Шум - бомба замедленного действия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1 Что такое шум?

Глава 2 Влияние шума на организм человека

Глава 3 Почему так шумно

Глава 4 Способы снижения уровня шумового загрязнения

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Введение

Многое, что окружает человека, остается незамеченным в силу своей обыденности и постоянства. То же самое можно сказать и о различных звуках, окружающих нас. О присутствии каких-либо звуков мы понимаем лишь тогда, когда оказываемся в полной тишине.

И чрезмерный шум, и его полное отсутствие в течение определенного периода времени могут оказывать на человеческий организм негативное воздействие. Остановимся на этом вопросе подробнее.

Звуковой шум коварен, его вредное воздействие на человека совершается незримо, незаметно. Нарушение в организме обнаруживаются не сразу. К тому же организм человека против шума практически беззащитен. Врачи говорят о шумовой болезни, развивающейся в результате воздействия шума с преимущественным поражением слуха и нервной системы.

Шумовое загрязнение, по данным австрийских ученых, укорачивает жизнь жителей больших городов на 10-12 лет. Ведь в городах промышленность и транспорт, бытовые приборы, радио и телевидение порождают сильную «шумовую атаку» на человека. В Древнем Китае, например, была придумана жестокая расправа с людьми, непочтительно относящимся к религии: «Кто поносит Всевышнего, не должен быть повешен, но флейтисты, барабанщики и крикуны должны непрерывно играть перед ним днем и ночью, пока он не упадет замертво».

Однако заметим, что шум может приносить пользу - низкочастотные звуковые волны способны рассеивать и осаждать пыль. Это свойство используется, в частности, для очистки воздуха в заводских цехах.

Опасен не только шум, но и музыка, если она «потребляется» в недопустимых количествах. Слабоуправляемые звуковые потоки, окружающие человека, по своей негативной силе превышают роль курения, неблагополучной наследственности и нездоровых природно-климатических условий. Их воздействие сопоставимо лишь с разрушительным влиянием алкоголизма, а число жертв - с последствиями всех катастроф, от автомобильных до профессиональных. Повышенный уровень звучания - это повышенная утомляемость, атрофия воли у молодых, разрушение этической стабильности, разгул немотивированной жестокости. Именно поэтому вопрос о шумовой загрязненности и борьба с шумовым загрязнением окружающей среды -- одна из актуальнейших научно-технических проблем нашего времени.

Борьба с шумом как объект серьезного изучения вышла на беговую дорожку технического соревнования с большим опозданием. По-видимому, шум считался либо дозволенным, либо просто неизбежным. Год за годом все пожимали плечами и полагали, что это одна из тех проблем, с которыми все равно никто не справится. У тысяч рабочих и работниц хлопкопрядильных фабрик уже после нескольких лет работы возникает стойкое повреждение слуха; котельщики даже щеголяют тем, что после клепальных работ внутри котла они целую неделю ничего не слышат; но мало кто относится к этим фактам иначе, чем к обычным невзгодам, связанным с профессией. Повреждения слуха, официально обозначаемые как «понижение слуха, обусловленное шумом», настолько распространены, что стало совсем не просто проводить обследования с целью установления критерия «нормального слуха». Мало кто из отбывавших действительную военную службу избежал повреждения слуха от орудийной стрельбы. В кабинах грузовиков с дизельными двигателями шум достигает чрезмерно высокого уровня, и почти на всех заводах имеются цеха, где уровень шума опасен для слуха. Молодежь рискует получить непоправимые повреждения слуха на концертах бит-групп и других модных музыкальных ансамблей.

Почему так много шума? Что это -- неизбежность или невежество? Шум -- побочный продукт. Однако, например, в химическом производстве побочный продукт всегда означал бы какую-то потерю прибыли, и инженеры быстро отыскали бы способ использовать его. Доля же энергии, затрачиваемая на создание шума так ничтожна, что этой потерей можно полностью пренебречь. Так, при работе ракетного двигателя общей мощностью, скажем, в несколько сотен тысяч киловатт утечка энергии в форме шума составляет всего несколько десятков киловатт. Очевидно, какой-то уровень шума неизбежен, и ракетный двигатель никогда не будет звучать, как шепот. Но в подавляющем большинстве случаев шум можно существенно ослабить, и это не делается только потому, что ни конструкторы грохочущих машин, ни те, кто на этих машинах работает, не знают, как снизить шум, либо не имеют на это средств. При наличии денег на соответствующие переделки лишь очень и очень немногие задачи по устранению шума оказываются неразрешимыми, и всегда следует помнить, что экономика -- такая же неотъемлемая часть борьбы с шумом, как и акустика.

шум звук воздействие организм

Глава 1 Что такое шум?

Шум -- это сочетание звуков различных по силе и частоте, способное оказывать воздействие на организм. С физической точки зрения источник шума - это любой процесс, в результате которого происходит изменение давления или возникают колебания в физических средах. На промышленных предприятиях, таких источников может присутствовать великое множество, в зависимости от сложности процесса производства и используемого в нем оборудования. Шум создают все без исключения механизмы и агрегаты, имеющие подвижные части, инструмент, в процессе его использования (в том числе и примитивный ручной инструмент). Кроме производственного, в последнее время все более значимую роль стал играть бытовой шум, весомую долю которого составляет шум транспортный.

Разумеется, шум -- это просто один из видов звука. Обычно шум называют «нежелательным звуком», что в известной мере справедливо. Так или иначе, всякий шум -- это звук, и, прежде чем пускаться в изучение сложных методов ослабления шума, необходимо как следует понять, что же такое звук вообще.

Звук(в широком смысле) - колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твёрдой средах; в узком смысле - явление, субъективно воспринимаемое специальным органом чувств человека и животных. Человек слышит звук с частотой от 16 Гц до 20 000 Гц. Физическое понятие о звуке охватывает как слышимые, так и неслышимые звуки. Звук с частотой ниже 16 Гц называется инфразвуком, выше 20 000 Гц - ультразвуком; самые высокочастотные упругие волны в диапазоне от 10⁹ до 10¹²-10¹³Гцотносят к гиперзвуку. Область инфразвуковых частот снизу практически не ограничена - в природе встречаются инфразвуковые колебания с частотой в десятые и сотые доли Гц.

