Материал: Гончарук учебник

Наиболее существенными физическими факторами, значительно ухудша­ ющими условия труда и быта населения в городах, являются шум, вибрация и электромагнитное излучение.

Внедрение в промышленность новых технологических процессов, вклю­ чая электроэнергетику и радиоэлектронику, рост мощности технологического оборудования, средств наземного, воздушного и водного транспорта, много­ численного бытового и инженерного оборудования, механизация производст­ венных процессов, широкое развитие телевидения, радиосвязи, радиолокации, использование высокочастотной электромагнитной энергии в различных сфе­ рах народного хозяйства, а также в быту привели к тому, что человек на произ­ водстве и дома постоянно подвергается влиянию интенсивных шумов, а в не­ которых случаях — вибрации и воздействию электромагнитного излучения.

Борьба с вредными физическими факторами является актуальной комп­ лексной проблемой. Она связана с решением разных задач — гигиенических, технических, административных и правовых.

Исследования показали, что шум и вибрация ухудшают условия и качество труда, крайне неблагоприятно влияют на организм человека: повышают общую заболеваемость, приводят к развитию профессиональных болезней, являются причиной нежелательных психических и физиологических реакций.

Таким образом, проблема борьбы с шумом и вибрацией имеет не только социально-гигиеническое, но и большое технико-экономическое значение.

Шум сопровождает человека от рождения до смерти. Можно рассматри­ вать его как один из наиболее распространенных и неблагоприятных факторов научно-технического прогресса и урбанизации. Шум может оказывать неже­ лательное физиологическое или психологическое влияние на человека и пре­ пятствовать различным видам деятельности: общению, работе, отдыху, разв­ лечениям, сну.

С развитием городов, промышленности, транспорта уровни шума в окру­ жающей среде в экономически развитых странах неуклонно растут, и все боль­ ше населения подвергается его воздействию. Если раньше достаточно высокие

536

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

уровни шума, которые обусловливали некоторое снижение слуха, создавались главным образом деятельностью промышленных предприятий или были свя­ заны с выполнением определенного вида работ, то сегодня их регистрируют на городских улицах, а иногда на жилой территории и в домах. Возможен даль­ нейший рост этого показателя.

Все это касается вибрации и электромагнитных излучений. Обычно они имеют место в жилых и общественных зданиях, вызывают нарушения многих функций организма человека.

Вопросам борьбы с вредными физическими факторами в нашей стране при­ дают общегосударственное значение. Так, в Законе Украины об охране атмо­ сферного воздуха есть статья "Предотвращение и снижение шума", в которой указано, что государственный контроль по соблюдению нормативов экологи­ ческой безопасности (при ПДУ акустического, электромагнитного и другого вредного влияния на здоровье людей) возлагается на местные органы государ­ ственной исполнительной власти, Министерство охраны окружающей среды, МЗ Украины и их органы на местах. В этой статье отмечено: "С целью предот­ вращения, снижения и достижения безопасных уровней производственных и других шумов должны осуществляться следующие мероприятия: разработка

ивнедрение малошумных машин и механизмов на основе технического нор­ мирования; улучшение конструкций транспортных средств и условий их экс­ плуатации, а также содержание в надлежащем состоянии железнодорожных

итрамвайных путей, автомобильных дорог, уличных покрытий; размещение предприятий, транспортных магистралей, аэродромов и других объектов с ис­ точниками шума при планировке и застройке населенных мест в соответствии

сустановленными санитарно-техническими требованиями и картами шума; производство строительных материалов, конструкций, технических средств и сооружений с необходимыми акустическими свойствами; организационные ме­ роприятия для предотвращения и снижения производственных, коммунальных, бытовых и транспортных шумов, включая введение рациональных схем и ре­ жимов железнодорожного, воздушного, водного и автомобильного транспорта в пределах населенных пунктов. Граждане обязаны придерживаться требова­ ний, установленных с целью борьбы с бытовым шумом в квартирах, а также в дворах жилых домов, в местах отдыха и других общественных местах".

