Влияние шума на организм человека.

Шум — это беспорядочная совокупность звуковых волн различных частот и амплитуд, распространяющихся в воздухе и воспринимаемых ухом человека. Диапазон по частоте слышимых звуков для человека простирается от 16 до 20000 Гц. Для практических целей этот диапазон ограничен от 50 до 10 000 Гц, как наиболее важный для слухового восприятия. Ухо человека безболезненно воспринимает звуковое давление в диапазоне от 2*10 Н/м² (порог слуха) до 20 Н/м². Разница верхнего и нижнего пределов составляет миллион.

Величина, характеризующая интенсивность шума или звука, называется «уровень звукового давления шума» или уровень шума. Это десятичный логарифм отношения измеренного звукового давления к стандартному (близкому к порогу слышимости чистого тона на частоте 1000 Гц), принятому за единицу сравнения.

Неблагоприятное воздействие шума зависит как от уровня шума, так и от частотного состава, т.е. от того, как распределяется интенсивность по частотам (спектр шума). Вредность шума зависит от степени равномерности его воздействия с течением времени.

Установлено, что адекватным критерием для характеристики колебательного процесса (шума), воздействующего на живой организм, является его мощность. Отсюда наиболее правильно непостоянные шумы оценивать эквивалентным по энергии уровнем.

Все шумы подразделяются по характеру спектра на широкополосные и тональные. Широкополосные — с непрерывным спектром шириной, более одной октавы, а тональные имеют в спектре слышимые дискретные тона; тональный характер шума устанавливается измерением в 1/3-октавных полосах частот по протяжению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные. Постоянные — это такие шумы, уровень звука которых за 8-часовой день меняется во времени не более чем на 5 дБА, а непостоянные, уровень звука которых за 8-часовой день изменяется во времени более чем на 5 дБА.

Несомненно, что интенсивный шум при ежедневном воздействии медленно и необратимо влияет на звуковоспринимающий отдел анализатора, вызывая потерю слуха, прогрессирующую с увеличением времени экспозиции шума.

Непостоянные шумы особенно негативно воздействуют на организм человека, они делятся на импульсные, прерывистые, колеблющиеся, продолжительные и кратковременные.

В биологическом отношении шум – это заметный стрессовый фактор, вызывающий срыв приспособительных реакций. Биологические последствия его действия: от функциональных нарушений регуляции центральной нервной системы (ЦНС) до морфологически выраженных разрушительных процессов в разных органах. Степень шумовой патологии зависит от интенсивности, нестационарности и продолжительности действия, состояния ЦНС, от индивидуальной чувствительности организма к шуму. Особенно чувствительны к шуму женский и детский организмы.

Шум угнетает ЦНС, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, может способствовать нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни.

Достаточно полно изучена клиника профессиональных потерь слуха от шума (тугоухость). Основные симптомы профессиональной тугоухости — это постепенная потеря слуха на оба уха, первоначальное ограничение слуха в зоне 4000 Гц с последующим распространением на более низкие частоты, определяющие способность восприятия речи. Дополнительными признаками тугоухости может быть ряд непостоянных симптомов: звон и шум в голове, гиперемия барабанной перепонки, ее втянутость и т.п.

Профессиональное снижение слуха связано с поражением слухового нерва, а его патологоанатомическая основа заключается в дегенеративных изменениях органа Корти и спирального ганглия.

При шумовом воздействии у людей наблюдается нарушение регуляции мозгового кровообращения. Также шум может нарушать функцию сердечно-сосудистой системы. Он влияет на тонус периферических сосудов и особенно капилляров.

Такая биологическая система, как орган слуха, при помощи шумовой нагрузки должна выполнять две цели:

1. обеспечивать организм сенсорной информацией, что позволяет ему приспособиться к окружающей обстановке (ориентирование: связь, избегание и т.п.),

2. обеспечить самосохранение, т.е. орган должен противостоять повреждающему воздействию входного сигнала.

В условиях шума эти цели вступают в противоречие. С одной стороны, орган слуха должен обладать высокой разрешающей чувствительностью к полезным сигналам, с другой, с целью приспособления к шуму слуховая чувствительность должна снижаться. Это приводит к противоречию в обеспечении функций.

