Чем опасен инфразвук и ультразвук
Управление Роспотребнадзора по Республике Марий Эл
Управление Роспотребнадзора по Республике Марий Эл
Санитарный надзор
Инфразвук и ультразвук
Инфразвук и ультразвук
Рассматривая влияние шума, вибрации на организм человека в предыдущих материалах, мы никак не затронули инфразвук и ультразвук. А ведь влияние этих колебаний не менее опасно и требует особого внимания.
Диапазон слышимых человеком звуков варьируется от 16 до 20 000 Герц. Ультразвук же находится за пределами слышимости человека, это колебания с частотой выше 20 000 Герц. А инфразвук имеет частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом, то есть меньше 16 Герц.
Действующими санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.583-98 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки» и санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях» установлены предельно допустимые уровни инфразвука на территории жилой застройки – это 90 децибел, в помещениях жилых и общественных зданий – 75 децибел.
Ультразвук – это тип звуковых волн, который может возникать как искусственным путём, так и природным.
В настоящее время ультразвук широко применяется в машиностроении, металлургии, химии, радиоэлектронике, строительстве, геологии, легкой и пищевой промышленности, рыбном промысле, медицине и т.д.
Различают низкочастотные (до 100 000 Герц) ультразвуковые колебания, которые распространяются контактным и воздушным путем и высокочастотные (выше 100 000 Герц) ультразвуковые колебания, которые распространяются только контактным путем.
Гигиеническое нормирование воздушного и контактного ультразвука направлено на оптимизацию и оздоровление условий труда работников, занятых выполнением трудовых функций с оборудованием с ультразвуком. В соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96 «Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения» предельно допустимые уровни ультразвука для работающих и населения варьируются от 80 до 110 дБ в зависимости от частоты колебания волн.
Управление Роспотребнадзора по Республике Марий Эл
Управление Роспотребнадзора по Республике Марий Эл
ПРЕСС-ЦЕНТР
Инфразвуковая и ультразвуковая какофония (из серии «Микроклимат»)
Инфразвуковая и ультразвуковая какофония (из серии «Микроклимат»)
Рассматривая влияние шума, вибрации на организм человека в предыдущих материалах, мы никак не затронули инфразвук и ультразвук. А ведь влияние этих колебаний не менее опасно и требует особого внимания.
Диапазон слышимых человеком звуков варьируется от 16 до 20 000 Герц. Ультразвук же находится за пределами слышимости человека, это колебания с частотой выше 20 000 Герц. А инфразвук имеет частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом, то есть меньше 16 Герц.
Развитие промышленного производства и транспорта привело к значительному увеличению источников инфразвука в окружающей среде и возрастанию его уровня. Основные техногенные источники инфразвука в городе – это автомобильный, железнодорожный, водный транспорт, а также вентиляторы, компрессоры, дизельные двигатели, электровозы, турбины, реактивные двигатели и т.д.
Таким образом, плотно закрытые окна и двери квартиры, спасающие жителей от внешнего шума, от инфразвука не укроют.
Согласно медицинским исследованиям инфразвуковые колебания вызывают у человека чувство глубокой подавленности и необъяснимого страха, слабые звуки действуют на внутреннее ухо, создавая эффект морской болезни, сильные вызывают вибрацию органов человека, нарушая их функции (сердце может даже остановиться). При колебаниях средней мощности наблюдаются внутренние расстройства органов пищеварения и мозга с самыми различными последствиями (обморок, общая слабость и т.д.).
Действующими санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.583-98 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки» и санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях» установлены предельно допустимые уровни инфразвука на территории жилой застройки – это 90 децибел, в помещениях жилых и общественных зданий – 75 децибел.
Ультразвук– это тип звуковых волн, который может возникать как искусственным путем, так и природным.
В настоящее время ультразвук широко применяется в машиностроении, металлургии, химии, радиоэлектронике, строительстве, геологии, легкой и пищевой промышленности, рыбном промысле, медицине и т.д.
У работающих с ультразвуковым оборудованием наблюдается функциональное нарушение нервной системы, изменения давления, состава и свойства крови, часты жалобы на головные боли, быструю утомляемость, потерю слуховой чувствительности. Ультразвук действует на человека как через воздушную среду, так и через жидкую и твердую.
Различают низкочастотные (до 100 000 Герц) ультразвуковое колебание, которое распространяется контактным и воздушным путем и высокочастотные (выше 100 000 Герц) ультразвуковые колебания, которые распространяются только контактным путем.