Врешении этих вопросов значительная роль принадлежит органам сани­ тарно-эпидемиологической службы, которые должны проводить значительную профилактическую работу в форме предупредительного и текущего надзора за соблюдением требований санитарных норм и рекомендаций по ограничению распространения шума, вибрации и электромагнитного излучения в среде оби­ тания человека. Важнейшее значение приобретает предупредительный сани­ тарный надзор на стадии разработки генеральных планов развития городов, промышленных комплексов, проектов детальной планировки микрорайонов, отдельных зданий и сооружений, когда наиболее легко и эффективно могут быть решены вопросы относительно защиты от вредного воздействия физиче­ ских факторов. Поэтому врач-гигиенист должен знать основные физические и физиологические характеристики шума, вибрации и электромагнитных полей,

537

РАЗДЕЛ V. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

закономерности их распространения в природе, характер влияния на самочув­ ствие и состояние здоровья человека, действующие санитарные нормы, эффек­ тивность предупредительных мер.

Не менее важен и текущий надзор за соблюдением требований предприя­ тиями, учреждениями и другими организациями действующего законодатель­ ства в области нормирования допустимых уровней шума, вибрации и интенсив­ ности электромагнитных полей. Основной метод текущего санитарного конт­ роля — инструментальные измерения. Врач-гигиенист должен быть хорошо ознакомлен с приборами и методиками определения указанных показателей.

Гигиеническая оценка шума

Исследования последних лет показали, что среди многих природных и ан­ тропогенных факторов окружающей среды, влияющих на состояние здоровья населения, наиболее распространенным и агрессивным является городской шум.

Физические и физиологические характеристики шума. Под термином "шум" понимают любой неприятный или нежелательный звук либо их сочета­ ние, которые мешают восприятию полезных сигналов, нарушают тишину, отри­ цательно влияют на организм человека, снижают его работоспособность.

Звук как физическое явление — это механические колебания упругой среды в диапазоне слышимых частот. Звук как физиологическое явление — это ощу­ щение, воспринимаемое органом слуха при воздействии на него звуковых волн.

Звуковые волны возникают всегда, если в упругой среде имеется колеблю­ щееся тело или когда частицы упругой среды (газообразной, жидкой или твер­ дой) колеблются вследствие воздействия на них любой возбуждающей силы. Однако не все колебательные движения воспринимаются органом слуха как фи­ зиологическое ощущение звука. Ухо человека может слышать лишь колебания, частота которых составляет от 16 до 20 000 в 1 с. Ее измеряют в герцах (Гц). Колебания с частотой до 16 Гц называются инфразвуком, более 20 000 Гц — ультразвуком, и ухо их не воспринимает. В дальнейшем будет идти речь лишь о слышимых ухом звуковых колебаниях.

Звуки могут быть простыми, состоящими из одного синусоидального ко­ лебания (чистые тона), и сложными, характеризующимися колебаниями раз­ личных частот. Звуковые волны, распространяемые в воздухе, называются воз­ душным звуком. Колебания звуковых частот, распространяющиеся в твердых телах, называют звуковой вибрацией, или структурным звуком.

Часть пространства, в которой распространяются звуковые волны, назы­ вают звуковым полем. Физическое состояние среды в звуковом поле, или, точ­ нее, изменение этого состояния (наличием волн), характеризуется звуковым давлением (р). Это избыточное переменное давление, возникающее дополни­ тельно к атмосферному в среде, где проходят звуковые волны. Измеряют его в ньютонах на квадратный метр (Н/м2) или в паскалях (Па).

Звуковые волны, возникающие в среде, распространяются от точки их по­ явления — источника звука. Необходим определенный отрезок времени, чтобы

538

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ШУМА

звук достиг другой точки. Скорость распространения звука зависит от характера среды и вида звуковой волны. В воздухе при температуре 20 °С и нормальном атмосферном давлении скорость звука составляет 340 м/с. Скорость звука (с) не следует смешивать с колебательной скоростью частиц (v) среды, являющейся знакопеременной величиной и зависящей как от частоты, так и от величины звукового давления.