В шумовой обстановке организм вырабатывает компромиссное решение, которое выражается в виде снижения слуховой чувствительности, временного смещения порогов, т.е. внутренней адаптации органа слуха с одновременным снижением адаптационной способности организма в целом.

Сравнительные исследования адаптации органа слуха у людей, еще не адаптированных к интенсивному шуму и у работающих в шуме несколько лет, показали, что временное смещение порогов последних менее выражено и наступает раньше. Нормально функционирующая система с хорошей подвижностью нервных процессов должна реагировать на звуковую нагрузку выраженным сдвигом порога. В этом плане низкий показатель — временное смещение порогов у лиц, впервые попавших в условия мощного шума можно рассматривать как признак недостаточности или истощения нервной системы. Подобное явление отмечено у некоторых лиц, работающих длительное время в условиях шума, у которых наряду с неизменным слухом диагностируют все ведущие симптомы шумовой патологии (астеновегетативный синдром, астеническое состояние и др.). Можно предположить, что для целесообразного функционирования и существования органа слуха в условиях меняющегося характера шумового раздражителя должны быть механизмы адаптации, которые являются более быстротечными, чем временное смещение порогов. Подобные процессы перестройки в органе слуха, отражающие действие нестационарного акустического раздражителя и соизмеримые с его не стационарностью (порядка 10-100 мс), можно назвать динамической адаптацией.

Постоянное смещение порога слуховой чувствительности не отражает приспособленность органа слуха к шумовому воздействию, а является проявлением адаптированности организма в целом. В этом случае страдает функция органа, остается только адаптация организма в целом.

Выделяют три основных контура адаптивного поведения организма в целом, однако это не исключает наличия и других приспособительных механизмов. Утомление органа слуха можно рассматривать как промежуточное звено между временным смещением и постоянным смещением порогов.

Утомлением какого-либо органа следует назвать процесс лишь в том случае, когда в нем происходят длительные изменения, нарушающие его нормальное функционирование. На этом же промежуточном уровне, как указывалось, отмечается «противоречие» органа организму в целом. Там, где затрагиваются интересы организма (происходят существенные затраты энергии), возникают расстройства его функции и могут развиваться неблагоприятные явления в организме в целом, такие, как утомление, снижение работоспособности и т.п.

В производственных и многих других условиях в настоящее время все чаще встречаются шумы непостоянного характера. Они подразделяются на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные.

Колеблющимся во времени считается шум, уровень которого непрерывно меняется во времени. Этот вид шума встречается, когда одновременно работает несколько типов оборудования, включаемого на ограниченные промежутки времени, или при смене работы механизмов.

Прерывистый шум, уровень которого резко падает до уровня фонового, причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более, можно характеризовать длительностью отрезков шума, длительностью пауз, а также различием уровней импульс — фон.

Импульсный шум – представляет собой последовательность звуковых сигналов длительностью менее 1 с, которые, помимо параметров, характерных для импульсов (длительность, время установления, уровень пика и амплитуда), можно оценивать по характеру распределения во времени и по различию уровней импульса — фон.

При воздействии прерывистого шума часто чередующиеся короткие звуки (шумы) считаются более неблагоприятными, чем продолжительные регулярно чередующиеся шумы с достаточно длительными паузами. Увеличение длительности пауз в этом случае приводит к менее выраженному воздействию шума.

Сравнительное изучение постоянного и непостоянного шумов показало, что на уровне целого организма импульсный шум вызывает более неблагоприятное действие, чём постоянный.

Эффективность воздействия меняющегося во времени шума выше, чем постоянного, что объясняется более значительным раздражающим эффектом и трудностью наступления адаптации к такого рода шумам. Действие непостоянного шума рассматривают как результат взаимодействия организма и меняющегося во времени раздражителя. Организм в этом случае вырабатывает стратегию, обеспечивающую минимальное (суммарное) биологическое действие шума, используя для этой цели динамическую адаптацию. Действие непостоянного шума можно рассматривать как интегральный результат, которому может быть дана однозначная оценка, отражающая влияние не каждого отдельно взятого шумового воздействия, а всей его последовательности.

