Действие на организм человека

Шум и вибрацию на производстве создают различные механизмы и машины (ДВС, компрессоры, насосы, вентиляторы, молоты, металлорежущие станки, электродвигатели, трансформаторы, генераторы и др.).

Вредное действие вибраций выражается в снижении КПД, износе деталей, частом ремонте и наладке машин, а также опасности возникновения аварий машин. По статистике около 80% поломок и аварий является результатом недопустимых колебаний. Кроме того, шум и вибрация неблагоприятно воздействуют на человека. Шум не только отрицательно действует на слух, но и может вызвать расстройства сердечно-сосудистой и нервной систем, пищеварительного тракта, а также гипертонические болезни. Шум является одной из причин быстрого утомления работающих, может вызвать головокружение, что приводит к несчастным случаям. От постоянного воздействия шума появляются профессиональная болезнь – тугоухость.

В еженедельнике «За рубежом» в статье «Децибелы, уносящие здоровье» отмечается, что потеря слуха является самым распространенным физическим недостатком в стране, утверждает канадское общество слуха, а промышленный шум составляет его основную причину. По сведениям министерства здравоохранения, около двух миллионов канадцев плохо слышат. Глухота «поражает большее количество людей, чем рак, слепота, туберкулез, склероз, венерические болезни и почечная недостаточность, вместе взятые».

Шум действует не только на слух. В первую очередь, он расстраивает нервную систему. Это было обнаружено еще две тысячи лет назад, когда Юлий Цезарь запретил в Риме езду ночью на грохочущих колесницах. Четыреста лет назад королева Елизавета I запретила мужчинам бить своих жен после 10 часов вечера, «чтобы их вопли не беспокоили соседей».

Шум может явиться причиной язвы желудка, вызывает повышение уровня холестерина в крови, способствует возникновению стрессового состояния, сокращает жизнь человека. Звук зуммера в автомобиле, предупреждающего о том, что не застегнуты ремни безопасности, служит причиной резкого повышения давления крови; гудение кухонных машин ухудшает пищеварение.

Американские ученые долгое время вели наблюдения за ростом цветов при шуме и в тишине. Оказалось, что шум замедляет их рост на 47%. Одно из растений было подвергнуто звуковому «обстрелу» в 10 децибел (по силе – это шум проходящего поблизости поезда). Спустя десять дней цветок увял. Сильного шума не выдерживают даже те, кому слышать и говорить природой не дано.

В 1239г. татарское войско, ворвавшись в Таврию, подошло к столице Аланского феодального княжества Кыркер. Взять крепость они не могли, т. к. она имела очень хорошие укрепления (высеченные в скалах пещеры, невидимые постороннему глазу). Атакующие решили взять крепость шумом. Каждый воин стучал в любой металлический предмет в течении нескольких дней и ночей. Когда лазутчики донесли, что жители, измученные шумом, уснули, орды завоевателей из свежих подкреплений, не участвующих в операции «шум», проникли в пещеры.

В древнем Китае самой страшной пыткой считали пытку музыкой. Человека сажали в яму, над головой ревели трубы и гудели барабаны. И узник либо сознавался, либо сходил с ума.

В медицине установлено, что вредная для здоровья граница громкости, болевой порог – 90 дБ, длительный звук в 155 дБ вызывает ожоги, громкость в 180 дБ – смертельная. Концерт рок-оркестра «Слейд» дает 126 дБ, почти не уступая артиллерийскому обстрелу – 130 дБ.

Рок и дискоритмы могут нарушить функциональное равновесие полушарий головного мозга. Они способствуют выделению стресс-гормонов, которые могут «стирать» в мозгу часть информации. Это особенно заметно у студентов в период экзаменационной сессии, когда знания буквально «вылетают» из головы. (См. Иконникова С.Н., Лисовский В.Т. «На пороге гражданской зрелости». Л., 1982, с. 85; Н.С. Назарова «Охрана окружающей Среды и экологическое воспитание студентов», 1989 с. 104).

Вибрация от оборудования передается через конструкцию и пол к человеку и вызывает общую вибрацию его тела. Особо вредными являются колебания с частотой 6-9 Гц, близкой к частоте колебаний человека. Возникший резонанс увеличивает колебание внутренних органов, расширяя или сужая их. Систематическое воздействие вибрации вызывает вибрационную болезнь с потерей трудоспособности. Эта болезнь возникает постепенно, вызывая головные боли, раздражительность, плохой сон, появление боли в суставах, судороги пальцев, спазмы сосудов. В организме возникают необратимые изменения, приводящие к инвалидности.

Основные понятия и их физические параметры

Шум – беспорядочное сочетание различных по уровню и частоте нежелательных звуков. Ухо человека воспринимает колебания с частотой от 20 до 20000 Гц, колебания ниже 20 Гц – инфразвук, выше 20 кГц – ультразвук. Звуковой диапазон принято подразделять:

– низкочастотный (до 400 Гц);

– среднечастотный (400-1000 Гц);

– высокочастотный (более 1000 Гц).

Физически звук характеризуется частотой, интенсивностью, звуковым давлением. Ухо чувствительно к звуковому давлению. За единицу звукового давления принят паскаль (Па).

Звук характеризуется интенсивностью (силой) – поток звуковой энергии через единицу площади, Вт/м² . Наименьшая интенсивность звука, которую слышит ухо называется порогом слышимости: J_min =10^-12 Вт/м² при f=1000 Гц. Наибольшая интенсивность звука, которая воспринимается на слух, создает ощущение боли – болевой порог J_max =10² Вт/м² . В диапазоне от порога слышимости до болевого порога сила звука увеличивается в 10¹⁴ раз. Такой огромный диапазон доступен нам благодаря способности уха реагировать не на абсолютную интенсивность звука, а на ее прирост, и называется он уровнем интенсивности звука. Уровень интенсивности звука L – это логарифм отношения рассматриваемой J и на пороге слышимости J_min сил звука, измеряется в дБ:

(1)

где J – интенсивность рассматриваемого звука, Вт/м²;

J_min – интенсивность на пороге слышимости, Вт/м².

В ГОСТ 12.1.003-83 приводятся допустимые уровни звукового давления. Связь уровня интенсивности звука и звукового давления выражается формулой:

(2)

где P – звуковое давление рассматриваемого звука, Па;

P_min – звуковое давление на пороге слышимости; P_min = 2×10^-5 Па на частоте 1000Гц.

Вибрация – механическое колебание упругих тел при низких частотах (3-100 Гц) с большими амплитудами (0,5-0,003 мм). Физически вибрация характеризуется частотой, амплитудой, скоростью, ускорением. Эти же параметры учитываются для гигиенической оценки вибраций.