В различных отраслях экономики, на предприятиях и фирмах имеются источники шума – это оборудование, машины, работа которых сопровождается шумом, людские потоки. Постоянно находящийся в этих условиях персонал, рабочие, операторы подвергаются воздействию шума, вредно действующего на их организм и снижающего производительность труда. Длительное воздействие шума может привести к развитию такого профессионального заболевания, как «шумовая болезнь». В ряде документов, принятых в нашей стране и за рубежом, направленных на охрану окружающей среды, подчеркивается необходимость снижения уровня шума.

Шум как гигиенический фактор представляет собой совокупность звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека, мешающих его работе и отдыху. По физической сущности шум представляет собой волнообразно распространяющееся колебательное движение частиц упругой (газовой, жидкой или твердой) среды. Источником его является любое колеблющееся тело, выведенное из устойчивого состояния внешней силой.

Как для всякого волнообразного колебательного движения, основными параметрами, характеризующими звук, являются амплитуда колебания, скорость распространения и длина волны.

Непосредственно примыкающие к источнику колебания частицы среды вовлекаются в колебательный процесс и смещаются, приходя в состояние ритмичного сгущения и разрежения. Этот процесс в силу упругости среды распространяется последовательно на смежные частицы в виде волны, образуя звуковое поле. Амплитуда колебаний звучащего тела пропорциональна амплитуде смещения частиц проводящего тела, т. Е. Звукового давления, которое представляет собой переменное давление, возникающее дополнительно к атмосферному, в той среде, через которую проходят звуковые волны. Оно выражается в Па или дин/см3. В фазе сжатия звуковое давление положительно, в фазе разрежения – отрицательно. От величины звукового давления зависит сила звука-шума. На слух действует среднеквадратичный уровень энергии звукового давления

Одна из основных характеристик колебательного движения – изменение во времени. Время, в течение которого колеблющееся тело совершает одно полное колебание, называется периодом колебания Т и измеряется в секундах.

Величины звукового давления и интенсивности звука, с которыми приходится иметь дело в практике борьбы с шумом, могут меняться в широких пределах: по давлению – до 10 раз, по интенсивности – до 10 раз. Естественно, что оперировать такими цифрами неудобно. Кроме того, способность слухового аппарата регистрировать огромный диапазон величин звуковых давлений объясняется тем, что различается не разность, а кратность изменения абсолютных величин (ступенчатость восприятия). Установлено, что каждая последующая ступень восприятия отличается от предыдущей на 12,4 %. Поэтому для характеристики акустического феномена принята специальная измерительная система интенсивности и энергии шума, учитывающая приближенную логарифмическую зависимость между раздражением и слуховым восприятием, а именно шкала логарифмических единиц как наиболее объективная и соответствующая физиологической сущности восприятия. По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии больше предыдущей в 10 раз. Например, если интенсивность звука увеличивается в 10, 100, 1000 раз, то по логарифмической шкале увеличение происходит соответственно на 10 203 единицы. Логарифмическая единица, отражающая десятикратную степень увеличения интенсивности звука, называется белом (Б).

Логарифмические единицы позволяют оценить интенсивность звука не абсолютной величиной звукового давления, а ее уровнем, т. Е. Отношением фактически создаваемого давления к давлению, принятому за единицу сравнения. Такой единицей принято считать минимальное давление, которое человек воспринимает на звук на частоте 1 000 Гц, а именно 2 · 10-5 Па.

Весь диапазон энергии, воспринимаемой слухом как звук, укладывается при таких условиях в 13…14 Б. Для удобства пользуются не белом, а единицей, в 10 раз меньшей, – децибелом (дб), который соответствует минимальному приросту силы звука, различаемому ухом. Таким образом, бел и децибел – это условные единицы, которые показывают, насколько данная интенсивность звука J в логарифмическом масштабе больше интенсивности звука J₀, соответствующей условному порогу слышимости. Измеряемые таким образом величины называются уровнями интенсивности шума или уровнями звукового давления.

По официальной классификации шумов, принятой в нашей стране, шумы следует подразделять по характеру спектра на широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы, и тональные, в спектре которых имеются слышимые дискретные тона (тон, соответствующий определенной гармонической составляющей звуковых колебаний). По временным характеристикам шумы следует подразделять на постоянные, уровень звука которых за 8-часовой рабочий день изменяется во времени незначительно, непостоянно. Последние, в свою очередь, следует подразделять на колеблющиеся во времени, уровень звука которых непрерывно изменяется во времени; прерывистые, уровень звука которых резко падает до уровня фонового шума, причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более; импульсные, состоящие из одного или нескольких звуковых сигналов, – каждый длительностью менее 1 с.

Распространение звуковых волн сопровождается появлением ряда акустических факторов, имеющих важное значение для характеристик шума, рассмотренных выше, гигиенической оценки шума и выбора мер защиты.