Гигиеническое нормирование воздушного и контактного ультразвука направлено на оптимизацию и оздоровление условий труда работников, занятых выполнением трудовых функций с оборудованием с ультразвуком. В соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96 «Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения» предельно допустимые уровни ультразвука для работающих и населения варьируются от 80 до 110 дБ в зависимости от частоты колебания волн.
Инфразвук и ультразвук. Влияние на человека. Средства индивидуальной и коллективной защиты.
Этим неслышимым звукам нашли много применения.
Ультразвуки могут издавать и воспринимать такие животные, как собаки, кошки, дельфины, муравьи, летучие мыши и др. Летучие мыши во время полёта издают короткие звуки высокого тона. В своём полете, они руководствуются отражениями этих звуков от предметов, встречающихся на пути; они могут даже ловить насекомых, руководствуясь только эхом от своей мелкой добычи. Кошки и собаки могут слышать очень высокие свистящие звуки (ультразвуки).
В земной коре наблюдаются сотрясения и вибрации инфразвуковых частот от самых разнообразных источников, в том числе от взрывов обвалов и транспортных возбудителей.
Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Распространение инфразвука на большие расстояния в море даёт возможность предсказания стихийного бедствия — цунами. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды.
Основные источники инфразвуковых волн
Развитие промышленного производства и транспорта привело к значительному увеличению источников инфразвука в окружающей среде и возрастанию интенсивности уровня инфразвука.
Основные техногенные источники инфразвуковых колебаний в городах приведены в таблице.
Источник инфразвука Характерный частотный
диапазон инфразвука Уровни инфразвука
Автомобильный транспорт Весь спектр инфразвукового диапазона Снаружи 70-90 дБ, внутри до 120 дБ
Железнодорожный транспорт и трамваи 10-16 Гц Внутри и снаружи от 85 до 120 дБ
Промышленные установки аэродинамического и ударного действия 8-12 Гц До 90-105 дБ
Вентиляция промышленных установок и помещений, то же в метрополитене 3-20 Гц До 75-95 дБ
Реактивные самолеты Около 20 Гц Снаружи до 130 дБ
Человеческое ухо не воспринимает ультразвук, однако, некоторые животные, например, летучие мыши, могут воспринимать и издавать ультразвук. Частично воспринимают ультразвук грызуны, кошки, собаки, киты, дельфины. Ультразвуковые колебания возникают при работе моторов автомобилей, станков и ракетных двигателей. В практике для получения ультразвука обычно применяют электромеханические генераторы ультразвука, действие которых основано на способности некоторых материалов изменять свои размеры под действием магнитного (магнитострикционные генераторы) или электрического поля (пьезоэлектрические генераторы), издавая при этом звуки высокой частоты. Из-за большой частоты (малой длины волны) ультразвук обладает особыми свойствами.
Он сильно поглощается газами и слабо жидкостями. В жидкости под воздействием ультразвука образуются пустоты в виде мельчайших пузырьков с кратковременным возрастанием давления внутри них. Кроме того, ультразвуковые волны ускоряют протекание процессов диффузии (взаимопроникновения двух сред друг в друга),. существенно влияют на растворимость вещества и в целом на ход химических реакций. Эти свойства ультразвука и особенности его взаимодействия со средой обусловливают его широкое техническое и медицинское использование.
Впервые идея практического использования ультразвука возникла, как известно, в первой половине прошедшего века в связи с разработкой методов и приборов для обнаружения в глубине моря различных объектов: подводных лодок, рифов, подводных частей айсбергов и т.д. Это было вызвано прежде всего гибелью в 1912 г. «Титаника» и начавшимся участием подводных лодок в военных операциях во время первой мировой войны.
Низкочастотные ультразвуковые колебания хорошо распространяются в воздухе. Биологический эффект воздействия их на организм зависит от интенсивности, длительности воздействия и размеров поверхности тела, подвергаемой действию ультразвука. Длительное систематическое влияние ультразвука, распространяющегося в воздухе, вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. У работающих на ультразвуковых установках отмечают выраженную астению, сосудистую гипотонию, снижение электрической активности сердца и мозга. Изменения ЦНС в начальной фазе проявляются нарушением рефлекторных функций мозга (чувство страха в темноте, в ограниченном пространстве, резкие приступы с учащением пульса, чрезмерной потливостью, спазмы в желудке, кишечнике, желчном пузыре). Наиболее характерны вегетососудистая дистония с жалобами на резкое утомление, головные боли и чувство давления в голове, затруднения при концентрации внимания, торможение мыслительного процесса, на бессонницу.
Контактное воздействие высокочастотного ультразвука на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности, т. е. развиваются периферические неврологические нарушения. Установлено, что ультразвуковые колебания могут вызывать изменения костной структуры с разрежением плотности костной ткани.