Основные характеристики звука. Важной характеристикой звука является его спектр, получаемый в результате разложения звука на простые гармонические колебания. Спектр бывает сплошной, когда энергия звуковых колебаний непрерывно распределена в более или менее широкой области частот, и линейчатый, когда имеется совокупность дискретных (прерывных) частотных составляющих. Звук со сплошным спектром воспринимается как шум, например шелест деревьев под ветром, звуки работающих механизмов. Линейчатым спектром с кратными частотами обладают музыкальные звуки (основная частота определяет при этом воспринимаемую на слух высоту звука, а набор гармонических составляющих - тембр звука.Энергетической характеристикой звуковых колебаний является интенсивность звука - энергия, переносимая звуковой волной через единицу поверхности, перпендикулярную направлению распространения волны, в единицу времени. Интенсивность звука зависит от амплитуды звукового давления, а также от свойств самой среды и от формы волны. Субъективной характеристикой звука, связанной с его интенсивностью, является громкость звука, зависящая от частоты. Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает в области частот 1-5 кГц. В этой области порог слышимости, т. е. интенсивность самых слабых слышимых звуков, по порядку величины равна 10^-12вм/м², а соответствующее звуковое давление - 10^-5н/м². Верхняя по интенсивности граница области воспринимаемых человеческим ухом звука характеризуется порогом болевого ощущения, слабо зависящим от частоты в слышимом диапазоне и равным примерно 1 вм/м². В ультразвуковой технике достигаются значительно большие интенсивности (до 10⁴квм/м²).

Источники звука - любые явления, вызывающие местное изменение давления или механическое напряжение. Широко распространены источники звука в виде колеблющихся твёрдых тел (например, диффузоры громкоговорителей и мембраны телефонов, струны и деки музыкальных инструментов; в ультразвуковом диапазоне частот - пластинки и стержни из пьезоэлектрических материалов или магнитострикционных материалов). Источниками звука могут служить и колебания ограниченных объёмов самой среды (например, в органных трубах, духовых музыкальных инструментах, свистках и т.п.). Сложной колебательной системой является голосовой аппарат человека и животных. Возбуждение колебаний источников звука может производиться ударом или щипком (колокола, струны); в них может поддерживаться режим автоколебаний за счёт, например, потока воздуха (духовые инструменты). Обширный класс источников звука - электроакустические преобразователи, в которых механические колебания создаются путём преобразования колебаний электрического тока той же частоты. В природе звук возбуждается при обтекании твёрдых тел потоком воздуха за счёт образования и отрыва вихрей, например при обдувании ветром проводов, труб, гребней морских волн. Звук низких и инфранизких частот возникает при взрывах, обвалах. Многообразны источники акустических шумов, к которым относятся применяемые в технике машины и механизмы, газовые и водяные струи. Исследованию источников промышленных, транспортных шумов и шумов аэродинамического происхождения уделяется большое внимание ввиду их вредного действия на человеческий организм и техническое оборудование.

Значение звуковых волн, а следовательно, и их изучение, которым занимается акустика, чрезвычайно велико. С давних пор звук служит средством связи и сигнализации. Изучение всех его характеристик позволяет разработать более совершенные системы передачи информации, повысить дальность систем сигнализации, создать более совершенные музыкальные инструменты. Звуковые волны являются практически единственным видом сигналов, распространяющихся в водной среде, где они служат для целей подводной связи, навигации, локации. Низкочастотный звук является инструментом исследования земной коры. Практическое применение ультразвука создало целую отрасль современной техники - ультразвуковую технику.

Звук -- явление столь же древнее, как и сама Земля. Хаос, в котором рождалась наша планета, сопровождался мощными ударами, вибрацией, звуками чудовищной силы. Когда Земля остыла и возникла жизнь, природа не затихла: волны с шумом бились о скалы, ветер завывал в ветвях, гром гремел в небе. И природа порою создает не меньше шума, чем человек.

И из всех живых существ только человек сумел полностью воспользоваться свойствами окружающей среды как носителя звуков. Общение с себе подобными стало для него жизненно необходимым.

Вскоре человек обнаружил, что звуки могут служить и другим целям; он обратил внимание на грохот, возникающий при ударах по пустому котлу для варки пищи, на звон и гудение тетивы натянутого охотничьего лука при вылете стрелы -- так появились первые музыкальные инструменты.

Но не только речь и музыку внес человек в мир звуков. С отдаленнейших времен человек изготовлял примитивные орудия, обрабатывая камни, и, вероятно, не один пещерный житель затевал драку со своим соседом из-за непрерывного шума, сопровождающего обтесывание каменного топора. А когда человек изобрел колесо, он, сам того не сознавая, посеял первое зерно современной проблемы шума. Уже в древнем мире стук колес по каменной мостовой у многих вызывал бессонницу; позже в городах мостовые возле домов стали устилать соломой, чтобы приглушить цокот копыт и грохот железных колесных ободьев.

Железный век принес новые шумы: звон и грохот металла, из которого ковали оружие и утварь, не смолкая, разносились над поселениями. Человек научился создавать звучания, приятные для слуха, иными словами, творить музыку; но вместе с тем, производя все более громкие и неприятные шумы: треск и стук, скрежет и грохот, -- он загрязнял звуками окружающую среду и притуплял свой слух. Развитие же техники привело к резкому увеличению шума. В течение многих веков человеческий слух не знал худших раздражителей, чем шум, возникавший при обработке дерева, камня или металла. Изобретение пороха принесло относительно новый вид шума -- звуки взрывов, а также первую реальную опасность повреждения слуха. Наиболее сильный шум в те дни, безусловно, производили боевые сражения, где лязг топоров, мечей, доспехов и пушечная пальба заглушали вопли раненых, пение горнов и барабанную дробь.

