Влияние шума и инфразвука на организм человека

Влияние шума и  инфразвука на организм человека

Шум – беспорядочное  сочетание различных по силе и  частоте звуков; способен оказывать  неблагоприятное воздействие на организм. Источником шума является любой  процесс, вызывающий местное изменение  давления или механические колебания  в твердых, жидких или газообразных средах. Действие его на организм человека связано главным образом с  применением нового, высокопроизводительного  оборудования, с механизацией и автоматизацией трудовых процессов: переходом на большие  скорости при эксплуатации различных  станков и агрегатов. Источниками шума могут быть двигатели, насосы, компрессоры, турбины, пневматические и электрические инструменты, молоты, дробилки, станки, центрифуги, бункеры и прочие установки, имеющие движущиеся детали. Кроме того, за последние годы в связи со значительным развитием городского транспорта возросла интенсивность шума и в быту, поэтому как неблагоприятный фактор он приобрел большое социальное значение.

Шум имеет определенную частоту, или спектр, выражаемый в  герцах, и интенсивность – уровень  звукового давления, измеряемый в  децибелах. Для человека область  слышимых звуков определяется в интервале  от 16 до 20 000 Гц. Наиболее чувствителен слуховой анализатор к восприятию звуков частотой 1000—3000 Гц (речевая зона).

Измерение, анализ и регистрация спектра шума производятся специальными приборами — шумомерами и вспомогательными приборами (самописцы уровней шума, магнитофон, осциллограф, анализаторы статистического распределения, дозиметры и др.). Поскольку ухо менее чувствительно к низким и более чувствительно к высоким частотам, для получения показаний, соответствующих восприятию человека, в шумомерах используют систему корректированных частотных характеристик — шкалы А, В, С, D и линейную шкалу, которые отличаются по восприятию. В практике применяется в основном шкала А.

Нормируемыми  параметрами шума являются уровни звукового  давления в октавных полосах со среднегеометрическими  частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц и эквивалентный (по энергии) уровень  звука в децибелах (шкала А). Допустимые уровни шума на рабочих местах не превышают  соответственно 110, 94, 87, 81, 78, 75, 73 дБ, а  по шкале А — 80 дБ.

Шум - один из наиболее распространенных неблагоприятных  физических факторов окружающей среды, приобретающих важное социально-гигиеническое  значение, в связи с урбанизацией, а также механизацией и автоматизацией технологических процессов, дальнейшим развитием дизелестроения, реактивной авиации, транспорта. Например, при  запуске реактивных двигателей самолетов  уровень шума колеблется от 120 до 140 дБ при клепке и рубке листовой стали — от 118 до 130 дБ, работе деревообрабатывающих станков—от 100 до 120 дБ, ткацких станков—до 105 дБ; бытовой шум, связанный с  жизнедеятельностью людей, составляет 45—60 дБ.

Для гигиенической  оценки шум подразделяют:

по характеру  спектра — на широкополосный с  непрерывным спектром шириной более  одной октавы и тональный, в спектре  которого имеются дискретные тона;

по спектральному  составу — на низкочастотный (максимум звуковой энергии приходится на частоты  ниже 400 гЦ), средне-частотный (максимум звуковой энергии на частотах от 400 до 1000 гЦ) и высокочастотный (максимум звуковой энергии на частотах выше 1000 гЦ);

по временным  характеристикам — на постоянный (уровень звука изменяется во времени но более чем на 5 Дб — по шкале А) и непостоянный.

К непостоянному  шуму относятся колеблющийся шум, при  котором уровень звука непрерывно изменяется во времени; прерывистый  шум (уровень звука остается постоянным в течение интервала длительностью 1 сек. и более); импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов длительностью менее 1 сек.

Механизм действия шума на организм сложен и недостаточно изучен. Когда речь идет о влиянии  шума, то обычно основное внимание уделяют  состоянию органа слуха, так как  слуховой анализатор в первую очередь  воспринимает звуковые колебания и  поражение его является адекватным действию шума на организм. Наряду с  органом слуха восприятие звуковых колебаний частично может осуществляться и через кожный покров рецепторами  вибрационной чувствительности. Имеются  наблюдения, что люди, лишенные слуха, при прикосновении к источникам, генерирующим звуки, не только ощущают  последние, но и могут оценивать  звуковые сигналы определенного  характера.

Возможность восприятия и оценки звуковых колебаний рецепторами  вибрационной чувствительности кожи объясняется  тем, что на ранних этапах развития организма они осуществляли функцию  органа слуха. В дальнейшем, в процессе эволюционного развития, из кожного  покрова сформировался более  дифференцированный орган слуха, который  постепенно совершенствовался в  реагировании на акустическое воздействие.

Изменения, возникающие  в органе слуха, некоторые исследователи  объясняют травмирующим действием  шума на периферический отдел слухового  анализатора — внутреннее ухо. Этим же обычно объясняют первичную локализацию  поражения в клетках внутренней спиральной борозды и спирального (кортиева) органа. Имеется мнение, что в механизме действия шума на орган слуха существенную роль играет перенапряжение тормозного процесса, которое при отсутствии достаточного отдыха приводит к истощению звуковоспринимающего аппарата и перерождению клеток, входящих в его состав. Некоторые авторы склонны считать, что длительное воздействие шума вызывает стойкие нарушения в системе кровоснабжения внутреннего уха, которые являются непосредственной причиной последующих изменений в лабиринтной жидкости и дегенеративных процессов в чувствительных элементах спирального органа.