ДЕЙСТВИЕ ШУМА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

К настоящему времени накоплены многочисленные данные, позволяющие судить о характере и особенностях влияния шумового фактора на слуховую функцию. Течение функциональных изменений может иметь различные стадии. Кратковременное понижение остроты слуха под воздействием шума с быстрым восстановлением функции после прекращения действия фактора рассматривается как проявление адаптационной защитно-приспособительной реакции слухового органа. Адаптацией к шуму принято считать временное понижение слуха (не более чем на 10–15 дб) с восстановлением его в течение 3 мин после прекращения действия шума. Длительное воздействие интенсивного шума может приводить к перераздражению клеток звукового анализатора и его утомлению, а затем к стойкому снижению остроты слуха.

Установлено, что утомляющее и повреждающее слух действие шума пропорционально его высоте (частоте). Наиболее выраженные и ранние изменения наблюдаются на частоте 400 Гц и близкой к ней области частот. При этом импульсный шум (при одинаковой эквивалентной мощности) действует более неблагоприятно, чем непрерывный. Особенности его воздействия существенно зависят от превышения уровня импульса над среднеквадратичным уровнем, определяющим шумовой фон на рабочем месте.

Развитие профессиональной тугоухости зависит от суммарного времени воздействия шума в течение рабочего дня и наличия пауз, а также общего стажа работы. Начальные стадии профессионального поражения наблюдаются у рабочих со стажем работы 5 лет, выраженные (поражение слуха на все частоты, нарушение восприятия шепотной и разговорной речи) – свыше 10 лет.

Помимо действия шума на органы слуха, установлено его вредное влияние на многие органы и системы организма, в первую очередь на центральную нервную систему, функциональные изменения в которой происходят раньше, чем диагностируется нарушение слуховой чувствительности. Поражение нервной системы под действием шума сопровождается раздражительностью, ослаблением памяти, апатией, подавленным настроением, изменением кожной чувствительности и другими нарушениями, в частности замедляется скорость психических реакций, наступает расстройство сна и т. Д.

У работников умственного труда происходит снижение темпа работы, ее качества и производительности.

Действие шума может привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта, сдвигам в обменных процессах (нарушение основного, витаминного, углеводного, белкового, жирового, солевого обменов), нарушению функционального состояния сердечнососудистой системы. Звуковые колебания могут восприниматься не только органами слуха, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость). Уровень шума, передаваемого этим путем, на 20–30 дб меньше уровня, воспринимаемого ухом. Если при невысоких уровнях шума передача за счет костной проводимости мала, то при высоких уровнях она значительно возрастает и усугубляет вредное действие на организм человека. При действии шума очень высоких уровней (более 145 дб) возможен разрыв барабанной перепонки.

Таким образом, воздействие шума может привести к сочетанию профессиональной тугоухости (неврит слухового нерва) с функциональными расстройствами центральной вегетативной, нервной, сердечно-сосудистой и других систем, которые могут рассматриваться как профессиональное заболевание – шумовая болезнь.

Профессиональный неврит слухового нерва (шумовая болезнь) чаще всего встречается у рабочих различных отраслей машиностроения, текстильной промышленности и пр. Случаи заболевания встречаются у лиц, работающих на ткацких станках, с рубильными, клепальными молотками, обслуживающих прессоштамповочное оборудование, у испытателей-мотористов и других профессиональных групп, длительно подвергающихся интенсивному шуму.

МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ШУМОМ

Для борьбы с шумом в помещениях проводятся мероприятия как технического, так и медицинского характера. Основными из них являются:

· Устранение причины шума или существенное его ослабление в самом источнике при разработке технологических процессов и проектировании оборудования;

· Изоляция источника шума от окружающей среды средствами звукои виброзащиты, звукои вибпропоглощения;

· Уменьшение плотности звуковой энергии помещений, отраженной от стен и перекрытий;

· Рациональная планировка помещений;

· Применение средств индивидуальной защиты от шума;

· Рационализация режима труда в условиях шума;

· Профилактические мероприятия медицинского характера.

Наиболее эффективный путь борьбы с шумом, причиной которого является вибрация, возникающая от ударов, сил трения, механических усилий и т. Д. – улучшение конструкций оборудования (изменение технологии с целью устранения удара).

Снижение шума и вибрации достигается заменой возвратно-поступательного движения в узлах работающих механизмов равномерно-вращающимся.

При высоких тонах шумов эффективно демпфирование, при котором вибрирующая поверхность покрывается материалом с большим внутренним трением (резина, пробка, битум, войлок и др.).

К демпфирующим материалам при этом предъявляются следующие требования: высокая эффективность, малая масса, способность прочно удерживаться на металле и предохранять его от коррозии. При невозможности достаточно эффективного снижения шума за счет создания совершенной конструкции той или иной машины следует осуществлять его локализацию у места возникновения путем применения звукопоглощающих и звукоизолирующих конструкций и материалов.