С широким внедрением в промышленности технических средств, использующих ультразвук, возникла проблема воздействия на организм человека шумов в ультразвуковой зоне частот > 20 кГц.

Возможно неблагоприятное действие ультразвука через воздух. При этом отмечается ряд ранних неблагоприятных субъективных ощущений у рабочих, обслуживающих ультразвуковые установки: головные боли, усталость, бессонница, обострение обоняния и вкуса. Описана клиническая симптоматика у рабочих, обслуживающих ультразвуковые установки, характеризующаяся сначала функциональными, а затем органическими изменениями в центральной и периферической нервной системе, особенно в ее вегетативных структурах. В последних случаях страдает периферический нейрососудистый аппарат. Так же отмечены нарушения в вестибулярном анализаторе.

Ультразвук может воздействовать на работающих через волокна слухового нерва, которые проводят высокочастотные колебания, и специфически влиять на высшие отделы анализатора, а также на вестибулярный аппарат, который интимно связан со слуховым органом.

Инфразвуковые шумы (акустические колебания ниже 16-20 Гц), создаваемые промышленным оборудованием, при длительном воздействии вызывают специфические реакции. Источниками инфразвука могут быть средства наземного, воздушного и водного транспорта, а также пульсации давления в газовоздушных смесях, перемещаемых технологическим оборудованием и т.п.

Порог восприятия инфразвуковых колебаний для слухового анализатора составляет в диапазоне 1-30 Гц — 120-80 дБ, а болевой порог — 130-140 дБ. Считается, что болевое ощущение, независимо от частоты действующего шума, является защитной реакцией против перераздражения. Спектр шума, состоящий из низкочастотной и инфразвуковой энергии, может воздействовать на такие части тела, как грудь, живот, глаза и придаточные пазухи носа, вызывая неприятные ощущения и утомление. Низкочастотные звуковые колебания в значительной мере воспринимаются поверхностью тела — тельцами Пачини, т.е. теми же рецепторами, что и вибрация. Поэтому при интенсивности низкочастотного шума («воздушной вибрации»), превышающей 121-128 дБ, рекомендуют производить защиту всего организма. Считают, что инфразвук даже небольшой интенсивности оказывает такое же действие, как и вибрация низкой частоты. Изменение функции вестибулярного аппарата может быть самым значительным из физиологических реакций.

Авиакосмические двигатели в стадии запуска являются главными источниками интенсивного инфразвука, причем низкочастотные и инфразвуковые компоненты взлетного шума свободно распространяются на большие расстояния с относительно малым затуханием.

Следует избегать воздействия инфразвука с уровнями выше 150 дБ, поскольку даже при максимальной защите слуха в этом случае возникают общие реакции организма не слухового характера.

В профилактике вредного воздействия шумов на организм ведущее место занимают технические средства борьбы. Однако инженеры-конструкторы, проектировщики должны иметь величины уровней шумов, безопасных для здоровья, чтобы использовать их при расчетах шумности будущих машин, агрегатов, инструментов, а также для оценки звукоизоляции ограждающих конструкций и пр. В профилактике неблагоприятного влияния шума, ведущее место должно быть отведено гигиеническому нормированию, т.е. установлению предельно допустимых величин шума, которые при ежедневном систематическом действии в течение всего рабочего дня и в течение многих лет в отдаленных последствиях не могут вызвать заболеваний организма.

Борьба с вредным воздействием шумов может проводиться в основном двумя путями: уменьшением шума в источнике его образования конструктивными, технологическими и эксплутационными мероприятиями и снижением шумов по пути его распространения средствами звукоизоляции и звукопоглощения.

Также рекомендуется использовать индивидуальные средства защиты работающих, от вредного воздействия шума. К этим средствам относятся кабины наблюдения и дистанционного управления, защищающие рабочего от воздействия шума, а также различного типа противошумы, защищающие органы слуха от шумового воздействия.

К индивидуальным противошумам относятся так называемые внутренние вкладыши, наушники и шлемы.