Производственная вибрация.
Основные понятия и определения. Действие вибрации на организм человека. Принципы нормирования вибрации на производстве
2.1 Область применения и общие положения вибрация
Измерение и гигиеническая оценка вибрации, а также профилактические мероприятия должны проводиться в соответствии с руководством 2.2.4/2.1.8-96 «Гигиеническая оценка физических факторов производственной и окружающей среды» (в стадии утверждения).
С утверждением настоящих санитарных норм утрачивают силу «Санитарные нормы и правила при работе с машинами и оборудованием, создающими локальную вибрацию, передающуюся на руки работающих» № 3041-84, «Санитарные нормы вибрации рабочих мест» № 3044-84, «Санитарные нормы допустимых вибраций в жилых домах» № 1304-75.
2.2 Термины и определения
2.3 Классификация вибраций, воздействующих на человека
По способу передачи на человека различают:
— общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;
— локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.
Примечание. Вибрация, передающаяся на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, относится к локальной вибрации.
По источнику возникновения вибраций различают:
— локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного механизированного инструмента (с двигателями), органов ручного управления машинами и оборудованием;
— локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного немеханизированного инструмента (без двигателей), например, рихтовочных молотков разных моделей и обрабатываемых деталей;
Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:
а) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;
б) на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;
в) на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда;
— общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников: городского рельсового транспорта (мелкого залегания и открытые линии метрополитена, трамвай, железнодорожный транспорт) и автотранспорта; промышленных предприятий и передвижных промышленных установок (при эксплуатации гидравлических и механических прессов, строгальных, вырубных и других металлообрабатывающих механизмов, поршневых компрессоров, бетономешалок, дробилок, строительных машин и др.);
— общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников: инженерно-технического оборудования зданий и бытовых приборов (лифты, вентиляционные системы, насосные, пылесосы, холодильники, стиральные машины и т.п.), а также встроенных предприятий торговли (холодильное оборудование), предприятий коммунально-бытового обслуживания, котельных и т.д.
Рис.1. Направление координатных осей при действии вибрации
По характеру спектра вибрации выделяют:
— узкополосные вибрации, у которых контролируемые параметры в одной 1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 октавных полосах;
По частотному составу вибрации выделяют:
По временным характеристикам вибрации выделяют:
— постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;
— непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:
а) колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;
б) прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;
в) импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.
2.4 Предельно допустимые величины нормируемых параметров
Предельно допустимые величины нормируемых параметров производственной локальной вибрации при длительности вибрационного воздействия 480 мин (8 ч) приведены в табл. 1.
*Предельно допустимые значения по осям
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц виброускорения виброскорости
125 11,0 141 1,4 109
250 22,0 147 1,4 109
500 45,0 153 1,4 109
1000 89,0 159 1,4 109
Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни 2,0 126 2,0 112
* Работа в условиях воздействия вибрации с уровнями, превышающими настоящие санитарные нормы более чем на 12 дБ (в 4 раза) по интегральной оценке или в какой-либо октавной полосе, не допускается.
Действие тока на организм человека. Электротравмы и их классификация.
Виды поражения электрическим током.
Проходя через живой организм эл. ток производит действие :
1. Термическое—в ожогах определённых участков, нагреве кровеносных сосудов, крови, нервов.
2. Электролитическое—разложение крови и других органических жидкостей.
3. Биологическое—раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращением мышц, в том числе мышц сердца и лёгких.
В результате всего этого могут возникнуть различные нарушения в организме плоть до полной остановки работы сердца и лёгких.
Всё это приводит к двум поражениям : электрическим травмам и электрическим ударам.
Различают следующие эл. травмы : эл. ожог, эл. знаки, металлизация кожи и механические повреждения.
Эл. ожог—самая распространённая эл. травма.
Ожоги бывают двух видов : токовый и дуговой.
Токовый ожог—возникает при прохождении тока через тело при этом наблюдаются ожоги.
Эл. знаки—метки на теле серого цвета—при прохождении эл. тока.
Металлизация кожи—проникновение в кожу мелких частичек металла, расплавленных эл. дугой.
Причина смерти от эл. тока—прекращение работы сердца, лёгких, эл. шок.
Фибриляция—это хаотические быстрые сердечные сокращения.
В зависимости от возникающих последствий электроудары делят на четыре степени:
Основные факторы влияющие на исход поражения током.
При 10-15 мА боль становится едва переносимой, а судороги такие что человек не может их преодолеть.
При расчетах, связанных с электробезопасностью, сопротивление тела человека принимают равным 1 кОм.