Но только промышленная революция возвестила о приходе эпохи шума. Новые фабрики, рудники, доменные печи принесли с собой всестороннее загрязнение среды: зловоние, дым, обезображенный пейзаж и, разумеется, шум. С изобретением паровой машины и созданием больших механизмов проблема шума обострилась. Развитие железных дорог, появление двигателя внутреннего сгорания и рост применения стали -- все это сопровождалось усилением шума. Теперь мы изобрели ракетный и дизельный двигатели, сложнейшие станки, и все они вносят свой вклад в общую какофонию. Сейчас большая часть населения земного шара страдает от шума.

Исследования шума и возможностей борьбы с ним, начатые несколько позже, первое время ограничивались вопросами, связанными с наземным и воздушным транспортом, а также работами по архитектурной акустике; но вскоре эти исследования значительно расширились и теперь охватывают все аспекты проблемы. Сейчас почти в каждой промышленно развитой стране существует научное акустическое общество, и список публикаций по вопросам шума непрерывно удлиняется. Современная акустика включает такие различные области, как ультразвуковая технология, имеющая огромное практическое значение для промышленности, подводная акустика, гидролокация, проблемы вибраций, музыкальной акустики, аудиологии и т. д.

Звук можно создать в любой среде. Мы привыкли наблюдать его в воздухе, но его можно обнаружить и в воде, и в бетоне и практически в любом твердом веществе, в любой жидкости, в любом газе; звука не может быть только в пустоте. Таким образом, прежде всего нам следует поговорить о свойствах среды, а так как большая часть звуков, которые мы слышим, приходит из воздуха, то в качестве примера нам лучше всего взять именно воздух. Если кому-либо трудно представить себе, что звук может приходить не только из воздуха, пусть он прижмет свои ручные часы ко лбу: если вокруг тихо, то при достаточно остром слухе он услышит тиканье, звуки которого, минуя воздух, прошли через металл часовой крышки и кости черепа.

Разумеется, воздух не единственный передатчик звуковых волн, и практически любой газ, твердое тело или жидкость ведут себя подобным же образом и тоже могут передавать звуковые волны. Так, в большинстве твердых тел скорость звука по крайней мере втрое больше, чем в воздухе. В алюминии скорость звука при 15°С равна 5200 м/с, то есть более чем в 15 раз превышает скорость звука в воздухе; в стали при той же температуре скорость звука равна 5050 м/с.

Во многих проблемах шума звук, распространяющийся в твердых телах, играет ничуть не меньшую роль, чем звук, бегущий в воздухе; в частности, внутри зданий заметная доля шума часть своего пути проходит в твердом теле. Частота одного и того же звука в твердом теле и воздухе всегда одинакова, но вследствие большей скорости звука в твердых телах длина звуковой волны в них гораздо больше, чем в воздухе.

Ухо человека - это совершенный прибор, способный реагировать на звуки, различающиеся по интенсивности в 10 раз.

Чувствительность уха пропорциональна логарифму интенсивности звука. По этой причине интенсивность звука удобно характеризовать безразмерной величиной, называющейся уровнем громкости и равной десятичному логарифму отношения интенсивности звука I к минимальному значению интенсивности I = 10 Вт/м?, соответствующему порогу слышимости:

В наше время все уже что-то слышали о «децибелах», но почти никто не знает, что это такое. Свое название децибел получил в честь АлександераГрейама Белла (1847 - 1922) -- изобретателя телефона.

Децибел - это десятаядоля единицы уровня громкости - бел (Б).

Человек на слух может обнаружить разницу в уровне громкости приблизительно в 1 дБ = 0,1 Б, что соответствует изменению интенсивности в 1,26 раза.

Обратим внимание, что удвоение интенсивности звука ухо воспринимает как увеличение громкости на 3 дБ . Например, общий уровень интенсивности двух одинаковых источников по 100 дБ создает шум с уровнем громкости в 103 дБ, а не 200 дБ, как на первый взгляд может показаться. Звук работающего отбойного молотка примерно на 20 дБ громче шума автомобильного двигателя, это значит, что интенсивность испускаемой им звуковой волны в 100 раз больше. Звуки интенсивностью свыше 120 дБ вызывают ощущение боли.

Одна из измеримых характеристик звука -- это количество заключенной в нем энергии; интенсивность звука в любой точке можно измерить как поток энергии, приходящейся на единичную площадку, и выразить, например, в ваттах на квадратный метр (Вт/м²).

Теперь, разрешив тайну децибела, приведем несколько примеров. В табл. 1 (Приложение 1) дан перечень типичных шумов и уровни их интенсивности в децибелах.

Нетрудно увидеть или почувствовать на ощупь колебание легких предметов, оказавшихся на пути звуковой волны. На этом явлении основан принцип действия осциллографа -- самого старого вида шумомера. Осциллограф состоит из диафрагмы, к центру которой прикреплена тонкая нить, механической системы для усиления колебаний, и пера, записывающего на бумажной ленте смещения диафрагмы. Такие записи напоминают «волнистые линии».

По существу, современный шумомер -- это электронный аналог старого механического устройства. Первым шагом в процессе измерения служит преобразование звукового давления в изменения электрического напряжения; это преобразование производит микрофон. В настоящее время в таких приборах применяют микрофоны самых различных типов: конденсаторные, с движущейся катушкой, кристаллические, ленточные, с нагретой проволокой, с сегнетовой солью -- это лишь малая часть всех типов микрофонов.

В настоящее время почти повсеместно уровень шума принимают равным уровню, измеренному в дБ при помощи шумомера с коррекцией А, и выражают его в единицах дБА. Хотя человеческое ухо воспринимает звук несравненно более утонченно, чем шумомер, и поэтому звуковые уровни, выраженные в дБА, ни в коей мере не соответствуют точно физиологической реакции, но простота этой единицы делает ее чрезвычайно удобной для практического применения.

Глава 2 Влияние шума на организм человека

Шум в определённых условиях может оказывать значительное влияние на здоровье и поведение человека. Он может вызывать раздражение и агрессию, артериальную гипертензию (повышение артериального давления), тиннитус (шум в ушах), потерю слуха.Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000 - 5000 Гц.