Длиной звуковой волны (к) называется расстояние, на которое колебатель­ ное движение распространяется в среде за один период. В изотропных средах она зависит от частоты (/) и скорости звука (с), а именно:

l = c/f.

Частота колебаний определяет высоту звучания. Общее количество энер­ гии, которая излучается источником звука в окружающую среду за единицу вре­ мени, характеризует поток звуковой энергии, определяется в ватах (Вт). Прак­ тический интерес представляет не весь поток звуковой энергии, а лишь та его часть, которая достигает уха или диафрагмы микрофона. Часть потока звуко­ вой энергии, которая приходится на единицу площади, называется интенсив­ ностью (силой) звука, ее измеряют в ваттах на 1 м2. Интенсивность звука пря­ мо пропорциональна звуковому давлению и колебательной скорости.

Звуковое давление и интенсивность звука изменяются в большом диапа­ зоне. Но ухо человека улавливает быстрые и незначительные изменения дав­ ления в определенных пределах. Существуют верхний и нижний пределы слу­ ховой чувствительности уха. Минимальная звуковая энергия, формирующая ощущение звука, называется порогом слышимости, или порогом восприятия, для принятого в акустике стандартного звука (тона) частотой 1000 Гц и интен­ сивностью 10~12 Вт/м2. Звуковое давление при этом составляет 2 • Ю-5 Па. Зву­ ковая волна большой амплитуды и энергии оказывает травмирующее действие, обусловливает появление неприятных ощущений и боли в ушах. Это верхний предел слуховой чувствительности — порог болевого ощущения. Он отвечает звуку частотой 1000 Гц при его интенсивности 102 Вт/м2 и звуковом давлении 2 • 102 Па (рис. 101). Способность слухового анализатора воспринимать боль­ шой диапазон звукового давления объясняется тем, что он улавливает не раз­ ницу, а кратность изменения абсолютных величин, характеризующих звук. По­ этому измерять интенсивность и звуковое давление в абсолютных (физичес­ ких) единицах сверхсложно и неудобно.

В акустике для характеристики интенсивности звуков, или шума, исполь­ зуют специальную измерительную систему, где учтена почти логарифмичес­ кая зависимость между раздражением и слуховым восприятием. Это шкала бе­ лов (Б) и децибелов (дБ), отвечающая физиологическому восприятию и даю­ щая возможность резко сократить диапазон значений измеряемых величин. По этой шкале каждая последующая ступень звуковой энергии больше предыду­ щей в 10 раз. Например, если интенсивность звука больше в 10, 100, 1000 раз, то по логарифмической шкале она отвечает увеличению на 1, 2, 3 единицы. Ло­ гарифмическая единица, которая отражает десятикратную степень повышения

539

Рис. 101. Диапазон порогов чувствительности по А. Беллу

интенсивности звука над порогом чувствительности, называется белом, т. е. это десятичный логарифм отношения интенсивности звуков.

Следовательно, для измерения интенсивности звуков в гигиенической прак­ тике пользуются не абсолютными величинами звуковой энергии или давления, а относительными, которые выражают отношение энергии или давления дан­ ного звука к пороговым для слуха величинам энергии или давления. Диапазон энергии, который воспринимается ухом как звук, составляет 13—14 Б. Для удоб­ ства пользуются не белом, а единицей, которая в 10 раз меньше, — децибелом. Эти величины называются уровнями интенсивности звука или звукового дав­ ления.

Поскольку интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового дав­ ления, ее можно определить по формуле:

где Р — создаваемое звуковое давление (Па); Р0 — пороговое значение звуко­ вого давления (2 • 10"5 Па). Следовательно, наивысший уровень звукового дав­ ления (болевой порог) будет составлять:

После стандартизации порогового значения Р0 уровни звукового давления, определяемые относительно него, стали абсолютными, так как они однознач­ но отвечают значениям звукового давления.

Уровни звукового давления в разных местах и во время работы различных источников шума приведены в табл. 90.

540