Значение звука в жизни человека

Проектная работа

по теме : «Роль звука в жизни человека»

ученика 9 класса  

Крупко Данилы

ГБОУ школы № 362 Московского района

г. Санкт -Петербурга

 Руководитель : Учитель физики

Атаманчук  Татьяна Борисовна

Санкт-Петербург

2017г

Содержание:

1. Исторические  предпосылки изучения  звука………………2стр
2. Акустические колебания  и волны…………………………..4стр

    а) название  колебаний  и   волн

    б) характеристики   колебаний  и волн

3. Акустические  загрязнения……………………………………6стр
4. Общие сведения о вибрации и регламентация вибраций.......7стр

а) по способу  передач

б) по источнику  возникновения

5.  Актуальность  исследования………………………………….14стр
6.  Цели  исследования  воздействия акустического шума…….15стр
7.  Методы и результаты исследования по воздействию шума на организм человека………………………………………………16стр

8.   Методы  борьбы с шумом  и меры  защиты………………….17стр

9.   Выводы…………………………………………………………19стр

10.Список  литературы……………………………………………20стр

Исторические предпосылки

 изучения звука

   Звуки начали изучать ещё в далёкой древности. Первые наблюдения по  акустики  были  проведены  в  VI веке до нашей эры. Пифагор установил связь между высотой тона и длиной струны или трубы   издающий  звук.

В IV в. до н.э. Аристотель первый правильно представил, как распространяется звук в воздухе. Он сказал, что звучащее тело вызывает сжатие и разрежение воздуха и объяснил эхо отражением звука от препятствий.

В XV веке Леонардо да Винчи сформулировал принцип  независимости звуковых волн от различных источников.

В 1660 году в опытах Роберта Бойля было доказано, что воздух является проводником звука (в вакууме звук не   распространяется).

В 1700 - 1707 гг. вышли  мемуары Жозефа Савёра по акустике, опубликованные Парижской Академией наук. В этих мемуарах Савёр рассматривает явление, хорошо известное  конструкторам органов: если две трубы органа издают одновременно два звука, лишь немного отличающиеся по высоте, то слышны периодические усиления звука, подобные барабанной дроби. Савёр объяснил это явление периодическим совпадением колебаний обоих звуков. Если, например, один из двух звуков соответствует 32 колебаниям в секунду, а другой - 40 колебаниям , то конец четвёртого колебания первого звука совпадает с концом пятого колебания второго звука и, таким образом происходит усиление звука. От органных труб Савёр перешёл к экcпрементальному исследованию колебаний струны, наблюдая узлы и пучности колебаний (эти названия, существующие и до сих пор в науке, введены им), а также заметил, что при возбуждении струны наряду с основной нотой звучат и другие ноты, длина волны которых составляет  1/2, 1/3, 1/4, ... от основной. Он назвал эти ноты высшими гармоническими тонами, и этому названию суждено было остаться в науке. Наконец, Савёр первый пытался определить границу восприятия колебаний как звуков: для низких звуков он указал границу в 25 колебаний в секунду, а для высоких - 12 800.

В XVIII веке было исследовано много других акустических явлений (скорость распространения звука в твердых телах и в газах, резонанс, комбинационные тона и др.). Все  они объяснялись движением частей колеблющегося тела и частиц среды, в которой распространяется звук. Иными словами, все акустические явления объяснялись как механические процессы.

В 1787 году Хладни, основоположник  экспериментальной акустики открыл продольные колебания струн, пластин, камертонов и колоколов. Он первый достаточно точно измерил скорость распространения звуковых волн в различных газах. Доказал, что в твёрдых телах звук распространяется не мгновенно, а с конечной скоростью, и в 1796 году определил скорость

                                                          2

   звуковых волн в твёрдых телах по отношению звука в воздухе. Он   изобрёл

  ряд музыкальных инструментов. В 1802 году вышел труд Эрнеста Хладни "Акустика", где он дал систематическое изложение акустики.

После Хладни французский учёный Жан Батист Био в 1809 году измерял скорость звука в твёрдых телах.

В 1800 году английский учёный Томас Юнг открыл явление интерференции звука и установил принцип суперпозиции волн.

В 1816 году французский физик Пьер Симон Лаплас вывел формулу для скорости звука в газах.

В  1827 году Ж. Колладон и Я. Штурм провели опыт на Женевском озере по определению скорости звука в воде, получив значение 1435 м/с.

