6.2. Действие шума на человека

Слух вместе со зрением играет первостепенную роль как на работе, так и на отдыхе; слух в сочетании с речью дает нам возможность общаться друг с другом, выражать свое мнение, учиться, развлекаться и наслаждаться жизнью.

Орган слуха анатомически делится на три части: наружное, среднее и внут­реннее ухо. Наружное и среднее ухо предназначены для восприятия звуковых волн и преобразования акустической энергии в механическую, а внутреннее ухо преоб­разует механическую энергию в серию нервных импульсов, отражающих акусти­ческие события.

Ушная раковина благодаря своей форме помогает передавать большое ко­личество звука в наружный слуховой проход. В конце этого прохода имеется ба­рабанная перепонка, которая колеблется под действием звуковой волны как мем­брана.

В полости среднего уха, заполненной воздухом, находится несколько не­больших косточек, соединенных с барабанной перепонкой. Их называют слухо­выми косточками. К ним относятся молоточек, наковальня и стремечко. Молото­чек соединен с барабанной перепонкой и вместе с наковальней увеличивает в три раза силу, воздействующую на стремечко. Стремечко соединено с частью перего­родки, разделяющей среднее и внутреннее ухо, которую называют овальным око­шечком. Кроме того, в среднем ухе есть две мышцы, которые воздействуют на мо­лоточек и стремечко. Мышцы сокращаются под действием сильных звуков и сни­жают амплитуду перемещения косточек, ограничивая тем самым интенсивность звука, поступающего во внутреннее ухо.

Внутреннее ухо можно разделить на две части: полукружные каналы, яв­ляющиеся органами равновесия, и улитку, являющуюся органом слуха. Спираль­ная часть улитки, заполненная жидкостью, разделена на две части перепонкой ос­нования улитки. В верхней части перепонки расположено приблизительно 30000 чувствительных ресничных клеток, регистрирующих движение перепонки основа­ния улитки и преобразующих это движение в нервные импульсы, поступающие по слуховому нерву в центр слуха мозга. Чувствительность перепонки основания улитки меняется в зависимости от частоты.

Ухо человека благодаря сложному устройству рычагов, перегородок, кана­лов, перепонок и ресничных эпителиальных клеток может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот от 20 Гц до 20000 Гц, а по интенсив­ности от 10^-12 до 10² Вт/ м².

Порог слуха молодого человека в диапазоне частот 1000 - 4000 Гц составля­ет примерно 0 дБ, что соответствует звуковому давлению 2-10^-5 Па. Для частоты выше и ниже этих пределов порог восприятия звуков меняется (рис. 6.2):

Порог на частоте 100 Гц приблизительно в 100 раз выше (20 дБ), чем порог на частоте 1000 Гц. Ухо менее чувствительно к звукам низкой частоты. За порог физической боли принимают приблизительно 120 дБ.

L

дб

фоны

140 болевой

120 порог

100

80 область

60 слышимости

40

20 порог

0 слышимости

100 1000 10000 Гц

Рис. 6.2 Кривые равной громкости.

Громкость звуков оценивается в фонах. За фоны приняты уровни звукового давления при частоте 1000 Гц. Чтобы определить во сколько раз один звук громче другого используются числа громкости - соны. 1 сон = 40 фон, 2=50, 4=60. Таким образом, если уровень громкости возрастает на 10 дБ, то создается ощущение, что громкость увеличилась в 2 раза.

Основное физиологическое действие шума заключается в повреждении внутреннего уха. Избыточные шумы, воздействующие даже в течении небольших периодов, вызывают повреждения внутреннего уха, которые обратимы на началь­ном этапе. Такое слуховое утомление называют временным смещением порога слышимости. Это приводит к временному повышению порога чувствительности слуха. Восстановление слуха может протекать от нескольких минут до нескольких дней в зависимости от степени повреждения.

Длительное воздействие избыточного шума может привести к постоянному повреждению слуха, к потере слуха. Постоянная потеря слуха, вызванная шумом, происходит при повреждении и фактическом отмирании ресничных эпителиаль­ных клеток в улитке. Потеря слуха, вызванная шумом, сначала происходит на час­тотах 4000 Гц, а затем и более низких частотах.