Длительность прохождения тока через тело человека оказывает влияние на исход поражения : чем продолжительнее действие тока, тем больше вероятность тяжелого смертельного поражения.
Путь тока в теле пострадавшего играет существенную роль в исходе поражения. Так если на пути тока жизненно важные органы—сердце, лёгкие, головной мозг, то опасность поражения весьма велика.
Род тока и частота постоянный ток менее опасен чем переменный примерно в четыре раза однако это справедливо до 250-300 в. Увеличение частоты ведет к увеличению опасности.
Наиболее опасно прохождение тока через сердце, легкие и головной мозг.
Шумы и их влияние на организм
Долгое время человечество обладало эмпирическими знаниями о воздействии звука и шума на функции организма, и лишь недавно серьезно и ответственно этим стала заниматься наука аудиология. Для тою чтобы понять, каково же все-таки это воздействие и чем оно обусловлено, придется немного поднапрячься и вникнуть в несложную терминологию.
При длительном воздействии шума высокой силы и частоты в органе слуха происходят необратимые изменения, и человек может оглохнуть уже через 1-2 года.
Но иногда негативный процесс развивается не так стремительно, и глухота подступает исподволь, незаметно, в течение 5-10 лет. Но процесс. идет К сожалению, количество сенсорных клеток восстанавливается только в естественном порядке – «убитые» выходят из строя навсегда. Такую глухоту называют сенсорной тугоухостью, или шумовой травмой Один из ее тревожных симптомов нарастающие трудности в понимании речи В первую очередь обычно исчезает способность слышать согласные звуки, которые образуют структуру слов: они «выше» по частоте и более мягкие в произношении, чем гласные звуки, расположенные в более низком диапазоне частот.
Чем еще может «порадовать» шум?
Профессиональная глухота чаще всего поражает людей «шумных» профессий: клепальщиков, молотобойцев, ткачей, артиллеристов, звукорежиссеров, музыканов джазовых и симфонических оркеиров. К группе риска относятся даже космонавты, поскольку круглосуточная работа приборов и вентиляторов создает на космических станциях шумовой фон 80 децибел.
Слабый шум «ведет» себя по-разному. Но это уже больше зависит от возраста, состояния здоровья и индивидуального отношения. Вспомните: когда вы чем-нибудь заняты, то вряд ли замечаете и реагируете на шум, производимый собствен ной персоной. А вот посторонние, отвлекающие шумы могут раздражать до бешенства. Так что, если захотите узнать, какой у вас тип высшей нервной деятельности, проверьте себя слабым шумовым воздействием. При этом возьмите на заметку, что менее чувствительны к шуму люди сильные и уравновешенные.
И уж если так вреден слышимый шум, то как же ведут себя его безголосые вездесущие «братья»? В начале недавно 
отшумевшего века американский физик Роберт Вуд выяснил, что инфразвук вызывает у людей болезненные реакции. Когда ученый включил в одном из лондонских театров инфразвуковую трубу, которая, по его замыслу, должна была создать в зале тревожное настроение, зрителей обуял самый настоящий ужас. В зале же творилось необьяснимое дребезжали оконные стекла, звенели хрустальные подвески канделябров.
Неслышимые ультразвуки, как и невидимые ультрафиолетовые лучи, нашли применение в медицине. Так, ученые заметили, что различные шумы вызывают резонанс в мышечных тканях, что приводит к непроизвольным сокращениям мышц без участия мозга. Мышцы сокращаются незначительно, но именно это вызывает потребность произвести более основательные движения. Таким образом, если необходимо побудить людей к каким-либо действиям, шумы и ударные инструменты могут оказать значительную помощь. Для преодоления тормозящих влияний парасимпатической и эндокринной систем используются звуки с частотой около 0,9 Гц. Это песни и музыкальные произведения, активизирующие функцию внешнего дыхания, вследствие чего развивается гипероксия мышечной ткани и повышается так называемый тонус: энергия выплескивается через край, а состояние сонливости и готовности к отдыху исчезает, сменяясь бодростью и жаждой активных действий.
Гул, являющийся фоном речи, активизирует людей, и оратору легче побудить их к каким-либо действиям. Этот прием используют во время своих предвыборных кампаний многие американские политики, выступающие под одобрительные крики, гул толпы и т. п. В свое время Роберт Кох предсказал: «Когда-нибудь человечество вынуждено будет расправляться с шумом столь же решительно, как оно расправляется с холерой и чумой». Расправляться начали уже давно: еще за три тысячи лет до нашей эры шумеры приказывали оружейникам убирать свои мастерские из центра городов. Юлий Цезарь почти 2000 лет назад в Риме запретил езду ночью на грохочущих колесницах. Тогда же появился запрет на петушиное пение до наступления рассвета. А всего 400 лет назад королева Англии Елизавета III издала закон, который существует по сей день и запрещает мужьям бить своих жен после 10 часов вечера и до пяти утра: «чтобы их крики не беспокоили соседей».