В 1842 году австрийский физик Христиан Доплер предположил влияние относительного движения  на  высоту  тона (эффект Доплера). А в 1845 году Х. Бейс-Баллот экспериментально обнаружил эффект Допплера для акустических волн.

В 1877 году американский учёный Томас Алва Эдисон изобрёл устройство для записи и воспроизведения звука, который потом сам же в 1889 году усовершенствовал. Изобретённый им способ звукозаписи получил название механического.

                      3

           Акустические  колебания и волны.

   Звук- явление столь же древнее ,как и Земля. Появление в процессе эволюции у биологических объектов органов слуха позволило им улавливать звуки из окружающего мира и увеличило шансы на выживание. С помощью звуков была реализована возможность установление связи между биообъектами, определение местоположения источников звука. Звук(особенно у людей) превратился в мощное средство коммуникативного общения.

 Звук- в широком понимании- акустически(механические) колебания материальной среды или акустические волны, воспринимаемые органами слуха.

Основные закономерности формирования и распространения звука изучают в акустике.

Акустика- область физики, изучающая упругие колебания и волны в газах, жидкостях, твердых телах, их взаимодействие с веществом и области применения.

Современная акустика охватывает широкий круг вопросов. Теория звука изучает общие закономерности излучения, распространения и приема акустических волн. Физическая акустика- особенности распространения акустических волн в газообразных, жидких, твердых веществах. Архитектурная и строительная акустика включает весьма большой раздел, связанный с изучением шума и вибрацией, и борьбы с ними. Биологическая акустика(биоакустика) представляет особый раздел акустики, занимающийся изучением звукоизлучающих и звукопринимающих органов человека и животных, проблемами речеобразования, воздействия акустических волн на биологические объекты. К её подразделам относятся психологическая и физиологическая акустика и акустическая экология.

• Название   колебаний  и  волн 

Акустические колебания и волны разделяют по частотному диапазону следующим образом:

                                                                 4

   Термины инфра- и ультразвук были введены в соответствии с соглашением, принятым около двух столетий назад для световых волн. Невидимые глазом, более длинные, чем красные волны видимого спектра, назвали инфракрасными, а более короткие, чем фиолетовые с другого конца спектра, назвали ультрафиолетовыми. Номинальный диапазон человеческого слуха простирается приблизительно от 16…20 до 20000 Гц, так что неслышимые звуковые волы с частотами ниже 16 Гц  были по аналогии названы инфразвуком, в то время как выше верхнего предела 20000 Гц- ультразвуком.

Любую акустическую волну с произвольной формой колебаний частиц среды всегда можно представить как набор синусоидальных( гармонических)волн с заданными частотами и амплитудами, который принято называть  звуковым спектром.

По характеру спектра принято различать:

• Тональный: в спектре наблюдается только одна частота;
• Широкополосный: в спектре наблюдается много частот, перекрывающий значительную область рассматриваемого частотного диапазона;
• Узкополосный: в спектре наблюдается много близко расположенных частот;
• Дискретный(линейчатый): спектр представляет набор достаточно удаленных друг от друга частот;
• Сплошной :спектр с достаточно малыми интервалами между соседними частотами;
• Смешанный :комбинация сплошного и дискретного набора в спектре.

• Характеристики  колебаний и волн.

При описании акустических колебаний и волн используют следующие их характеристики:

• Тон- звук с частотой, в виде дискретной составляющей.
• Обертон- звук с частотой, кратной частоте тона. Звук с удвоенной частотой тона принято называть первым обертоном, или первой гармоникой, с устроенной- вторым обертоном, или второй гармоникой и т.д.
• Уровень звука- величина, характеризующая  числено мощность(громкость) звука.

Уровни звука принято измерять в относительных единицах логарифмической шкалы- децибелах(дБ) относительно некоторого уровня, принятого за нулевой.

Единица уровня громкости звука- Фон, который приведен к некоторому среднестатистическому уху человека. Уровень громкости данного звука в Фонах равен уровню интенсивности звука(обычно звукового давления) в децибелах для чистого тона с частотой 1 кГц, громкость которого при сравнении на слух равна громкости данного звука.

Для определения уровня шумности в диапазоне звуковых частот используются шумомеры с коррекцией частотной амплитудой характеристики, приближающей выходной сигнал регистрируемому среднестатистическим ухом.