Хроническая подверженность шуму на уровне более 90 дБ может привести к потере слуха.

При шуме на уровне более 110 дБ у человека возникает звуковое опьянение, по субъективным ощущениям аналогичное алкогольному или наркотическому.

При шуме на уровне 145 дБ у человека происходит разрыв барабанных перепонок.

Женщины менее устойчивы к сильному шуму, чем мужчины. Кроме того, восприимчивость к шуму зависит также от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий и т. д.

Дискомфорт вызывает не только шумовое загрязнение, но и полное отсутствие шума. Более того, звуки определённой силы повышают работоспособность и стимулируют процесс мышления (в особенности процесс счёта) и, наоборот, при полном отсутствии шумов человек теряет работоспособность и испытывает стресс. Наиболее оптимальными для человеческого уха являются естественные шумы: шелест листьев, журчание воды, пение птиц. Индустриальные шумы любой мощности не способствуют улучшению самочувствия.

Ученые различают следующие градации действия шума: 1. Мешающее действие. Оно растет с увеличением громкости, но зависит от индивидуального восприятия и от конкретной ситуации. Помехой может стать даже едва слышимый звук, например, тикание часов, жужжание мухи, капание воды из крана. Чем сильнее громкость внезапно появившейся шумовой помехи отличается от уровня общего шумового фона, тем неприятнее она для уха. Вот как говорит о воздействии шума на организм человека директор Института гигиены и медицины труда при клинике в Эссене профессор Вернер Клостеркеттер:“Чувства, испытываемые человеком, когда его уединение, тишина его жилья, мысли или эмоции постоянно нарушаются неприятным шумом, можно описать как досаду, раздражение, негодование. Это означает, что нарушается психологическое и социальное благополучие человека. В зависимости от силы вызванных шумом неприятных эмоций на шум более или менее реагирует и вегетативная нервная система. Благодаря привыканию неприятное психологическое воздействие шума может ослабиться или совершенно исчезнуть. Этот факт надо учитывать при планировании районов города. Находясь на улице или на рабочем месте, благодаря привычке готовы терпеть шумы более громкие, чем дома, где, согласно многим исследованиям, верхний предел привыкания составляет днем около 40 дБ(А), во всяком случае не более 45 дБ(А), а ночью - 35 дБ(А)”. 2. Активация, то есть возбуждение центральной и вегетативной нервной системы, нарушение сна, нарушение умения расслабляться, заметное усиление реакций, связанных с испугом. Этот тип воздействия шума характеризуется небольшим повышением давления крови, расширением зрачков, уменьшением подвижности желудка, выделения желудочного сока и слюны, повышением частоты дыхания и пульса, усилением мышечной активности и электрического сопротивления кожи, а также усиленным выделением гормонов, играющих роль в функционировании вегетативной нервной системы. Порог некоторых из этих реакций лежит довольно высоко (так, кровоток кожи изменяется начиная с 70-75 дБ(А)); у других реакций он очень невысок (для электрического сопротивления кожи - начиная с 3-6 дБ(А) над фоновым уровнем шума). Насколько известно, у спящего человека порог слухового восприятия на 10-14 дБ ниже, чем в состоянии бодрствования.При отдыхе нервная система находится на среднем уровне активации. Звуковые раздражители могут резко поднять этот уровень, помешать снятию напряжения. Шум особенно мешает в период отдыха, прежде всего во время сна. Сейчас многие жалуются на нарушение сна, и все больше случаев бессонницы, вызванных шумом. Шум затрудняет и замедляет засыпание, может пробуждать человека ночью, и, даже если дело до этого не доходит, все равно ночной шум плохо действует на сон. Так как происходит активизирующее воздействие шума. Особенно мешает немонотонный шум с большими скачками громкости, например от самолетов, проезжающих машин, а также шумы, несущие информацию (разговоры, радио, телевизор). К особо мешающим следует отнести и внезапные кратковременные шумы, например, хлопанье двери, выстрелы, лай собак и так далее, уровень которых превышает шумовой фон более чем на 10-15 дБ(А). Но и беспрерывный шум, не дающий пауз для отдыха, также очень неприятен.Вероятность пробуждения от шума зависит от фазы сна. 3. Влияние на работоспособность. Проведено много научных исследований влияния шума на работоспособность. Почти все они показали, что привычные и ожидаемые шумы не ухудшают, а иногда даже улучшают их выполнение благодаря реакции активизации, но шум, особенно неожиданный, непривычный и нежелательный, может снижать результативность выполнения заданий, требующих большой концентрации внимания. Проще говоря, если музыка небольшой и средней громкости может действовать на нас за работой положительно, то нежелательные шумы могут снижать или ослаблять производительность труда и способность к концентрации внимания.

4. Помехи для передачи информациии нарушение общей ориентации взвуковой среде.Разборчивость речи, акустическая ориентация в окружающей среде и восприятие предупреждающих сигналов нарушаются при шуме тем сильнее, чем выше его уровень. Например, шумовые помехи при разговоре должны быть по меньшей мере на 10 дБ(А) тише, чем речь собеседников. Особую проблему в производственных, жилых и учебных помещениях составляют помехи коммуникации посторонними шумами (производственным шумом, шумом от транспорта и т.д.), которые маскируют звуки речи.Таким образом, с шумом, несущим информацию, можно бороться посредством нейтрального шума. 5. Постоянное воздействие шума может вызвать глухоту из-за повреждения чувствительных к звуку клеток внутреннего уха.Опасность постоянной глухоты возникает в том случае, если на человека много лет ежедневно в течение 8 часов действует шум со средним уровнем выше 85 дБ(А). Такой уровень, как правило, достигается лишь на производстве. Согласно оценкам, примерно 10-15% работающих в промышленности подвергаются воздействию шума с уровнем выше 85 дБ(А). Больше всего от шума страдают люди, работающие в черной и цветной металлургии, в текстильной промышленности и в подземном строительстве. Здесь отмечаются шумы интенсивностью свыше 100 дБ(А). Опасен и строительный шум, производимый машинами, которые работают на стройплощадках, а также грузовиками, подвозящими материалы. Шум применяемых здесь механизмов весьма разнообразен. Так отбойный молоток на расстоянии 7 м создает шум 90-100 дБ(А), что почти вдвое громче шума грузовика.Вне рабочих мест повреждения слуха могут вызываться в основном слишкомшумными развлечениями в свободное время, занятиями стрелковым спортом или музыкальными увлечениями. Травмирующее действие шума на организм человека складывается из нескольких компонентов. Изменения, возникающие в органе слуха, связаны с повреждающим действием шума на периферический отдел слухового анализатора -- внутреннее ухо. Первичной локализацией поражения являются клетки внутренней спиральной борозды и кортиевого органа.