В патогенезе профессионального  поражения органа слуха нельзя исключить  роль ЦНС. Патологические изменения, развивающиеся  в нервном аппарате улитки при  длительном воздействии интенсивного шума, в значительной мере обусловлены  переутомлением корковых слуховых центров.

Механизм профессионального  снижения слуха обусловлен изменениями  некоторых биохимических процессов. Так, гистохимические исследования спирального органа у подопытных животных, содержавшихся в условиях воздействия шума, позволили обнаружить изменения в содержании гликогена, нуклеиновых кислот, щелочной и кислой фосфатаз, янтарной дегидрогеназы и холинэстеразы. Приведенные сведения полностью не раскрывают механизм действия шума на орган слуха. По-видимому, каждый из указанных моментов имеет определенное значение на каком-то из этапов поражения слуха в результате воздействия шума.

Возникновение неадекватных изменений и ответ  на воздействие шума обусловлено  обширными анатомо-физиологическими связями слухового анализатора  с различными отделами нервной системы. Акустический раздражитель, действуя через рецепторный аппарат слухового  анализатора, вызывает рефлекторные сдвиги в функциях не только его коркового  отдела, но и других органов.

Рассмотрим теперь влияние инфразвука.

Длина инфразвуковой  волны весьма велика (на частоте 3.5 Гц она равна 100 метрам), проникновение  в ткани тела также велико. Фигурально говоря, человек слышит инфразвук  всем телом. Какие же неприятности может  причинить проникший в тело инфразвук?

Довольно эффективно, в смысле влияния на человека, задействование механического резонанса упругих колебаний с частотами ниже 16 Гц, обычно невоспринимаемыми на слух. Самым опасным здесь считается промежуток от 6 до 9 Гц. Значительные психотронные эффекты сильнее всего выказываются на частоте 7 Гц, созвучной альфа-ритму природных колебаний мозга, причем любая умственная работа в этом случае делается невозможной, поскольку кажется, что голова вот-вот разорвется на мелкие кусочки. Звук малой интенсивности вызывает тошноту и звон в ушах, а также ухудшение зрения и безотчетный страх. Звук средней интенсивности расстраивает органы пищеварения и мозг, рождая паралич, общую слабость, а иногда слепоту. Упругий мощный инфразвук способен повредить, и даже полностью остановить сердце. Обычно неприятные ощущения начинаются со 120 дБ напряженности, травмирующие - со 130 дБ. Инфрачастоты около 12 Гц при силе в 85-110 дБ, наводят приступы морской болезни и головокружение, а колебания частотой 15-18 Гц при той же интенсивности внушают чувства беспокойства, неуверенности и, наконец, панического страха [6, 138-140].

В начале 1950-х  годов французский исследователь  Гавро, изучавший влияние инфразвука на организм человека, установил, что при колебаниях порядка 6 Гц у добровольцев, участвовавших в опытах возникает ощущение усталости, потом беспокойства, переходящего в безотчетный ужас. По мнению Гавро, при 7 Гц возможен паралич сердца и нервной системы [8, 2].

Ритмы характерные  для большинства систем организма  человека лежат в инфразвуковом  диапазоне:

- сокращения  сердца 1-2 Гц 

- дельта-ритм  мозга (состояние сна) 0,5-3,5 Гц 

альфа-ритм мозга (состояние покоя) 8-13 Гц

бета-ритм мозга (умственная работа) 14-35 Гц [6,138 ].

Внутренние органы вибрируют тоже с инфразвуковыми частотами. В инфразвуковом диапазоне  находится ритм кишечника.

Медики обратили внимание на опасный резонанс брюшной  полости, имеющей место при колебаниях с частотой 4-8 Гц. Попробовали стягивать (сначала на модели) область живота ремнями. Частоты резонанса несколько  повысились, однако физиологическое  воздействие инфразвука не ослабилось.

Легкие и сердце, как всякие объемные резонирующие системы, также склонны к интенсивным  колебаниям при совпадении частот их резонансов с частотой инфразвука. Самое малое сопротивление инфразвуку оказывают стенки легких, что в конце концов может вызвать их повреждение.

Мозг. Здесь картина  взаимодействия с инфразвуком особенно сложна. Небольшой группе испытуемых было предложено решить несложные задачи сначала при воздействии шума с частотой ниже 15 Гц и уровнем  примерно 115 дБ, затем при действии алкоголя и, наконец, при действии обоих  факторов одновременно. Была установлена  аналогия воздействия на человека алкоголя и инфразвукового облучения. При  одновременном влиянии этих факторов эффект усиливался, способность к  простейшей умственной работе заметно  ухудшалась.

В других опытах было установлено, что и мозг может  резонировать на определенных частотах. Кроме резонанса мозга как  упругоинерционного тела выявилась возможность “перекрестного” эффекта резонанса инфразвука с частотой a - и b - волн, существующих в мозге каждого человека. Эти биологические волны отчетливо обнаруживаются на энцефалограммах, и по их характеру врачи судят о тех или иных заболеваниях мозга. Высказано предположение о том, что случайная стимуляция биоволн инфрозвуком соответствующей частоты может влиять на физиологическое состояние мозга.

Кровеносные сосуды. Здесь имеются некоторые статистические данные. В опытах французских акустиков  и физиологов 42 молодых человека в течении 50 минут подверглись воздействию инфразвука с частотой 7.5 Гц и уровнем 130 дБ. У всех испытуемых возникло заметное увеличение нижнего предела артериального давления. При воздействии инфразвука фиксировались изменения ритма сердечных сокращений и дыхания, ослабление функций зрения и слуха, повышенная утомляемость и другие нарушения.