                                                     5

                                   Акустические загрязнения.

 Один из важнейших вопросов акустической экологии связан с реакции органов слуха животных, насекомых и т.п. на акустическое воздействие- а именно, какой параметр поля ответственен за восприятие информации в виде акустических сигналов. Определенную роль здесь играют трудности, с которыми приходилось сталкиваться при изучении слуховых органов, и в частности, с влиянием обратной связи « слуховой орган- центральная нервная система», как правило, искажающий тот или иной степени выходной эффект за счет «обработки» акустической информации.

Тем не менее, можно считать установленным, что в мире живых объектов существуют слуховые органы, реагирующие как на давление, так и на его градиент или колебательную скорость. У человека или высокоразвитых млекопитающих (лошади, собаки и т.п.) каждый из двух слуховых органов является. В первом приближении, приемников звукового давления.

В основе определения направления на источник сигнала лежат разностно-фазовые изменения( бинауральный эффект).

Бинауральный эффект- способ определения человека и некоторыми высшими животными направления на источник звука. Из-за того, что уши расположены на некотором расстоянии друг от друга, звук приходит к ним, различаясь по фазе и интенсивности. Это дает возможность по временной задержке нервных импульсов, приходящих в центральную нервную систему, и их количеству определять направление.

Оказалось, что многие особи размеров( сверчки, саранча, отдельные виды рыб и т.п.)широко используют регистрацию векторных характеристик акустического поля и градиент давления, в частности, для решения возникающих координатных задач.

Известно, что ультразвук используется летучими мышами для эхо-локации. Его слышат собаки и кошки.

Кроме того, имеются многочисленные свидетельства необычного поведения животных, предшествующего землетрясениям. Повышенная чувствительность многих животных к предвестникам стихийных природных бедствий    является предметом внимания людей уже более 2 тысяч лет.

 В результате многочисленных наблюдений за поведением животных установлено, что перед землетрясениями со сравнительно небольшой магнитудой или же в районах, удаленных от эпицентра, у животных возникает, как правило, диффузное беспокойство под действием, как полагают, подпороговых интенсивностей раздражителя. Считается, что целенаправленное поведение( у домашних животных отмечается бегство из помещений, дикие животные покидают свои норы и мигрируют из района будущего землетрясения, птицы взлетают в воздух перед толчком и т.п.) наблюдается при повышенной интенсивности воздействия предвестников. Несмотря на указанные выше практические аспекты использования звука, в широком смысле можно

                                                                  6

рассматривать акустическое поле не только как средство коммуникативного общения, но и как загрязнитель. Акустические сигналы могут вызывать и дополнительную реакцию организма. Она как положительной, так и отрицательной, приводя в ряде случаев к необратимым отрицательным последствиям в организме человека и его психике. Например, при монотонном труде с помощью музыки можно достичь повышения производительности труда. При этом с нарастанием громкости звука производительность сначала растет, но потом всё равно снижается. Исходя из этого ISO (всемирная организация здравоохранения) определила, что акустический шум как звук, оцениваемый негативно и наносящий вред здоровью. Как уже упоминалось выше, под загрязнением обычно понимают изменение параметров окружающей среды, оцениваемое как негативное, которое при определенных условиях  может нанести или наносит вред здоровью. Исходя из этого, акустический шум можно рассматривать как загрязнитель окружающей среды. Поэтому становление акустической экологии  сегодня вполне естественно и закономерно.

Акустическая экология- раздел экологии, занимающийся изучением воздействия акустических колебаний и волн на экосистемы, биообъекты  и человека в частности.

Общие сведенья о  вибрации.

Вибрация- колебательные движения, при которых тело либо материальная точка совершает движения с правильной периодичностью отклонения от устойчивого положения в ту или иную сторону, затрачивая на каждое из колебательных движений одинаковое количество времени.

Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается главным образом  силой энергетического воздействия и биохимическими свойствами человеческого тела как сложной

Колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта  являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебания, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих  свойств тканей, явлений резонанса и других условий.

Вибрация представляет собой процесс распространения механических колебаний в твердом теле. При воздействии вибрации на организм важную роль играют анализаторы ЦНС- вестибулярный, кожный и другие аппараты.