Современная наука накопила большой арсенал средств защиты от шума.
Основными направлениями снижения акустического загрязнения окружающей среды являются:
Проверить слух и вообще решить все проблемы с ЛОР-органами Вы можете в медицинском центре «Код Здоровья».
Влияние акустических явлений на здоровье человека
Введение
Мир, окружающий нас, можно назвать миром звуков. Звучат вокруг нас голоса людей и музыка, шум ветра и щебет птиц, рокот моторов и шелест листвы. С помощью речи люди общаются, с помощью слуха получают информацию об окружающем мире. Не меньшее значение звук имеет для животных. С точки зрения физики, звук – это механические колебания, которые распространяются в упругой среде: воздухе, воде, твёрдом теле и т.п. Способность человека воспринимать упругие колебания, слушать их отразились в названии учения о звуке – акустика (от греческого akustikos – слуховой, слышимый).
Шум довольно распространен в наши дни. Шум – звук, в котором изменение акустического давления, воспринимаемое ухом, беспорядочно и повторяется через разные промежутки времени. Как и все физические явления, шум имеет и положительные качества и отрицательные. Человек слушает приятную музыку, чтобы расслабиться, снять усталость, поднять себе настроение. Отсюда можно сказать, что шум оказывает благотворное влияние на нас. Но шум имеет много вредных и опасных для человека свойств.
Глава 1. Акустические явления. Виды и их характеристики
Акустика — наука о звуке, изучающая физическую природу звука и проблемы, связанные с его возникновением, распространением, восприятием и воздействием. Акустика является одним из направлений физики (механики), исследующих упругие колебания и волны от самых низких (условно от 0 Гц) до высоких частот.
Звуком называют ощущение, воспринимаемое нашим органом слуха при ударе о барабанную перепонку его звуковых волн (ряд последовательных сгущений и разрежений воздуха), производимых вибрацией упругих тел; волны эти вызывают соответственные вибрационные колебания слуховых нервов. Строго говоря, звука не существует: он вызывается в самом ухе раздражением окончаний слуховых нервов передающимися ему колебаниями звучащего тела. Музыкальный звук ощущается при правильных, равномерных колебаниях барабанной перепонки уха, неправильные и неравномерные вибрации, равно как и смесь разных коротких звуков, производит впечатление шума. Орган слуха человека различает высокие и низкие звуки. Высокие звуки производятся быстрыми колебаниями, низкие более медленными. Самый низкий звук, или тон, различаемый еще человеческим ухом, обозначаемый тоном субконтра = С (С2), производится 16 колебаниями в секунду. Верхний предел слышимости звука, неодинаковый для различных индивидуумов, лежит между 16000 и 33000 колебаний в секунду, следовательно, приблизительно между С на седьмой черте и С на восьмой черте (С7 до С8). Отношение чисел колебаний двух звуков называется интервалом. Звук или тон, делающий вдвое большее число колебаний, чем другой звук в одинаковый с ним промежуток времени, называется октавой последнего звука. Так, напр., звук, делающий 800 колебаний в секунду, есть следующая, более высокая октава звука, делающего 400 колебаний в секунду.
1.1 Шум
В научной литературе дается понятие звука как колебания частиц в упругих средах, распространяющиеся в форме продольных волн, частота которых лежит в пределах, воспринимаемых человеческим ухом, т.е. в среднем от 16до 20000Гц. В воздухе при температуре о 0С и нормальном атмосферном давлении звук распространяется со скоростью 330м/с, в морской воде – около 1500м/с, в некоторых металлах скорость звука достигает 7000м/с. Упругие волны с частотой меньше 16Гц называют инфразвуками, а волны, частота которых превышает 20000Гц – ультразвуками. Звук может распространяться в газообразной и жидкой среде только в виде продольных волн, а в твердых телах помимо продольных волн возникают также и поперечные волны.
1.2 Инфразвук
Инфразвук – это звуковые волны, имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. Хотя он и не слышен, он действует на человека как физическая нагрузка. При этом у человека возникает утомление, головокружение, вестибулярные расстройства, нарушения работы сердечно– сосудистой и нервной системы, снижается острота слуха. Особенно неблагоприятен инфразвук частотой 2-15 Гц, так как вызывает в организме резонансные явления. При этом могут возникать нарушения ритма дыхания, болезненные ощущения в груди, животе, пояснице и в некоторых мышцах.