Воздушные шумы ослабляются установкой на машинах специальных кожухов или размещением генерирующего шум оборудования в помещениях с массивными стенами без щелей и отверстий. Для исключения резонансовых явлений кожухи следует облицовывать материалами с большим внутренним трением. Для снижения структурных шумов, распространяемых в твердых средах, применяются звукои виброизоляционные перекрытия. Ослабление шума достигается применением под полом упругих прокладок без жесткой их связи с несущими конструкциями зданий, установкой вибрирующего оборудования на амортизаторы или специальные изолированные фундаменты. Вибрации, распространяющиеся по коммуникациям (трубопроводам, каналам), ослабляются стыковкой последних через звукопоглощающие материалы (прокладки из резины и пластмассы). Широко применяются противошумные мастики на битумной основе, наносимые на поверхность металла.

Наряду со звукоизоляцией в производственных условиях широко применяются средства звукопоглощения. Для помещений малого объема (400–500 м3) рекомендуется общая облицовка стен и перекрытий, снижающая уровень шума на 7–8 дб.

Способность звукопоглощения характеризуется коэффициентом звукопоглощения (отношение звуковой энергии, поглощенной материалом, к энергии, падающей на него). Наиболее высоким коэффициентом звукопоглощения в широком спектре частот обладают штукатурки и плиты, минеральная вата, древесно-волокнистые плиты, камышитовые маты, войлок и пр. Эффективность звукопоглощения увеличивается при многослойном размещении поглощающих материалов с воздушными прослойками между слоями, а также перфорацией покрытий. В помещении большого объема эффективны звукопоглощающие барьеры и объемные поглотители, подвешиваемые над шумными агрегатами, которые увеличивают звукопоглощение почти в 2 раза по сравнению с покрытием звукопоглощающими материалами потолков и стен.

Поглощение аэродинамических шумов (выхлоп, всасывание воздуха пневматическими инструментами, компрессорами, вентиляторами и прочими агрегатами) осуществляется с помощью активных и реактивных глушителей. Выбор типа глушителя зависит от уровня и спектрального состава шума. Для глушения высокочастотных шумов эффективны активные глушители, основанные на поглощении звуковой энергии, для низкочастотных – реактивные, основанные на принципе акустического фильтра.

Уменьшения шума можно достичь за счет рациональной планировки зданий, в соответствии с которой наиболее шумные помещения должны быть сконцентрированы в глубине территории в одном месте. Они должны быть удалены от помещений для умственного труда и ограждены зоной зеленых насаждений, частично поглощающих шум. Агрегаты с наиболее интенсивным шумом (выше 130 дб) следует размещать вне территории предприятия и жилой зоны с подветренной стороны и отделять от границ населенных пунктов шумозащитной зоной или стеной. Агрегаты, создающие шум более 90 дб, должны размещаться в изолированных помещениях.

Если шумные агрегаты нельзя звукоизолировать, то для защиты персонала от прямого шумоизлучения должны применяться акустические экраны, облицованные звукопоглощающими материалами, а также звукоизолированные кабины наблюдения и дистанционного управления.

Помимо мер технологического и технического характера, широко применяются средства индивидуальной защиты – антифоны, выполненные в виде наушников или вкладышей. Существует несколько десятков вариантов заглушей – вкладышей, наушников и шлемов, рассчитанных на изоляцию слухового прохода от шумов различного спектрального состава. Наиболее удобными и эффективными считаются вкладыши из смеси волокон органической бактерицидной ваты и ультратонких полимерных волокон из материала ФП (беруши), позволяющие снизить уровень громкости шума на различных частотах от 15 до 31 дб.

Отрицательное действие шумов можно снизить за счет сокращения времени их воздействия, построения рационального режима труда и отдыха, предусматривающего кратковременные перерывы в течение рабочего дня для восстановления функции слуха в тихих помещениях. Интенсивность звука определяется по логарифмической шкале громкости. В шкале 140 дб. За нулевую точку шкалы принят «порог слышимости» (слабое звуковое ощущение, едва воспринимаемое ухом, равное примерно 20 дб), а за крайнюю точку шкалы – 140 дб – максимальный предел громкости.

Громкость ниже 80 дб обычно не влияет на органы слуха, громкость от 0 до 20 дб – очень тихая, от 20 до 40 – тихая, от 40 до 60 – средняя, от 60 до 80 – шумная, выше 80 дб

–  очень шумная.

Для измерения силы и интенсивности шума применяют различные приборы: шумомеры, анализаторы частот, корреляционные анализаторы и коррелометры, спектрометры и др.