Длительное воздействие вибрации ведет к развитию профессиональной вибрационной болезни. Вибрация, воздействуя на машинный компонент системы ЧМ ( «человек- машина» ), снижает производительность технических установок (за исключением специальных случаев) и точность считываемых показаний приборов, вызывает знакопеременные, приводящие к усталостному разрушению,

                                                                    7

напряжения в конструкции и т.д.

Вибрации могут быть  непреднамеренными (например, из-за плохой балансировки и центровки вращающихся частей машин и оборудования, пульсирующего движения жидкостей, работы перфоратора) и специально используемыми в технологических процессах ( вибропогружатели свай, вибрационное оборудование для производства железобетонных конструкций и укладки бетона, специальное оборудование для ускорения химических реакций и т.п.) Вибрации характеризуются частотой и амплитудой смещения, скоростью и ускорением.

   Особенно вредны вибрации с вынужденной частотой, совпадающей с частотой собственных колебаний тела человека или его отдельных органов( для тела человека -6…9 Гц, желудка-8Гц , других органов- в пределах 25 Гц). Частотный диапазон расстройств зрительных восприятий лежит между 60 и 90 Гц , что соответствует резонансу глазных яблок. При работе строительных машин и технологических процессов существуют горизонтальные и вертикальные толчки и тряска, сопровождающиеся возникновением периодических импульсных ускорений. При частоте колебаний от 1 до 10Гц предельные ускорения. Равные 10мм/с, являются неощутимыми и 1000мм/с- вредными.

Низкочастотные колебания с ускорением 4000мм/с- непереносимые.

 Звуковая вибрация представляет самостоятельный интерес лишь при очень высоких её уровнях в связи с вибрационной усталостью материалов и конструкций. Однако вибрации могут быть, во-первых, способствовать звукоизлучению в окружающую среду( т.е. являться источником вредных и прежде всего, инфразвуковых волн), во-вторых, непосредственно воздействуя на скелет человека, передаваться с малым затуханием в любую точку организма, приводя даже при относительно малых уровнях вибрации к значительным последствиям, связанным с резонансными явлениями в организме человека. В связи с этим уровни вибрации также подлежат регламентации.

                                               По способу передач:

• Общая : передающаяся через опорные поверхности на тело сидящего                                                                                                                                      или стоящего.
•  Локальная : передающаяся через руки человека.

                                         По источнику возникновения:

• Категория 1-транспортная вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах самоходных и прицепных машин и транспортных средств, при движении по местности, агрофону и дорогам, в том числе при их строительстве; при этом оператор может активно, в известных пределах, регулировать воздействия вибраций .

8

• Категория 2 – транспортно- технологическая вибрация, воздействующая на человека-оператора на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок; при этом оператор может лишь иногда регулировать воздействие вибрации.

• Категория 3- технологическая, воздействующая на оператора на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибраций.

      Категория 3 подразделяется по месту действия:

Нормы вибрации определены следующими нормативными документами: ГОСТ 12.1.012-78, СН 3044-84; ГОСТ 12.1.012-78, СН 3041-84.

Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые начинаются с концевых фаланг пальцев рук и распространяются на всю кисть, предплечья, захватывают сосуды сердца. Диапазон частот 35…250Гц является наиболее критическим для развития вибрационной болезни.

Локальная вибрация по источнику воздействия подразделяется на:

• Передающуюся от ручных машин( с двигателями), органов ручного управления машин и оборудования;

                                                                 9

Передающаяся от ручных инструментов( без двигателей) и обрабатываемых деталей.

При гигиенической оценке двух видов вибраций следует иметь в виду, что санитарно-гигиенические требования и правила в первом случае включаются в техническую документацию на машины и оборудование, а во втором- в документацию на технологию проведения работ.

Вибрация рабочих мест операторов транспортных средств и оборудования носит преимущественно низкочастотный характер с высокими уровнями в октавах 1…8 Гц и зависит от технологической операции, скорости передвижения, типа сидения, виброзащиты, степени изношенности машины, профиля дорог, и т. д.Характер спектров широкополосный, при этом максимум энергии лежит 1..2Гц; 4..8 Гц. На операторов транспортных средств обычно воздействует переменная по уровням и спектрам вибрация, включающая микро- и макро паузы, причём операторы имеют возможность( в известных пределах) регулировать вибрационную экспозицию. Спектры вибраций рабочих мест технологического оборудования носят низко- и среднечастотный характер с максимумом энергии в октавах4..16Гц.

