма Резонансная частота для желудка, печени 7 Гц, для головы 17-27 Гц. В связи с этим колебания с частотой 5- 8 Гц вызывает чувство вибрации внутренностей, 17-25 Гц вибрации в зубах, 40 Гц- чувство вибрации в стопах.

При работе с ручными машинами (их вибрация находится в области 100 Гц) возникают сосудистые расстройства. Общая вибрация, которая имеет широкий спектр частоты, оказывает неблагоприятное влияние на центральную нервную систему, вестибулярный аппарат, желудочно-кишечный тракт, вызывает головокружение, онемение конечностей, заболевания суставов. Длительное влияние вибрации вызывает профессиональное заболевание – вибрационную болезнь.

Методы борьбы с вибрацией сводятся в основном к демпфированию установок, машин, механизмов, использованию разнообразного рода амортизаторов, вибропоглотителей.

К индивидуальным средствам защиты относят:

- специальную виброзащитную обувь;

- виброгасящие рукавицы;

- упругодемпфирующие прокладки и пластины для обхвата рукояток и деталей.