Наряду с этим в механизме действия шума на орган слуха существенную роль играет перенапряжение тормозного процесса, которое при отсутствии достаточного отдыха приводит к истощению звуковоспринимающего аппарата и перераспределению клеток, входящих в его состав.

Длительное воздействие шума вызывает стойкие нарушения в системе кровоснабжения внутреннего уха. Это является причиной последующих изменений в лабиринтной жидкости и способствует развитию дегенеративных процессов в чувствительных элементах кортиевого 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.

Слуховой анализатор имеет обширные анатомо-физиологические связи с различными отделами нервной системы. Акустический раздражитель, действуя через рецепторный аппарат слухового анализатора, вызывает рефлекторные сдвиги в функциях его коркового отдела и других органах и системах организма человека.

Симптомокомплекс, развивающийся в организме под влиянием шума, называется шумовой болезнью.

Клиническая картина. Клинические проявления шумовой болезни складываются из специфических изменений в органе слуха и неспецифических -- со стороны центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Профессиональное снижение слуха обычно бывает двусторонним и протекает по типу кохлеарного неврита.

Как правило, стойким изменениям слуха предшествует период адаптации к шуму. В этот период наблюдается нестойкое снижение слуха, возникающее непосредственно после действия акустического раздражителя и исчезающее после прекращения его действия. Адаптация является защитной реакцией слухового анализатора.Развитие стойкого снижения слуха происходит постепенно.

Начальной стадии заболевания могут предшествовать ощущение звона или шума в ушах, головокружение, головная боль. Восприятие разговорной и шепотной речи в этот период не нарушается.

Особое место в патологии органа слуха занимают поражения, обусловленные воздействием сверхинтенсивных шумов и звуков. Даже при кратковременном действии они могут вызывать полную гибель спирального органа и разрыв барабанной перепонки, сопровождающиеся чувством заложенности и резкой болью в ушах. Исходом такой травмы является полная потеря слуха.

Неспецифические проявления шумовой болезни являются результатами функциональных нарушений деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем. Они возникают при длительном систематическом воздействии интенсивного шума.Характер и степень нарушений в значительной мере зависят от интенсивности шума.

При длительном воздействии интенсивного шума развиваются астеновегетативный синдром, вегетососудистая дисфункция.

В неврологической картине основными жалобами являются головная боль тупого характера, чувство тяжести и шума в голове, появляющиеся к концу рабочей смены или после работы, головокружение при перемене положения тела, появляется раздражительность, снижаются трудоспособность, память и внимание, нарушение ритма сна (сонливость днем, тревожный сон или бессонница в ночное время). Характерна также повышенная потливость, особенно при волнении.

При обследовании таких больных наблюдается мелкий тремор пальцев вытянутых рук, тремор век, снижаются сухожильные рефлексы, угнетены глоточный, небный и брюшные рефлексы, отмечаются снижение возбудимости вестибулярного аппарата, мышечная слабость. Нарушается болевая чувствительность в дистальных отделах конечностей, снижается вибрационная чувствительность. Выявляется ряд функциональных и эндокринных расстройств, таких как гипергидроз, стойкий красный дермографизм, похолодание кистей и стоп, угнетение и извращение глазосердечного рефлекса, повышение или угнетение ортоклиностатического рефлекса, усиление функциональной активности щитовидной железы.

Изменения со стороны сердечно-сосудистой системы на начальных стадиях заболевания носят функциональный характер. В период пребывания в условиях шума наблюдается неустойчивость пульса и артериального давления. После рабочего дня отмечается брадикардия, повышается диастолическое давление, появляются функциональные шумы в сердце. Больные жалуются на сердцебиение, неприятные ощущения в области сердца в виде покалываний.

На электрокардиограмме выявляются изменения, свидетельствующие об экстракардиальных нарушениях: синусовая брадикардия, брадиаритмия, тенденция к замедлению внутрижелудочковой или предсердно-желудочковой проводимости. Иногда наблюдается наклонность к спазму капилляров конечностей и сосудов глазного дна, а также к повышению периферического сопротивления.

Функциональные сдвиги, возникающие в системе кровообращения под влиянием интенсивного шума, со временем могут привести к стойким изменениям сосудистого тонуса, способствующим развитию гипертонической болезни.

Диагностика.Профессиональный характер поражения органа слуха устанавливают на основании клинической картины постепенного развития заболевания по типу двустороннего кохлеарного неврита. Учитываются также стаж работы в условиях воздействия интенсивного шума, возможность развития заболевания в связи с перенесенными инфекционными заболеваниями (нейроинфекцией, гриппом, менингитом), контузией или приемом некоторых лекарственных препаратов (таких как стрептомицин, хинин и др.)

Лечение.Синдром снижения слуха не всегда поддается лечению, нельзя рассчитывать на полное восстановление слуха. Возможно лишь некоторое улучшение слуха после прекращения работы в условиях воздействия шума при настойчивом медикаментозном лечении. Используют сосудорасширяющие средства (никотиновую кислоту, резерпин), средства, улучшающие нервно-трофическую регуляцию во внутреннем ухе. Применяют общеукрепляющие средства (алоэ), витаминотерапию.

В комплексе лечебных мероприятий используют физиотерапевтические методы: диатермию, парафин, ил, грязелечение на область сосцевидных отростков, ионогальванизацию с ионами йодистого калия, местную дарсонвализацию, соляно-хвойные и сероводородные ванны.