1.3 Ультразвук
Ультразвук – неслышимые человеческим ухом упругие волны. Возникает при работе реактивных двигателей, газовых турбин, сирен, сварочных машин, станков для сверления и др. Низкочастотные ультразвуковые колебания оказывают на людей такое же действие, как шум. Исследования последних лет показали, что человеческое ухо может воспринимать и ультразвук, но лишь в том случае, если он проходит через кости черепа.
Хотя о существовании ультразвука известно давно, его практическое использование достаточно молодо. В наше время ультразвук широко применяется в различных физических и технологических методах. Так, по скорости распространения звука в среде судят о её физических характеристиках. Измерения скорости на ультразвуковых частотах позволяет с весьма малыми погрешностями определять, например, адиабатические характеристики быстропротекающих процессов, значения удельной теплоёмкости газов, упругие постоянные твёрдых тел.
1.4 Мобильные телефоны
Мобильный телефон — самый распространенный «вредитель» для нашего организма. В среднем за месяц человек говорит по мобильному телефону около 100 минут. Этого вполне достаточно, чтобы навредить психике и организму в целом. Защита: уровень громкости гарнитуры мобильных телефонов не должен превышать 10 дБ (то есть уровень громкости звонка и разговора с абонентом не должен превышать средний). В противном случае при частых звонках и разговорах могут начаться нервные расстройства.
1.5 Наушники и МП3 плееры
Главное проблема прослушивания музыки в наушниках – вкладышах состоит в том, что человек не способен контролировать уровень громкости. То есть ему может казаться, что музыка играет тихо, а на самом деле у него в ушах будет, чуть ли не 100 децибел.
Расспросив многих своих друзей и знакомых, я пришел к выводу: все владельцы МР3 плееров используют устройство не только для простого прослушивания музыки, а скорее для создания вокруг себя некой границы или ауры для защиты от окружающего мира. Если в наушниках играет любимая музыка, то человек чувствует себя более защищенным, это помогает ему отключиться от внешних источников раздражения, от уличного шума, от суеты. В итоге у современной молодежь начинают возникать проблемы со слухом уже в 30 лет. Во избежание развития глухоты, ученые советуют покупать специальные фильтры для наушников, которые препятствуют проникновению постороннего шума и, таким образом, устраняют необходимость увеличения звука.
Глава 2. Влияние акустический явлений на организм
Шум звукового диапазона приводит к снижению внимания и увеличению ошибок во время выполнение различных видов работ. Шум замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы. Шум угнетает центральную нервную систему, вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонических болезни.
Длительный шум неблагоприятно влияет на орган слуха, понижая чувствительность к звуку. Он приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток. Ослабленные клетки нервной системы не могут достаточно четко координировать работу различных систем организма. Отсюда возникают нарушения их деятельности.
Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления, – децибелах. Это давление воспринимается не беспредельно. Уровень шума в 20-30 децибелов практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон. Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница составляет примерно 80 децибелов. Звук в 130 децибелов уже вызывает у человека болевое ощущение, а 150 становится для него непереносимым. Недаром в средние века существовала казнь «под колокол». Гул колокольного звона мучил и медленно убивал осужденного.
Очень высок уровень и промышленных шумов. На многих работах и шумных производствах он достигает 90-110 децибелов и более. Не намного тише и у нас дома, где появляются все новые источники шума – так называемая бытовая техника.
Долгое время влияние шума на организм человека специально не изучалось, хотя уже в древности знали о его вреде и, например, а античных городах вводились правила ограничения шума.
В настоящее время ученые во многих странах ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Их исследования показали, что шум наносит ощутимый вред здоровью человека, но и абсолютная тишина пугает и угнетает его. Так, сотрудники одного конструкторского бюро, имевшего прекрасную звукоизоляцию, уже через неделю стали жаловаться на невозможность работы в условиях гнетущей тишины. Они нервничали, теряли работоспособность. И, наоборот, ученые установили, что звуки определенной силы стимулируют процесс мышления, в особенности процесс счета.
Каждый человек воспринимает шум по-разному. Многое зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий.
Некоторые люди теряют слух даже после короткого воздействия шума сравнительно уменьшенной интенсивности.
Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия – звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости.
Очень шумная современная музыка также притупляет слух, вызывает нервные заболевания.
Шум обладает аккумулятивным эффектов, то есть акустические раздражение, накапливаясь в организме, все сильнее угнетают нервную систему.
Поэтому перед потерей слуха от воздействия шумов возникает функциональное расстройство центральной нервной системы. Особенно вредное влияние шум оказывает на нервно-психическую деятельность организма.