   Благодаря наличию мягких тканей, костей, суставов, внутренних органов и особенностей конфигурации, тело человека представляет собой сложную колебательную систему, первичная механическая реакция которой на вибрационное воздействие зависит от диапазона частот, предопределяя последующие физиологические эффекты.

Для санитарного нормирования и контроля вибраций используют среднеквадратичные значения виброускорения и виброскорости, а также их логарифмические уровни в децибелах(ГОСТ 12.1.012-98).

Для измерения вибраций применяют виброметры и шумомеры с дополнительным приспособлением- предусилителем, устанавливаемым вместо микрофона. Широкое распространение получили приборы ВШВ ЗМ2-измерители шума и вибраций.

   Между ответными реакциями организма и уровнем воздействующей вибрации нет линейной зависимости. Причину этого явления видят в резонансном эффекте. При повышении частот колебания более 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает под воздействием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Область резонанса для головы  в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20… 30Гц ,при горизонтальных-1,5… 2Гц

   Особое значение резонанс приобретает по отношению к органу зрения. Расстройства зрительных восприятий проявляются в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц , что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости , резонансными являются частоты 3…3,5 Гц . для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4…6 Гц

Вибрационная патология стоит на втором месте(после пылевых) среди

                                                               10

профессиональных заболеваний. Рассматривая нарушение состояния здоровья

при вибрационном воздействии , следует отметить, что частота заболеваний

определяется величиной дозы, а особенно клинических проявлений формируется под влиянием спектра вибрации. Выделяют три вида вибрационной патологии: от воздействия общей, локальной и толчкообразной вибрации.

   У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуловегетивная неустойчивость. Нарушения зрительной функции проявляются сужением и выпадением отдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40% , субъективно- потемнением в глазах. Под влияние общих вибраций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими реактивными изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся в изменении углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей не столько от уровня, сколько от дозы (эквивалентного уровня) вибрации в течении рабочей сменяя преимущественное значение имеет время непрерывного контакта с вибрацией и суммарное время воздействия вибрации за смену. У формовщиков , бурильщиков, заточников, рихтовщиков при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через 8…10 лет работы. Обслуживание инструмента ударного действия( клепка, обрубка), генерирующего вибрацию среднечастотного диапазона(30…125Гц),приводит к развитию сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений через 12…15 лет. При локальном воздействии низкочастотной вибрации, особенно при значительном физическом напряжении, рабочие жалуются на ноющие, ломящие, тянущие боли в верхних конечностях( часто по ночам). Одним из постоянных симптомов локального и общего воздействия является расстройство чувствительности. Наиболее резко страдают вибрационная, болевая и темпераментная чувствительность.

  Шум на рабочем  месте должен быть как можно ниже  уровни ,рекомендованные ISO, приведены в таблице :

  Вибрация характеризуется частотой и амплитудой колебаний, а также их производными- скоростью и ускорением.

                                                                   11

Частота- число полных колебаний, совершаемых за 1 секунду. Различают:

1) инфразвуковые частоты- от 1 до 16 Гц;

2) звуковые частоты – от 16 до 20 000Гц;

3) ультразвуковые- более 20 000 Гц

Несмотря на то, что в условиях производства вибрация чаще всего представлена  сочетанием колебаний различной частоты, необходимо учитывать возможность преобладания частот вполне определенного диапазона. Реакция организма на различные частоты колебаний неодинакова. Так, для вибрационной болезни, обусловленной преимущественным воздействием высокочастотной (свыше 30Гц) вибрации, характерно преобладание сосудистых реакций. У больных, работающих в контакте с низкочастотной вибрацией, более выражен болевой синдром, сочетающейся с расстройствами чувствительности, изменениями в мышцах и суставах.

На основании экспериментальных и клинических данных установлено, что частота вибрации выше или ниже диапазона 32-250Гц не вызывает ангиоспастического эффекта, занимающего существенное место в патогенезе вибрационной болезни. Наиболее неблагоприятен контакт с вибрацией частотой 100-200Гц.

Амплитуда колебаний существенно влияет на степень воздействия вибрации. Так, при больших амплитудах колебательных движений одной и той же частоты влияние вибрации на организм выражено более значительно.

