Изучение характеристики шума, действие шума на оргенизм человека

Цель работы: изучить характеристику шума, действие шума на организм человека,

нормирование и способы защиты от шума

Любое нарушениестационарности состояния сплошной жидкой, твёрдой или газообразной среды в какой-то точке пространства приводит к появлению возмущений,распространяющихся от этой точки, которые называют волнами. Следовательно, совокупность изменений состояния среды при распространении звуковой волны называются шумом, а в пространство, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем.

Органы слуха способны воспринимать звуки в диапазоне 16-20000 Гц. На практике весь диапазон частот звукаподразделяют на:

- инфразвуковые частоты (до16 Гц);

- звуковые частоты (16-20000 Гц);

- ультразвуковыечастоты (более 20000 Гц).

Инфразвуковые и ультразвуковые частоты органы слухачеловека не способны воспринимать как звук.

Звуковой диапазон частот звука,воспринимаемый органами слуха человека, подразделяют на: низкочастотный (до 400 Гц), среднечастотный (400-1000 Гц) и высокочастотный (более 1000 Гц).

Слышимость звука определяется не только его частотой, но и силой или звуковым давлением. Область слухового восприятия ограничена нижними и верхними границами силы звука (звукового давления) Нижняя граница, где сила звука способна восприниматься органами слуха, называется порогом слышимости, а верхняя граница, где сила звука вызывает болевые ощущения органов слуха, называется болевым порогом.

Оценку шума как разновидностизвука производят поразличным параметрам. К нимотносятся звуковое давление, интенсивность и мощность.

Звуковое давление  представляет собой колебание частичек среды. Оно  равно разностимежду давлением,возникшим в момент распространения звука,и давлением в невозмущенной среде. Звуковое давление не постоянно и изменяется по закону синусоиды.

Пороговое звуковое давление =2·10^-5 Па  на частоте 1000 Гц соответствует нормальным атмосферным условиям.

Другой энергетической характеристикой звука является его интенсивность. Это удельная величина. Она представляет собой количество энергии, переносимое звуковойволной в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной к направлению движения звуковой волны. Учитывая особенность слухового аппарата человека, а именно то, что ухо реагирует не на абсолютное значениеинтенсивности звука, а на относительное её изменение. Для характеристики уровня интенсивности звука принята шкала логарифмических единиц. Иначе говоря, фиксируются ступени интенсивности звука_; каждая из которых больше предыдущей в 10 раз. Такая логарифмическая единица уровня интенсивности звука называется белом (Б).

Интенсивность и звуковое давление для тихого и громкого звука изменяются в очень широких пределах.  Значения интенсивности могут отличаться в 10¹⁰ раз, а звукового давления - в 10⁸раз. Это создаёт неудобства при пользовании такими значениями этих параметров. Поэтому для более точной фиксации уровня интенсивности звука на практике пользуются не белом, а единицей в 10 раз меньшей децибелом (дБ).

Шумы могут быть измерены в децибелах по шкале А (дБА) с коррекцией, учитывающей особенности восприятия ухом человека звуков разных частот. Установлено, что существует связь между уровнями шума, измеренными и скорректированными по шкале А шумомера, с временем воздействия на человека и субъективной оценкой шумности. Измерение уровней шума по шкале А даёт хорошую согласованность с уровнями громкости этих шумов, воспринимаемых на слух. Поэтому результаты, полученные по шкале А, используют для оценки мероприятий по борьбе с шумом и сравнения источников различных шумов.

Звуковая мощность - это общее количество звуковой энергии, выделяемоеисточником в единицу времени.

В производственных условиях звуки одновременно излучаются несколькими источниками Для оценки их действия необходимо суммироватьинтенсивность или звуковые давления, но не их уровни. Затем по суммарным значениям определяютуровни интенсивности или звукового давления.

Другойчастотной характеристикой звука является полоса частот, т.е. рассматриваемый диапазон частот разбивают на полосы частот и определяют уровни шумов в каждой полосе частот.Чаще всего используютоктавные полосы. Частотнаяполоса, у которой отношение верхней и нижней граничных частот равно двум, называется октавой т.е.

Широкое использование получили и третьектавные полосы частот. Большое многообразие источников шума позволяет классифицировать их лишь по природе возникновения. С этой точки зрения источники шума подразделяются как воспроизводящие механический шум и аэрогидродинамический шум. Отдельно выделены шумы электрических машин. Установлена следующая классификация шумов. По характеру спектра шумы делятся на широкополосные и тональные.

Широкополосные шумы - это шумы с непрерывным спектром шириной более одной октавы. Тональные шумы - это шумы, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона. Тональным шум является тогда, когда он отличается в соседних третьоктавных полосах более чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шумы делятся на постоянные и непостоянные.