Процесс нервно-психических заболеваний выше среди лиц, работающих в шумных условиях, нежели у лиц, работающих в нормальных звуковых условиях.
Шумы вызывают функциональные расстройства сердечно-сосудистой системы; оказывают вредное влияние на зрительный и вестибулярный анализаторы, снижает рефлекторную деятельность, что часто становится причиной несчастных случаев и травм.
Как показали исследования, неслышимые звуки также могут оказать вредное воздействие на здоровье человека. Так, инфразвуки особое влияние оказывают на психическую сферу человека: поражают все виды интеллектуальной деятельности, ухудшаются настроение, иногда появляется ощущение растерянности, тревоги, испуга, страха, а при высокой интенсивности – чувство слабости, как после сильного нервного потрясения. Даже слабые звуки инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, в особенности, если они носят длительный характер. По мнению ученых, именно инфразвуками, неслышно прикасающимися сквозь самые толстые стены, вызываются многие нервные болезни жителей крупных городов. Ультразвуки, занимающие заметное место в гамме производственных шумов, также опасны. Механизмы их действия на живые организмы крайне многообразны. Особенно сильно их отрицательному воздействию подвержены клетки нервной системы.
Шум коварен, его вредное воздействие на организм совершается незримо, незаметно. Организм человека против шума практически беззащитен. В настоящее время врачи говорят о шумовой болезни, развивающейся в результате воздействия шума с преимущественным поражением слуха и нервной системы. (см. приложение 5)
Существует большое количество источников инфразвукового излучения естественной природы. Как правило, интенсивность такого излучения по крайней мере на порядок меньше инфразвука от ядерных взрывов.
Инфразвуковые волны наблюдаются во время периодов большой геомагнитной активности: период инфразвука составляет 40 – 80 с, амплитуда – около 0,1 Па. Происхождение этих инфразвуков, относящихся к диапазону дробных герц, возможно связано с образованием ударных волн.
В исследованиях последних лет была подтверждена гипотеза поисковой активности мышц при построении движений. Так, например, для частного вида движения – сохранения вертикальной позы человека – необходима непрерывная деятельность определённых групп мышц. Мышцы при этом, меняя свое напряжение, как бы осуществляют поиск в процессе минимизации отклонения общего центра тяжести человеческого тела от положения равновесия.
Инфразвуковые колебания воздействуют на весь организм человека, вызывая резонансные явления как всего человеческого тела, так и отдельных его частей, внутренних органов и систем, вызывая в зависимости от амплитудно-частотных характеристик инфразвука и продолжительности воздействия те или иные нарушения в организме. При этом у человека увеличивается общий расход энергии, так как под действием низкочастотных колебании й повышается среднемышечная напряженность. Поэтому можно полагать, что инфразвуковые колебания воспринимаются человеком как физическая нагрузка, которую можно сравнить с другими видами нагрузки, как, например, физическая работа, тепловая нагрузка и др.
Во время инфразвукового воздействия тело человека испытывает ритмическое изменение давления (компрессионно-декомпрессионный эффект). При этом подвергаются раздражению механорецепторы внутренних органов и тканей, мышц и кожи, в результате чего рефлекторным путем в организме возникает ряд сдвигов.
Наиболее общими физиологическими эффектами, наблюдаемыми при действии инфразвуковых колебаний на человеческий организм, являются изменение ритмов дыхания и биений сердца, расстройства желудка и центральной нервной системы, головные боли.
По характеру биологического воздействия инфразвука можно выделить три основные зоны:
2.1 Допустимые нормы
Чтобы иметь представление об опасности, которую представляет для слуха шум, необходимо ознакомить с допустимыми нормами шума для разного времени суток, а также узнать, какой уровень шума в децибелах производят те или иные звуки. Таким образом можно начать понимать, что является безопасным для слуха, а что представляет опасность. А с пониманием придет и умение избегать вредного воздействия звука на слух.
По санитарным нормам, допустимым уровнем шума, который не наносит вреда слуху даже при длительном воздействии на слуховой аппарат, принято считать: 55 децибел (дБ) в дневное время и 40 децибел (дБ) ночью. Такие величины нормальны для нашего уха, но, к сожалению, они очень часто нарушаются, особенно в пределах больших городов.
Если уровень шума достигает 70-90 децибел (дБ) и продолжается довольно длительное время, то такой шум при длительном воздействии может привести к заболеваниям центральной нервной системы. А длительное воздействие шума уровнем более 100 децибел (дБ) может приводить к существенному снижению слуха вплоть до полной глухоты. Поэтому вреда от громкой музыки мы получаем гораздо больше, чем удовольствия и пользы. (см. приложение 6)
2.2 Польза и вред
Звуки, вызывающие отрицательные эмоции: шум строительной и ремонтной техники, всё, что издаёт характерный металлический лязг и звон, — дрель, молоток, электропила. По уровню раздражения хуже только детский плач. Зато смех ребёнка стоит первым в списке приятных звуков вместе с пением птиц и журчанием воды.
