8.2. Дія шуму, вібрацій, ультра- та інфразвука на організм людини, професійні захворювання
8.2. Дія шуму, вібрацій, ультра- та інфразвука на організм людини, професійні захворювання
На сьогодні шкідливий вплив шуму на організм людини науково обґрунтовано. Діючи на орган слуху, центральну і вегетативну нервові системи, а через них на внутрішні органи, шум є причиною розвитку хвороби, спричиненої шумом. Знижуючи загальну опірність організму, він сприяє розвитку інфекційних захворювань. При роботі за умов шуму спостерігаються підвищена стомлюваність і зниження працездатності, погіршуються увага і мовна комутація, створюються передумови до помилкових дій робітників. Внаслідок цього шум може спричинити зниження рівня безпеки праці, а результати його негативного впливу на операторів таких служб цивільної авіації, як зв’язок керування повітряним рухом та інші, можуть позначатися на безпеці польотів. Будучи причиною головного болю, дратівливості, неврівноваженого емоційного стану, шум створює передумови до погіршення психологічного стану.
Прояви хвороби, викликаної шумом, поділяються на специфічні, що виникають в периферичній частині слухової системи людини (в органі Корті), і неспецифічні, що характерні для інших органів і систем організму людини.
Під впливом шуму відбувається зниження слухової чутливості. Чим значніший шум, тим вище його інтенсивність і експозиція. Стійка втрата слуху настає через п’ять – вісім років роботи за умов, що характеризуються високими рівнями шуму. Механізм впливу шуму слуховим шляхом носить назву кохлеарного, і він є переважним при рівнях нижче 110 дБ.
Акустична енергія звукових хвиль при рівнях шуму понад 125 дБ і частоті 250-1000 Гц настільки велика, що звук здатний викликати тотальний струс тіла людини (повітряні вібрації). У цьому випадку підвищується роль проходження звука до внутрішнього вуха через кістки, і захист тільки привушних областей виявляється недостатнім.
Чим відповідальніші функції виконує яка-небудь зона центральної нервової системи і чим складніше вона організована, тим більше вона страждає від впливу шуму. Шум змінює функціональний стан багатьох систем і органів людини внаслідок їхньої взаємодії через центральну нервову систему. Такий взаємозв’язок призводить до впливу шуму на органи зору людини, вестибулярний апарат і рухові функції, зокрема, до зниження м’язової працездатності.
Окремі індивіди сильно відрізняються у їхній реакції на шум, загальну кількість факторів для визначення індивідуальної суб’єктивної, психологічної реакції на шум важко встановити. Фізичні характерні ознаки шуму, які можуть впливати на індивідуальну суб’єктивну реакцію, включають: гучність або інтенсивність шуму, форму спектра, наявність дискретних частотних компонентів, крутизну або імпульсивність прояву звукової події (наприклад проліт літака або проїзд автомобіля), переривчастість, тривалість і часові зміни.
Гучність є суб’єктивним враженням людини від впливу шуму. Одиницею рівня гучності є фон. Один фон шуму (звука), який оцінюється, є рівноцінним рівню звука 1 дБ для звукового тону з частотою випромінювання 1000 Гц, якщо він оцінюється однаково гучно. На рис.8.1 показано контури рівної гучності, як функцію частоти, яка демонструє зв’язки між рівнем гучності (у фонах) і інтенсивністю звука (у дБ). З рисунку видно, що на кривій 40 фон звук з частотою 1 кГц і рівнем звука 40 дБ (саме тому крива має позначення 40 фон) за гучністю подібний до звука на частоті 100 Гц, але з рівнем звука 61-62 дБ. Тобто, звуки низької частоти сприймаються менш гучними, ніж звуки в смузі середніх і високих частот.
Звуки частотою 2 кГц або вище (особливо звуки з дискретними частотними компонентами) є взагалі найбільш подразнюючими і спричиняють різні порушення, хоча шуми, що є раптовими, переривчастими або коливаються з часом, також можуть бути справжнім подразником. Взагалі, гучніший шум сприяє більшому подразненню.