Ускорение- величина, характеризующая нарастание амплитуды колебательного движения, имеет огромное значение при развитии ответных реакций на вибрацию. Так, при полетах, особенно связанных с освоением космического пространства, качании на качелях, морской качке и т. п., относительно небольшая частота вибрации сочетается со значительным ее ускорением, определяющим периодические изменения массы тела, возможные перемещения массы крови и перезагрузку вестибулярного аппарата.

Особенности патологического процесса, обусловлено вибрацией, зависят не только от ее физических свойств. Существенное значение имеет характер производственного процесса. Следует учитывать, что воздействию вибрации нередко сопутствуют такие факторы, как статическое напряжение мышц, сила обратной отдачи, вынужденное положение тела, охлаждение рук вследствие подачи холодной струи воздуха, интенсивный шум.        

Патогенез вибрационной болезни очень сложен. Заболевание протекает с поражением сосудистой, нервной, мышечной, костно- суставной систем, ряда висцеральных органов, эндокринных желез.

Возбуждение вибрационных центров, особенно в случаях развития так называемого застойного возбуждения, иррадирует на соседние области, в первую очередь сосудодвигательный центр, что обуславливает изменения в функциональном состоянии вибрационного восприятия нарушаются болевая, тактильная и температурная чувствительности.

Таким образом, отчетливое снижение вибрационной чувствительности является первым проявлением воздействия вибрации, которое предшествует более

                                                         12

серьезным расстройствам. В дальнейшем при развитии заболевания из

 вибрационных центров, находящихся в состоянии застойного возбуждения, раздражение иррадирует на сосудодвигательный, болевой и температурный центры.

В условиях производства воздействие вибрации часто сочетается с интенсивным шумом. Однако и сама по себе вибрация, особенно больших частот, может оказать на слуховой аппарат влияние, близкое к действию шума. Радикулиты и радикулоневриты, встречающиеся при вибрационной болезни, наряду с непосредственным воздействием вибрации, могут быть обусловлены тяжелой нагрузкой на позвоночник, перенапряжением мышц- разгибателей, отчасти сопутствующим влиянием низкой температуры окружающего воздуха.

К начальным проявлениям болезни относится снижение мышечной силы при отчетливом изменении биоэлектрической активности мышц, причем не только на рабочей, но и на интактной конечности. В дальнейшем развивается атрофобия ряда мышечных групп конечностей.

Изменения в костях возникают довольно рано, на второй- пятый год работы с вибрирующими инструментами. В развитии патологических изменений в костно- суставном аппарате наряду с нервно- сосудистыми и трофическими расстройствами общего характера существенное значение имеют непосредственное   местное влияние вибрации, сила обработанной отдачи и статистическое напряжение.

Структурным изменениям костной ткани предшествует отклонения в минеральном и ферментном обменах. Под влиянием вибрации в костной ткани изменяется дисперность коллоидов, и эта ткань относительно быстро утрачивает способность связывать соли кальция.

Поражение костно-суставного аппарата, обусловленное воздействием вибрации, чаще всего встречается у бурильщиков, отбойщиков, клепальщиков, водителей гоночных машин. Оно характеризуется некоторым своеобразием, которое определяется особенностями производного процесса и отдельных профессий.

Серьезное значение в развитии висцеральной патологии имеет и непосредственное воздействие вибрации на внутренние органы. Многие технологические процессы сопряжены с прямым воздействием вибрации на область груди и нижнюю часть живота, например в случаях, когда упор инструмента или обрабатываемой детали приходится на область эпигастрия. Развитие ответных реакций сердца и желудка на воздействие вибрации в значительной мере объясняется множеством расположенных в этих зонах рецепторов.

Вибрация оказывает выраженное влияние на ритм сердца и трофику миокарда, секреторную и моторную деятельность желудка. При непосредственном воздействии вибрации на  область желудка отмечается выраженное  повышение желудочной секреции, тонуса и перистальтики.

13

Актуальность    исследования

К настоящему времени были накоплены многочисленные данные о характере и особенностях влияния шумового фактора на здоровье человека, в целом воздействие акустических волн напоминает воздействие на организм  радиоактивности или рентгеновских лучей, правда ,с несколькими иными последствиями. Условия современной жизни связаны с внедрением различных механизмов, акустических систем, транспортных средств , особенно в больших городах ,которые генерируют вибрацию ,т.е создают акустический шум,   оцениваемый негативно и наносящий вред здоровью.