Даже звучание музыкальных инструментов вызывает негативные эмоции, если тот или иной инструмент связан с неприятными воспоминаниями. Музыка — набор звуков, которые составляют мелодию и ритм. Учёные доказали, что музыка положительно влияет на человека, животных и даже растения.
Слишком громкий звук-выстрел на близком расстоянии или шум реактивного двигателя способен повредить слуховой аппарат. Без последствий человек воспринимает определённый диапазон громкости. Если громкие звуки окружают повседневно, например, в метро, человек постепенно перестаёт воспринимать тихие, теряя слух и расшатывая нервную систему.
Если человек привык к городскому шуму, то, попав в деревню, где ночью тишина, он спит намного хуже, слышит мельчайшие шорохи. Поэтому вредно как перемещение деревенского жителя в городскую среду, так и наоборот.
Чтоб защититься от уличного шума, в городской квартире устанавливают шумоизоляционные окна и двери. Межкомнатные двери должны быть не тоньше сорока сантиметров.
Психологи и врачи советуют уделять внимание тому, что и как слушать. Ведь от окружающих звуков зависит настроение человека, здоровье, работоспособность и успех в жизни.
Глава 3. Экспериментальная часть
Для измерения уровней шума объективным методом пользуются шумомерами. В этих приборах шум воспринимается с помощью широкополосного микрофона, который преобразует звуковые колебания в электрические. Последние усиливаются и подаются на выпрямитель стрелочного прибора(измеритель).
Мы измеряли уровень шума вторым методом. Мы использовали два шумомера, установленные в мобильный телефон, благодаря приложениям «шумомер» и «sound Meter».
Результаты исследования показывают, что в учебных кабинетах превышен допустимый уровень шума. Также значительно выше допустимого уровня уровень шума в кабинете музыки, в спортзале. В коридорах во время перемен, в столовой во время питания учащихся уровень шума приближен к допустимой норме.
3.1 Виды источников шумов в школе
В ходе наших наблюдений мы выявили, что основными источниками звуков и шумов в школе являются разговоры учителей, учащихся, крики, звонок (на урок и с урока), компьютеры, музыка на дискотеке, сотовые телефоны, наушники от сотовых телефонов, плееры, музыкальные центры, радиоприемники, магнитофоны.
3.2 Влияние акустических явлений на состояние учеников
Длительное воздействие шума оказывает влияние на психологическое состояние: учащиеся отмечают жалобы на быструю утомляемость, снижение внимания и сосредоточенности и работоспособности, ухудшение настроения, нарушение сна, общую слабость, повышение раздражительности.
Многим детям нравятся громкие звуки. Многих детей раздражают громкие разговоры, смех, крики, галдеж, звуки игр на компьютере, громкая музыка и т.д. Большинство учащихся осознают негативное влияние звука на состояние здоровья. Часть учеников не знают о вредном воздействии шума на состояние здоровья. Многие согласились с тем, что шум вызывает усталость после уроков и может стать причиной болезни.
Заключение
Шум, каким бы он ни был, всегда будет оказывать различное воздействие на разных людей. Все зависит от индивидуальной восприимчивости людей. Одни очень восприимчивы, шумы их раздражают и вызывают желание покинуть помещение, а другие же способны продолжать заниматься своими делами, привыкнув к такому, пусть и неприятному, фону. Это зависит от внутренних параметров восприятия. Именно поэтому шум, который издает сам человек, может быть не раздражающим, а вот то, что доносится извне, может мешать. Разумеется, в этом вопросе не последнюю роль играет и то, какой это шум: если у соседей непрерывно плачет ребенок или раздается звук перфоратора, это, чаще всего, воспринимается наиболее беспокойно.
Для полного восстановления организма от усталости и напряжения, бытовых проблем и забот просто необходима тишина. Отсутствие раздражителей и вибраций хорошо влияет на нервную систему, помогает привести мысли в порядок, получить здоровый крепкий сон. Чем выше уровень шумов, тем хуже для нашего здоровья.
Сильная перегрузка слухового анализатора приводит к перевозбуждению нервной системы, изменениям психического состояния, к снижению адаптационных ресурсов организма, а значит, к переутомлению. Таким образом, исследование показало, что шумовое загрязнение атмосферы значительно отражается на здоровье человека.