Профилактика.Меры по предупреждению вредного воздействия шума на организм человека прежде всего должны быть направлены на снижение уровня шума. Это может быть достигнуто улучшением конструкции станков, инструментов и другого оборудования, использованием звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов. Если указанные мероприятия не обеспечивают снижения уровня шума до безопасных пределов, целесообразно применять индивидуальные средства защиты (наушники, шлемы).

Важное значение имеют предварительные (при поступлении на работу) и периодические медицинские осмотры. В зависимости от времени воздействия шум может приводить к более или менее сильному стрессу, а стресс может разладить “внутренние часы” человека.

Болезни, вызываемые воздействием производственного шума (шумовая болезнь)Под шумовой болезнью понимают стойкие, необратимые морфологические изменения в органе слуха, обусловленные влиянием производственного шума. При остром сверхмощном воздействии шума и звуков наблюдается гибель спирального (кортиева) органа, разрыв барабанных перепонок, кровотечение из ушей. При хроническом воздействии производственного шума наблюдается атрофия спирального органа с замещением его волокнистой соединительной тканью. Изменения в слуховом нерве могут отсутствовать. В суставах слуховых косточек наблюдается тугоподвижность.

Несчастный случай болезнь, воздействие шума -- все это может серьезно нарушить функцию ушей. Инородное тело может прорвать барабанную перепонку, а удар по голове вызвать повреждение среднего или внутреннего уха. Болезнь может поразить среднее ухо или уничтожить чувствительные волосковые клетки на базилярной мембране, но хуже всего, когда произойдет повреждение слухового нерва и нарушатся его связи с головным мозгом -- наступает глухота восприятия.

При всех видах глухоты, кроме последнего, медицина в состоянии помочь пострадавшему: поврежденные барабанную перепонку и слуховые косточки заменяют путем трансплантации или вживления искусственных косточек из пластмассы. Если волосковые клетки в улитке начинают терять чувствительность -- может помочь усиление звука, поступающего в наружный слуховой канал; но когда погибает слуховой нерв -- ухо как орган чувств становится совершенно бесполезным.

Самая распространенная и серьезная причина тугоухости, вызванной шумом, -- это воздействие высоких уровней шума на рабочих местах, будь то кабина дизельного грузовика, литейный завод или другие самые различные предприятия -- от типографии до фабрики синтетических материалов. Если исключить взрывы и стрельбу, то повреждение слуха шумом вне связи с работой -- событие маловероятное. Как бы ни раздражал человека шум самолетов или наземного транспорта, он вряд ли может вызвать физиологическое повреждение слуха. Возможно, исключение составляют мотоциклы некоторых марок и, как мы уже говорили, оркестры поп-музыки. Как же именно воздействует шум на свои жертвы? Какой уровень шума следует считать опасным? Обратимы ли повреждения слуха?

Шум может повлиять на слух трояким образом: вызвать мгновенную глухоту или повреждение органа слуха; при длительном воздействии -- резко снизить чувствительность к звукам определенных частот, и, наконец, шум может снизить чувствительность слуха на ограниченное время -- минуты, недели, месяцы, после чего слух восстанавливается почти полностью.

Первый тип поражений -- акустическая травма -- обычно вызывается воздействием шума очень большой интенсивности, например взрыва. По очевидным причинам установить экспериментально минимальный уровень шума, приводящего к повреждениям такого рода, невозможно; но, по-видимому, импульсный шум, превышающий 150 дБ, вызывает травму мгновенно. При этом барабанная перепонка может оказаться непоправимо разорванной, а слуховые косточки сломанными или смещенными. Однако не исключено, что улитка все-таки уцелеет, поскольку повреждение косточек может помешать передаче всей энергии шума в перилимфу.

Взрывы не единственный источник импульсного шума. Удар молотом, по стальной пластине также производит значительный импульс шума, хотя и не столь высокого уровня, как взрыв. Импульсы меньших интенсивностей тоже травмируют слух, но вызывают повреждения не в среднем, а во внутреннем ухе, как и непрерывный шум, о котором речь еще впереди. Как мы уже знаем, в человеческом ухе есть два защитных устройства: одно из них -- ушной рефлекс. К несчастью, он срабатывает в течение примерно 10 мс (миллисекунд), а за это время импульсный шум уже может вызвать травму. Но подобный импульсный шум с очень коротким временем нарастания почти никогда не встречается в природе, он порождается только человеком.

Еще один мощный источник импульсного шума -- это звуковой хлопок, создаваемый самолетом. Прежде всего следует сказать, однако, что, по общепринятому мнению, для разрыва барабанной перепонки требуется пиковое избыточное давление в 35 000 Н/м², а для повреждения легких -- 100 000 Н/м². Избыточное же давление, создаваемое сверхзвуковыми самолетами, очень редко превышает 100 Н/м².

Однако повреждение слуха импульсным шумом -- это еще не главная причина для беспокойства. Гораздо более пагубны для слуха длительные периоды непрерывного воздействия шума большой интенсивности. Этот вид шума действует двояко, причем первый вид воздействия может и не причинить серьезного вреда. Так, если человек подвергается долее чем несколько минут воздействию звука средней или высокой частоты с уровнем около 90 дБ или немного выше, он испытывает после этого так называемый «временный сдвиг порога». Нормальный порог слухового восприятия -- это самый низкий уровень, при котором данный человек еще слышит звук той или иной частоты; после воздействия сильного шума этот порог заметно повышается. Однако такое понижение слуха продолжится не более получаса, после чего остаточный сдвиг порога станет незаметным.

С увеличением времени воздействия и при повышении уровня шума увеличивается временный сдвиг порога и удлиняется период восстановления. Если, например, шум в 100 дБ при частотах 1200--2400 Гц длился 100 мин, то временный сдвиг порога превзойдет 30 дБ, а для восстановления нормального слуха потребуется около 36 ч.

Если воздействие сильного шума не происходит систематически, то остаточный эффект столь незначителен, что им можно пренебречь. Однако множество людей во всем мире постоянно подвергаются на производстве или других работах воздействию высоких уровней шума; эффект перестает быть временным, и с годами понижение слуха становится тяжелым и хроническим. Обычно жертвы шума склонны отрицать, что у них не все благополучно со слухом.