Постоянным считается шум, уровень звука которого меняется не более чем на 5 дБА в течение 8 часов.

Непостоянным считается шум,уровень звука которого меняется более чем на 5 дБА в течение 8 часов. Непостоянные шумы делятся на колеблющиеся, прерывистые и импульсные. Колеблющимся считается шум. уровень звука которого непрерывно изменяется по времени. Прерывистым считается шум, уровень звука которого ступенчато изменяется на 5 дБА и более, причём длительность интервалов, в течение которых уровень звука считается постоянным, должна составлять 1с и более. Импульсным считается шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с и отличающийся уровнем звука не менее 7 дБА.

Шум действует на организм человека, в первую очередь, через органы слуха. Кроме этого, он может проникать непосредственно через кости черепа (костная проводимость). При высоких уровнях шум через кости черепа действует  весьма отрицательно.

Влияние шума не ограничивается только его действием на органы слуха, а распространяется практически на все системы и органы человека. Установлено, что длительное воздействие интенсивного шумас уровнем 80 дБА и выше в течение 5-8 лет приводит к стойкой потери слуха. Шумы с уровнем звукового давления выше 125 дБ на частотах 250-1000 Гц воспринимаются не только органами слуха, но и всем телом как вибрация. Шумы большой мощности (уровень более 145 дБ) могут вызвать разрыв барабанной перепонки.

Существует три степени потери слуха. Первая степень потери слуха выражается в увеличении нижнего порога слышимости на 10-20 дБ. Вторая степень - на 21-30 дБ. Третья степень - на 31 дБ и более.

Другой особенностью вредного воздействия шума на организм человека является нарушение центральной и вегетативной нервных систем.

Степень воздействия шума определяется состоянием организма. К заболеваниям, вызываемым шумом, больше склонны люди с легко возбудимой нервной системой. Даже в случае возбуждения нервной системы другими причинами при действии шума усиливается его отрицательное действие. Возраст, состояние здоровья, характер труда также определяют способность организма противостоять воздействию шума.

В некоторых случаях функциональное изменение нервной системы происходит раньше, чем определяется нарушение слуховой чувствительности.

Раздражение центральной и вегетативной нервных систем происходит через волокна слуховых нервов. В целом от такого раздражения изменяется психическое состояние человека, вызывая чувство беспокойства и раздражения. Влияние на центральную нервную систему зависит от субъективного восприятия человека.

Воздействие шума на центральную нервную систему вызывает увеличение скрытого периода зрительно-моторной реакции, вызывает биохимические изменения в структурах головного мозга и нарушает её биоэлектрическую активность уже при уровне звука в 50-60 дБА. При воздействии импульсных и нерегулярных шумов вышеперечисленные изменения в организме человека наступают при меньших уровнях звука.

Воздействие шума на вегетативную нервную систему не зависит от субъективного восприятия. Особенность состоит в том, что воздействие на вегетативную нервную систему проявляется уже при 40-70 дБА.

Из вегетативных реакций организма человека наиболее ярко выраженными являются нарушение периферического кровообращения и повышение артериального давления. Последнее особо хорошо наблюдается при уровнях звука выше 85 дБА.

Если сравнивать процессы снижения слуховой чувствительности и изменения в функциональном состоянии центральной и вегетативной нервных систем, то последнее наступает гораздо раньше и при меньших уровнях звука.

Объективно длительное шумовое воздействие вызывает раздражительность, головные боли, головокружение, повышение утомляемости, боли в ушах и т.д. Такие сдвиги в работе ряда органов приводят к снижению слуховой чувствительности, изменению функции пищеварения, сердечно­сосудистую недостаточность и нейроэндокринные расстройства.

Применительно к производственному процессу всё этоприводит к снижению производительности труда. Так при увеличении уровня звука более 70 дБА производительность труда снижается на 20% при выполнении работ, требующих повышенного внимания.

Шум со сплошным спектром является менее раздражительным, чем шум с тональными составляющими. Высокочастотный шум вызывает больше раздражительность, чем низкочастотный. Наиболее раздражительным является шум, который изменяется по частоте, интенсивности и длительности воздействия.

Нормирование шума призвано обеспечить условия, гарантирующие шумобезопасность выполнения производственных процессов. Впервые в мировой практике нормирование шума выполнено Ленинградским институтом охраны труда, которое утверждено 9 февраля 1956 года Министерством здравоохранения СССР. Нормирование выполняют по двум принципам:

1. Нормирование по предельному спектру шума, при котором устанавливают предельно-допустимые уровни звукового давления:

2. Нормирование уровня звука в децибелах А (дБА), которое позволяет дать интегральную оценку всего шума.