Акустический шум  можно рассматривать как загрязнитель окружающей среды. Под загрязнением обычно понимают изменение параметров окружающей среды ,которое при определенных условиях может нанести или наносит вред здоровью человека.

Звук явление столь древнее, как и Земля, и для людей это мощное средство коммуникативного общения. Для изучения и сопоставления влияния звука, применяют уровни звука ,которые измеряются в Дб (децибелах),уровень громкости в Фона ,который зависит от частоты .

  Вибрация представляет собой процесс распространения механических колебаний и основная характеристика  данного процесса- это частота.

  Акустический шум   является фактором , обладающим  высокой биологической активностью, влияющий на состояние здоровья человека.

14

Цель данной работы:

1. Изучить теоретический материал по данной теме.
2. Изучить сведенья о различных видах вибрации.
3. Изучить  источники шума и их влияние на здоровье человека.
4. Рассмотреть вибрационные патологии, нарушение состояния здоровья.
5. Использовать накопленный опыт по исследованию воздействий акустических вибраций  на организм человека и провести исследования  по действию шума  на жизнедеятельность с использованием метода опросов учеников и учителей действия шума .
6. Ознакомиться с методами борьбы с шумом и с мерами защиты.

15

Методы  и результаты   исследовательской работы по

воздействию шума  на  организм  человека.

   Исследования  в области  воздействия шума на  организм человека проводятся  в  различных  учреждениях. По  данным  медицинского  дома просвещения  населения г.Омска установлено ,что в настоящее время лиц ,обладающих «отличным»слухом ,среди молодежи  и взрослых меньше на 30% ,чем 20 лет назад. Причиной является насыщенная  техникой  жизненная среда ,а у  молодежи кроме того громкая музыка.

 По данным кафедры основ безопасности жизнедеятельности Сибирского института бизнеса и информационных   технологий (г.Омск) у рабочих вибрационных профессий( рабочие транспортных средств ,работников у станков  и д.р.) отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуловегетивная неустойчивость.

  Нарушения зрительной функции проявляются сужением и выпадением отдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40% , субъективно- потемнением в глазах. Под влияние общих вибраций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими реактивными изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся в изменении углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей .

- У  80 % формовщиков , бурильщиков, заточников, рихтовщиков при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через 8…10 лет работы.  

- У рабочих  ,которые обслуживают  инструменты ударного действия  

( клепка, обрубка), генерирующего вибрацию среднечастотного диапазона(30…125Гц),  у 70 % рабочих приводит к развитию сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений через 12…15 лет.

-При локальном воздействии низкочастотной вибрации, особенно при значительном физическом напряжении, 75%  рабочих  жалуются на ноющие, ломящие, тянущие боли в верхних конечностях( часто по ночам). Одним из постоянных симптомов локального и общего воздействия является расстройство чувствительности.

Я провела опрос среди учеников и учителей школы ,а также  людей разных профессий (соседи ,знакомые)

    При  опросе,  в котором участвовали 50 человек в возрасте от 40 до 55 лет, было установлено ,после воздействия шума появляется :

• Раздражение у 80%  чел,
• повышение давления у 53%.

16

 Среди подростков(50 чел.) воздействие  шума  проявляется :

• раздражения у 60% опрошенных
• головная боль у 48%,
• снижение работоспособности у 40%,
• временное снижение слуха у 7%.

 По данным СЭС снижение производительности труда при длительном воздействии шума способствует развитию общих и профессиональных заболеваний, так за 2006 год по г. Нижневартовску  зарегистрировано  увеличение   профзаболеваний на 21 % от общей численности населения на основе  воздействия акустических вибраций.

При изучении  карты города ,мною было установлено ,что из 46 детских садов ,которые функционируют в городе ,4 находятся у дороги ,это всего 9% а из 43 школ ,только две непосредственно построены возле транспортной магистрали ,это составляет 2%  ,следовательно можно утверждать, что при строительстве было учтено( в большинстве  случаев) расположение детских и образовательных учреждений с учетом  уменьшения шума .

Методы борьбы с шумом и меры защиты.

Защиту от воздействия на все тело можно, в принципе, обеспечить камерами или оболочками, которые должны быть достаточно жесткими, чтобы не вибрировать и не передавать звук внутрь объёма. Следует отметить, что на низких частотах механизм поглощения теряет свои защитные свойства, если толщена стенки ( поглотителя) становиться тоньше ¼ длины волны (для частоты 250 Гц это 34 см., для 10 Гц- почти 6,5 см.))