Не все люди одинаково реагируют на шум. Одна и та же доза шумового воздействия у одних вызывает повреждения слуха, у других -- нет, у одних эти повреждения могут быть тяжелее, чем у других. Поэтому любой предел допустимого шума всегда следует оценивать исходя из числа людей (в процентах), получающих после воздействия шума повреждения более слабые, чем какой-то выбранный предел. Пределы, взятые из кодекса, гарантируют, что у 90 % людей указанные дозы шума вызовут остаточное понижение слуха менее чем на 20 дБ после 50 лет работы при указанной дозе шумового облучения. При снижении пределов на 5 дБ эта цифра увеличится до 93 %, а при снижении на 10 дБ -- до 96 %. Потеря слуха более чем на 20 дБ начинает серьезно мешать человеку, когда к этому добавляются еще возрастные изменения слуха. Понижение слуха меньше чем на 20 дБ не очень существенно, а на 10 дБ -- практически неощутимо.

Как правило, шум, настолько громкий, что невозможно разговаривать, не переходя на крик, уже несет опасность повреждения слуха. Можно утверждать, что если человек, не работающий систематически в шумовой зоне, получит после пребывания в ней временный сдвиг порога слышимости, то уровень шума в зоне скорее всего превышает 90 дБА. Вообще, независимо от продолжительности воздействия оставлять уши незащищенными при уровне шума в 120 дБ неразумно, а при уровне, достигающем 135 дБ, -- опасно. Даже при пользовании ушными протекторами абсолютный предел допустимого уровня шума составляет 150 дБА, а так как многие виды протекторов снижают уровень всего на 20 дБА или даже меньше, то ношение их не уничтожает опасности повреждения слуха, если вы находитесь весь день в зоне сильного шума.

Понижение слуха, вызванное производственным шумом, иными словами, профессиональное повреждение слуха, -- пожалуй, самое серьезное воздействие шума, но оно не единственное. Шум оказывает на человека много других вредных воздействий: некоторые виды шума и вибрации вызывают заболевания; шум может серьезно нарушить связь, он нередко приводит к несчастным случаям; при постоянном раздражающем воздействии шум может вызвать психические нарушения; шум мешает заснуть и прерывает сон, и результаты этого могут быть весьма серьезными. Короче говоря, шум ухудшает условия жизни человека.

Еще не все вредные воздействия шума и его сообщника-- вибрации раскрыты до конца. Известно, что люди, работающие с вибрирующими ручными инструментами, страдают заболеваниями, известными как «белые пальцы», «мертвая рука», «явление Рейно». Симптомы заболевания -- боль, онемение и цианоз пальцев, как при действии холода. Очень часто наблюдается и повреждение суставов и костей рук, причем суставы распухают и теряют подвижность. Возможно, что повреждения костей и суставов наступают в результате повторных резких ударов, которым подвергаются кисти рук при работе с ударными механизмами, а другие симптомы вызываются высокочастотными колебаниями.

Другие вредные воздействия шума и вибраций на организм в настоящее время не считаются серьезными, за исключением воздействия звуков очень высоких или очень низких частот, а также очень большой интенсивности. Шум очень большой интенсивности может вызвать резонанс в полукружных каналах -- органах равновесия, находящихся во внутреннем ухе, что приводит к головокружению и тошноте. Ультразвуковой шум с частотой, превышающей границу слышимости, также может вызвать тошноту, а инфразвук и очень низкочастотный слышимый шум возбуждают резонансы во внутренних органах, включая сердце и легкие. Акустическим возбуждением с определенной частотой и достаточно большой амплитудой можно остановить пульсацию сердца. Сильный низкочастотный шум затрудняет дыхание.

Важны также психологические и другие непатологические последствия шумовых воздействий, но они не всегда поддаются измерению. Как измерить степень раздражения, испытываемого человеком? Сколько вреда приносит плохое настроение? Раздраженные люди становятся иногда неестественно вспыльчивыми или принимают совершенно неправильные решения, которые подчас могут привести к катастрофическим последствиям. У жертв шума может развиться депрессия или склонность к психосоматическим заболеваниям; разрушаются семьи, возникают несчастные случаи, осложняются отношения на производстве.

Шум вызывает и обычную усталость и неспособность сосредоточиться, также ведущие к снижению производительности труда и несчастным случаям. Измерить зависимость производительности труда от шума не просто: как только мы отбираем группу обследуемых и начинаем экспериментировать, изменяя окружающие условия, будь то акустика, освещение или отопление, -- производительность труда испытуемых немедленно возрастает просто от того, что они ощущают заботу о своем здоровье и стремление как-то им помочь. Однако мало кто решится отрицать, что люди, работающие в условиях сильного шума, чаще ошибаются и, следовательно, их труд менее производителен и эффективен. Установлено также, что при снижении уровня шума уменьшается число невыходов на работу.

Вероятно, расстройство сна -- самый серьезный ущерб, который шум приносит человеку, исключая, конечно, повреждения слуха. Для эффективной работы, умственной и физической, почти всем нужен полноценный сон. Следует помнить, что, когда человек спит, его органы чувств, в том числе и уши, остаются «включенными». Если во время сна мы не слышим звуков низкого уровня, то это вовсе не значит, что уши не улавливают их, а просто головной мозг иначе реагирует на слуховые раздражители. Как известно, даже под наркозом нервные импульсы продолжают передаваться в высшие центры головного мозга. Шум низкого уровня может не оказывать видимого влияния на сон, но факт восприятия шума выявляется при внимательном анализе электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Во время глубокого сна щелчок в 50--60 дБА вызывает легко идентифицируемый ответ коры головного мозга. Шумы более высоких уровней вызывают весьма выраженные изменения ЭЭГ.