Шумы в жилой среде: источники, влияние на организм и меры защиты

Защита городской и жилой среды от шума имеет большое гигиеническое и социально-экономическое значение, что связано с повсеместным ростом шумового загрязнения, вызывающего ухудшение состояния здоровья населения. Существующие источники шума в условиях городской жилой среды можно подразделить на две основные группы: расположенные в свободном пространстве (вне зданий) и находящиеся внутри зданий.

Источники шума, расположенные в свободном пространстве, по своему характеру делятся на подвижные и стабильные, т. Е. Постоянно или долговременно установленные в каком-либо месте.

Для источников шума, расположенных внутри зданий, имеют значение характер размещения источников шума по отношению к окружающим защищаемым объектам и их соответствие предъявляемым к ним требованиям. Внутренние источники шума можно подразделить на несколько групп:

· Техническое оснащение зданий (лифты, прачечные, трансформаторные подстанции, теплообменные станции, воздухотехническое оборудование и т. П.);

· Технологическое оснащение зданий (морозильные камеры магазинов, машинное оборудование небольших мастерских и т. Д.);

· Санитарное оснащение зданий (водопроводные сети, сети для распределения теплой воды, водопроводные краны, смывные краны туалетов, душевые и т. П.);

· Бытовые приборы (холодильники, пылесосы);

· Аппаратура для воспроизведения музыки, радиоприемники и телевизоры, музыкальные инструменты.

В последние годы отмечается рост шума в городах, что связано с резким увеличением движения транспорта (автомобильного, рельсового, воздушного). Транспортный шум по характеру воздействия является непостоянным внешним шумом, т. К. Уровень звука изменяется во времени более чем на 5 дб. Уровень различных шумов зависит от интенсивности состава транспортных потоков, планировочных решений и наличия отдельных элементов благоустройства. Наблюдается зависимость уровней звука на магистралях от фактических режимов движения транспорта.

Субъективная оценка влияния различных факторов внутри жилой и окружающей среды на комфортность проживания подтверждает существенную роль шума в создании неблагоприятных условий в жилых домах. Воздействие шума может вызвать следующие реакции организма:

v Органическое расстройство слухового анализатора;

v Функциональное расстройство слухового восприятия;

v Функциональное расстройство двигательной функции и функции чувств;

v Функциональное расстройство нейрогуморальной регуляции;

v Расстройство эмоционального равновесия.

Общая реакция населения на шумовое воздействие – чувство раздражения. Отрицательно воздействующий звук способен вызвать раздражение, переходящее в психоэмоциональный стресс, который может привести к психическим и физическим патологическим изменениям в организме человека. С повышением уровня звука возрастает чувство неприятности.

Воздействие шума на человека можно условно подразделить на:

Ø Специфическое (слуховое) воздействие на слуховой анализатор, которое выражается в слуховом утомлении, кратковременной или постоянной потере слуха, расстройствах четкости речи и восприятия акустических сигналов;

Ø Системное (внеслуховое) – воздействие на отдельные системы и организм в целом (на заболеваемость, сон, психику).

В настоящее время лиц, обладающих «отличным» слухом, среди молодежи и взрослых намного меньше, чем 20 лет назад. Изменения в органе слуха происходят уже в период полового созревания. Причиной является насыщенная техникой жизненная среда, а у молодежи, кроме того, громкая музыка.

Изучение влияния шума на жителей разного пола и возраста показало, что более чувствительны к нему женщины и лица старших возрастных групп.

Одним из критериев отрицательного воздействия шума на сон является его нарушение. Число жалоб на расстройство сна увеличивается с ростом уровня шума. Особенно чувствительны к ночному шуму лица в возрасте от 40 до 60 лет, работники умственного труда более чувствительны, чем рабочие, занятые физическим трудом, больные более чувствительны, чем здоровые. Детей грудного возраста пробуждает только шум высокого уровня.

Уровень шума в ночное время не должен превышать 35 дб. На шум 35–40 дб реагируют 13 % спящих, а на 45 дб – 35 %. Пробуждение наступает обычно при уровне шума 50,3 дб (изменение стадии сна при 48,5 дб).

В РФ превышение допустимых санитарными нормами уровней звука на территории жилой застройки составляет 15–25 дб, а в помещениях жилых зданий – 20 дб и более, что требует разработки и проведения эффективных шумозащитных мероприятий. Снижение шума в источнике его возникновения является действенным и самым эффективным путем борьбы с шумом.

Для снижения шума на жилой территории необходимо соблюдать следующие принципы:

· Вблизи источников шума размещать малоэтажные здания;

· Шумозащитные объекты строить параллельно транспортной магистрали;

· Группировать жилые объекты в закрытые или полузакрытые кварталы;

· Здания, не требующие защиты от шума (склады, гаражи, некоторые мастерские и т. Д.), использовать в качестве барьеров, ограничивающих распространение шума.