Поэтому эффективная защита возможна лишь на относительно высоких звуковых частотах и в области ультразвука. Наиболее распространенными методами здесь являются звукопоглощение и звукоизоляция. Помимо этого широкое применение имеют средства индивидуальной защиты-антифоны, выполненные в виде наушников или вкладышей. Существует несколько десятков заглушей- вкладышей, наушников  и шлемов, рассчитанных на изоляцию слухового прохода от шумов различных по спектральному составу.

Для борьбы с шумом необходимо  использовать  мероприятия        технического и медицинского характера:

• разработка  технических средств  борьбы с шумом ( снижение в источнике  образования;
• применение дистанционных средств управления   шумным  производством;
• осуществление  организационных  мероприятий ( сокращение  времени  нахождения в условиях  воздействия шума)

•  устранение шума путем изоляции от окружающей среды средствами звука и вибрационной защиты  для уменьшения плотности звуков ;

17

• для отражения энергии необходимо использовать отражающие материалы.
•  рациональная планировка помещений ( библиотека)
• профилактические мероприятия медицинского характера.

• шумозащитные объекты строить параллельно транспортной магистрали, внутри  микрорайонов . При строительстве школ и детских садов учитывать их расположение относительно дороги.
• здания не требующие защиты от шума (гараж, склад) использовать в качестве барьеров от  шумов.
• Использовать государственные  стандарты  на санитарные нормы допустимого уровня  шума в помещениях  и территориях жилой постройки  при строительстве  домов  и разработке  промышленных технологических процессах ,в настоящее время  существуют ГОСТ 12.1.029 « Средства и методы защиты от шума .Классификация ». и ГОСТ 12.1.043-84 «Вибрация. Общие  требования безопасности», где  рассматривается :

• Выявление  источников  шума антропогенного  происхождения и снижение уровня  шумоизлучения  промышленных объектов ,транспортных  средств и различного  типа.
• Правильное  планирование  застройки территорий ,предназначенных для  размещения  предприятий и жилых домов .Широкое  использование  при этом защитных озеленительных  посадок .
•  Использование при  конструировании  зданий  и отдельных помещений в них специальных  звукопоглотителей ,звукопоглощающих конструкций и звукоизолирующих материалов.
• Использование  индивидуальных средств защиты  органов  слуха при работе в условиях повышенной  шумности ( заглушки ,вкладыши , шлемы .)
• Использование  индивидуальных средств защиты от вибраций (обувь с амортизирующими подошвами ,антивибрационные  рукавицы ит.д.)

18

                Вывод:        

В настоящее время детального изучения шумовых загрязнений проведено недостаточно, шумовая экология является одной из проблем современного мира на ряду с проблемой влияния радиаций на организм человека.

К сожалению, наше понимание механизмов возникновения естественного инфразвука в окружающей среде  в значительной степени феноменологично и количественно мало изучено. Прежде всего это связано с трудностями искусственного получения инфразвуковых волн большой мощности. Источники малых размеров, по сравнению с длиной волны, очень неэффективны. Мощные источники, как правило, имеют большие размеры и с ними  довольно сложно работать. Поэтому, в основном, распространение звука низкой частоты изучалось с использованием взрывных источников. Соответственно, круг полезных результатов оказался весьма ограничен.

В последние годы отмечается рост шума в городах, что связано с резким увеличением движения транспорта ( автомобильного, рельсового, воздушного)

Субъективная оценка влияния различных факторов внутри жилой и окружающей среды на комфортность проживания подтверждает существенную роль шума в сознании неблагоприятных условий в жилых домах.

19

Список литературы:

1. Воздействие на организм  человека опасных и вредных экологических факторов. В 2-х т./ под ред. Исаева 1997г.

2. Гигиена труда. Кудряшов В.Н., Ильгин С.А. М: Здоровье: 1992 г.

3. Шум. Тейлор Р. М: Мир. 1998г.

4. Физические поля. Гордиенко  В.А. М:Астель- АСТ Профиздат. 2006г.

5. Безопастность жизнедеятельности Мовчун В.А. Омск 2003г.

6. « Физика-10» учебник Карабдин О. Р. М: « Просвящение» ; 2002 г.

20