Производственный шум не является единственной причиной потери слуха. Удары по голове или воздействие ударных волн от взрывов могут разорвать бара­банную перепонку, повредить ресничные клетки или же нарушить расположение слуховых косточек. Различные заболевания могут оказать неблагоприятное воз­действие на среднее ухо и нервные ресничные клетки в улитке. Некоторые лекар­ства, такие как хинин, стрептомицин, могут вызвать ожог среднего уха и привести к глухоте. Кроме того, уши, как и все другие органы тела, подвергаются старению. Старение также зависит от частоты воздействующих шумов и начинается с высо­ких частот. Обычно это явление происходит в возрасте 30 лет у мужчин и 35 лет у женщин. У большинства людей потеря слуха к 60 годам составляет 10 дБ на часто­те 1000 - 2000 Гц. На больших частотах потеря слуха еще значительней.

Чрезмерный шум вреден и опасен для здоровья, но что значит чрезмерный? Воздействие шума, превышающего 90 дБ в течение восьми часов, ежедневно, пять дней в неделю приводит к постоянному повреждению слуха, если воздействие про­должается 30 - 40 лет. Например, при уровне шума 100 дБ у 14% людей через 5 лет ухудшается слух, через 10 лет - у 32% и через 20 лет - у 49%.

Полагают, что воздействие шума ниже 80 дБ в течение любого периода времени не вызовет повреждение слуха. Однако шум, даже когда он не велик (50 -60 дБ), оказывает значительную нагрузку на нервную систему, раздражает, осо­бенно людей, занятых умственным трудом. Такой уровень шума (60 дБ) во время сна оказывает такое же воздействие на организм, как и 100 дБ во время работы. При высоких уровнях шума более 90 дБ возникает естественный рефлекс защиты, мышцы сокращаются и снижается чувствительность уха. Не рекомендуется под­вергаться воздействию шума, превышающего 135 дБ, без специальной защиты ор­ганов слуха и при любых обстоятельствах не допускается воздействие шума более 150 дБ, что обычно приводит к необратимому повреждению слухового аппарата (разрыву барабанной перепонки, смещению или поломке слуховых косточек).

Шум воспринимается весьма субъективно. Одному человеку он может по­казаться слишком громким, а другому нормальным. Степень чувствительности к шуму у каждого человека различна. Имеет значение и конкретная ситуация, и со­стояние здоровья, и настроение, и окружающая обстановка. Например, шум водо­пада и реактивного двигателя одинаковы и по частоте и по интенсивности, а вос­принимается людьми неодинаково.

Шум вредит не только слуху. Установлено, что шум способен повысить кровяное давление, причинить вред сердечно - сосудистой системе, вызывать язвы и даже способствовать инфекционным заболеваниям. Кроме того, возможны из­менения электрической проводимости кожи, электрической активности головного мозга, сердца и скорости дыхания, а также общей двигательной активности. Такой комплекс изменений, возникающий при длительном воздействии шума принято называть "шумовой болезнью". Для шумовой болезни характерно повышение раздражительности, появление тошноты, усталости, возникает чувство беспокой­ства, бессонницы, теряется аппетит.

В условиях шума ухудшается общение людей, в результате возникает ино­гда чувство одиночества и неудовлетворенности, что может привести к несчаст­ным случаям. Шум может заглушить предупредительные сигналы механизмов, различные распоряжения и предупреждения голосом.

С целью определения пригодности человека к определенным профессиям и для оценки отклонения слуха от нормы проводят испытания слуха называемые аудиометрией. Состояние слуха определяется с помощью аудиометра. Испытуемый, находясь в тихом помещении, через наушники слушает подаваемые чистые тона разной интенсивности, а по показаниям приборов отмечается наименьшая интен­сивность, при которой подводимый тон едва различается ухом. Результаты изме­рений изображаются на графике, называемом аудиограммой.