Рис.8.1. Криві однакової гучності
У більшості випадків може використовуватися певна схема коригування рівня звука для того, щоб вивчити реакцію людини до шуму. На рис.8.2 наведено шкалу коригування “А” стандартного вимірювача шуму, за якою розрізняють звуки у різних частотах. Дана шкала побудована оберненою до кривої однакової гучності 40 фон, яка показана на рис.8.1.
Вібраційна хвороба. Розглядаючи тіло людини з позиції механіки, його можна при низьких частотах і рівнях вібрації приблизно апроксимувати лінійною системою із зосередженими параметрами. Однією з основних ланок цієї системи є грудинно-брюшна порожнина, резонансні частоти якої знаходяться у діапазоні 3-6 Гц, через що ефективна вібраційна ізоляція людини в положенні, коли вона сидить і приймає їжу, є дуже складною. Ще один резонансний ефект знаходиться у смузі частот 20-30 Гц, він створюється у ланці голова – шия – плече. У діапазоні частот 60-90 Гц виявляються резонансні явища очного яблука, а при частоті 100-200 Гц ці явища охоплюють нижню щелепу – черепну коробку. Частоти резонансу власне черепної коробки знаходяться у межах 300-400 Гц для основної форми коливань і 600-900 Гц – для вищих форм. Тобто для виробничої вібрації найбільш важливим є діапазон низьких частот.
Рис.8.2. Шкала коригування вимірювача А на різних частотах
У результаті впливу вібрації може розвинутися вібраційна хвороба. У людини, що піддається впливу потужної загальної вертикальної вібрації (назва відповідає напрямку розповсюдження вібрації), можуть ушкоджуватися судини головного мозку й оболонок, а також порушуватися циркуляція крові. Вібрації від ручного віброінструмента можуть спричинити ушкодження дрібних кровоносних судин і нервових закінчень у м’язах та шкірі. Характер впливу вібрації може бути загальним чи місцевим, він визначає три форми вібраційної хвороби: периферичну, церебральну і центрально-периферичну.
Першим симптомом периферичної форми захворювання є почуття оніміння в кистях рук і передпліччях. Хворий відчуває печіння, ломоту в руках, ногах. При церебральній формі хвороби першими ознаками є головний біль, почуття тяжкості і шуму в голові. Бувають короткочасні запаморочення, а іноді й втрата свідомості. У робітника з’являється дратівливість, порушується сон, виникають спазми судин. У результаті розвивається гіпертонія, загальна слабість, тремтіння рук.
Вплив ультра- та інфразвука. Під дією ультразвука в рідких компонентах тканин організму виникає кавітація, тобто утворюється велика кількість розривів у вигляді дрібних пухирців газу. Коли кавітаційні пухирці лопаються, розвивається великий тиск, в результаті чого відбуваються механічне руйнування кліток живої тканини і сильне локальне підвищення температури. Під впливом ультразвука прискорюються хімічні процеси, спостерігаються явища дисперсії і коагуляції, внаслідок чого, наприклад, може наступити сліпота. Вплив на людину ультразвука малої потужності викликає тепловий ефект. Якщо працівник оброблює деталі, у яких порушуються ультразвукові коливання, у нього можливе контактне опромінення.
При опроміненні інфразвуком внутрішні органи людини, що мають резонансні частоти в діапазоні 6-12 Гц, можуть прийти в коливання. Між серцем, легенями і шлунком виникає тертя, що зумовлює сильне подразнення і порушення їхньої нормальної життєдіяльності. Особливо небезпечна частота 7 Гц, що збігається з альфа-ритмами мозку. Інфразвуки малої потужності діють і на внутрішнє вухо, викликаючи нездужання типу морської хвороби, нервову втому. При середніх потужностях спостерігаються внутрішні розлади травлення і мозку з усілякими наслідками: паралічами, втратою свідомості, загальною слабістю. Інфразвук великої потужності особливо небезпечний тому, що, викликаючи резонанс внутрішніх органів, може призвести їх до руйнування, гальмування кровообігу і навіть до зупинки серця.