Проще всего считать, что влияние шума на сон сводится к тому, что под действием шума человек пробуждается. Разумеется, это очень важный момент, но многие недооценивают значения вынужденного сдвига глубины сна, еще не приводящего к пробуждению. Как показывают эксперименты, если на спящего человека, едва достигшего стадии самого глубокого сна, воздействовать так, чтобы, не разбудив, перевести в стадию менее глубокого сна, результат оказывается таким же, как и при полном пробуждении.

Внезапное пробуждение от глубокого сна может сопровождаться сердцебиением. Если человека будить каждый раз, когда он доходит до стадии сновидений (легко определяемой по быстрым движениям глаз), и таким образом лишить снов, у него развиваются симптомы, приводящие в конце концов к галлюцинациям и дезориентации.

Шум вызывает как сдвиги глубины сна, так и полное пробуждение. Хорошо известно, что людей в возрасте старше 60 лет легче разбудить или перевести в состояние менее глубокого сна, чем детей или людей среднего возраста. Различия в реакции резко выражены; установлено, что шум, который будит лишь 5 % детей 7--8-летнего возраста, вызывает полное пробуждение 70 % людей в возрасте 69--72 лет. Разбуженный пожилой человек труднее засыпает вновь, чем ребенок или человек средних лет. Доказано также, что женщины легче просыпаются от шума, чем мужчины.

Если сопоставить изменения сна, вызываемые шумом, с нормальным процессом сна, легко понять, как значительна роль окружающего шума. Известно, что для спящего наиболее благотворна стадия глубокого сна, а для того чтобы достигнуть ее, взрослому человеку требуется около часа, и очевидно, что нескольких кратковременных шумовых раздражений в течение ночи достаточно, чтобы вызвать серьезное расстройство полноценного сна. Такое же значение имеет и стадия сновидений, частые пробуждения во время которой могут сильнейшим образом отразиться на качестве сна.

Исследовалось также вторичное проявление действия окружающего шума на сон, а именно удлинение срока, необходимого для наступления стадии глубокого сна. В известных пределах головной мозг способен компенсировать нарушения качества сна в условиях шума и недостаток глубокого сна в начале ночи возместить увеличением продолжительности стадии глубокого сна и большей его устойчивостью в более поздние часы (порядок, обратный нормальному).

Если говорить о пределах допустимого ночного шума, то следует заметить, что шум постоянного уровня меньше влияет на сон, чем шум с колебаниями уровня или прерывистый шум. Значит, важнее попытаться предотвратить несколько коротких «вспышек» шума, чем стремиться понизить общий шумовой уровень. Здесь, как и в других ситуациях, наличие подходящего фона может оказать действенную помощь в случаях, когда нельзя избежать прерывистого шума большого уровня. В тропиках, где вделанные в окна шумные устройства для кондиционирования воздуха распространены очень широко, человеку, безусловно, гораздо легче спать, если такое устройство не управляется терморегулятором, а работает непрерывно.

При фоновом шуме в 35 дБА отдельные шумовые максимумы с уровнем в 45--50 дБА, хотя и кажутся слишком высокими, практически вполне приемлемы для 80 % спящих людей; при увеличении числа шумовых максимумов этот предел следует понизить.

Наконец, шум порождает еще одну проблему -- нарушение связи. Во многих житейских ситуациях очень важно, чтобы один человек мог быстро и точно передать информацию другому. Нарушение связи может привести, во-первых, к снижению эффективности труда и, во-вторых, к гораздо более серьезным и даже фатальным последствиям. Нередко несчастные случаи можно предотвратить окриком: «Поберегись!». Очевидно, если окружающий шум помешает услышать такие предостережения, люди погибнут по причинам, предотвратить которые было возможно.

Глава 3 Почему так шумно

Каждому ясно, что проблема чрезмерного шума, возникшая в наши дни, вызвана не трубами, в которых ходят поршни, и не пульсирующими баллонами. Не повинны в ней ни блок-флейты, ни скрипки, ни оркестровые тарелки. Где же истинные виновники шума? Почему они шумят?

Шум - отход или побочный продукт технической цивилизации - может иметь опасные последствия для природы. Большую их часть можно предотвратить предусмотрительным планированием, техническими и другими мерами. К основным источникам шума относится уличное движение. Согласно социологическим опросам, уже более двух десятилетий 25-30% жителей Европы ощущают нарушения своего самочувствия от уличного шума. Однако неясно, подвергаются ли эти люди “допустимой” шумовой нагрузке или находятся уже в зоне вредных для здоровья шумов, ведь в особо шумных районах городов усредненный уровень шума достигает 80 дБ(А). Особенно сильный уличный шум производят тяжелые грузовики и автобусы, на втором месте - легкие грузовики, легковые машины и мотоциклы. Очень много шума создает уличное движение в центре города, где машинам часто приходится тормозить и разгоняться снова, а также подолгу стоять с включенными моторами. Уровень шума зависит от числа машин, их технического состояния, а также от удаления домов от проезжей части улицы. Застройка улицы повышает уровень шума от транспорта, так как звуковые волны отражаются от домов. Часто говорят, что бороться за уменьшение шума от мотора нет смысла, так как большая доля производимых шумов приходится на само движение машины. Это верно в случае быстрой езды. Но на городской улице шум двигателей преобладает над шумом движения. Власти некоторых стран Европы стремятся снизить шум от уличного движения ужесточением технических норм на максимально допустимый уровень шума от средств транспорта. Технически это возможно, но всякое дальнейшее понижение шума обходится все дороже и дороже. Особенно большой шум издают автомобили с неисправным или снятым глушителем. Это относится также к мопедам и мотоциклам, владельцы которых нередко снимают глушитель, чтобы повысит мощность своей машины. Но водители могут также и способствовать уменьшению шума на улицах. Не надо с неимоверной силой хлопать дверьми, играть педалью газа, заставляя мотор завывать. Следует усвоить разумный стиль вождения вообще. Есть один очень эффективный метод борьбы с транспортным шумом - рациональное планирование городских районов. Продуманным размещением проездов и потоков транспорта можно добиться отличных результатов при очень небольших затратах. Напротив, такие средства защиты, как стены, валы, шумозащитные оконные рамы или дорожные туннели, очень дороги.