У зв’язку з технічним прогресом відбувається різке посилення акустичного фону в будь-якій сфері перебування людини, тому боротьба з шумом має нині соціальне значення.
Звук або шум виникає при механічних коливаннях у твердому, газоподібному й рідкому середовищах.
За фізичною сутністю звук - це хвилеподібне розповсюдження механічних коливальних рухів часток пружного середовища.
За гігієнічною сутністю шум – це сукупність звуків, що негативно впливають на організм людини, заважуючи їй у роботі та відпочинку.
Основними параметрами, що характеризують звук є амплітуда коливання, швидкість розповсюдження та довжини хвилі.
Звукові коливання в будь-якому середовищі виникають тоді, коли під дією збуджуючих сил порушується його стаціонарний стан. Частки середовища починають коливатися відносно положення рівноваги, створюючи хвилі звукових пружних деформацій унаслідок ритмічного стиснення й розрідження часток звукового поля. Кожна точка звукового поля характеризується звуковим тиском(Р, Па). У фазі стиснення звуковий тиск позитивний, у фазі розрідження – від’ємний.
Звуковий тиск – це різниця між миттєвим значенням повного тиску й середнім значенням тиску, що спостерігається при відсутності звукового поля.
При розповсюдженні звукових хвиль відбувається перенесення енергії, яка називається інтенсивністю звуку.
Інтенсивність звуку – це енергія, яка переноситься в просторі звуковою хвилею через поверхню 1м перпендикулярно напрямку поширення звукової хвилі за 1 секунду (Вт/м
Швидкість поширення звукових хвиль залежить від пружних властивостей середовища (у повітрі 334 м/с).
Частотний склад шуму характеризує його спектр. Характер спектру може бути низькочастотним (до 400 Гц), середньочастотним (400-1000 Гц), високочастотним (понад 1000 Гц).
За величиною інтервалів між звуками, з яких складається шум, розрізняють дискретний і суцільний шуми.
За характером змін, що відбуваються в часі, шуми бувають стабільними й перервними. Стабільний шум учасі змінюється несуттєво, а перервний має періодично швидке зростання енергії і її спад через певні паузи.
Звук за своєю сутністю є коливальним рухом. Однак, не кожен звук людина сприймає як звуковий подразник. Слуховий апарат людини реагує тільки на ті коливальні рухи, які відбуваються з певною частотою. Людина найкраще чує звуки в діапазоні від 800 до 4000 Гц.
Мінімальна величина звукової енергії, що сприймається як звук називається слуховим порогом (порогом чутливості) і становить 10 Вт/м. Мінімальний тиск, який людина сприймає як звук, на частоті 1000 Гц становить Па (). Верхньою межею, за якою звук викликає вже больові відчуття відповідає силі звуку 10 Вт/м, а за звуковим тиском - Па.
Отже, інтенсивність звуку на порозі больового відчуття в 10разів перевищує силу звуку на порозі чутливості, а за звуковим тиском – до 10 разів. Різниця між больовим порогом і порогом чутливості дуже велика, тому незручно в акустичних розрахунках використовувати абсолютні величини.
Для характеристики акустичного феномену англійський вчений О.Г. Белл (1847-1922р) ввів спеціальну шкалу акустичних одиниць як найбільш об’єктивну і таку, що відповідає фізіологічній сутності сприйняття. За цією шкалою кожний наступний рівень звукової енергії перевищує попередній у 10 разів. Наприклад, якщо сила одного звука більша від іншого у 10, 100, у 1000 разів, то за логарифмічною шкалою вона відповідає збільшенню на 1,2,3 одиниці (lg10=1 і т. ін). Логарифмічна одиниця, що відображає десятикратне збільшення інтенсивності звука порівняно з іншим в акустиці називається белом.
Вухо людини здатне сприймати зміну сили звуку в 10 разів меншу за бел, тому в практиці застосовують одиницю в 10 разів меншу, яка дістала назву децибел (дБ).
Отже, бел і децибел – це умовні одиниці, які показують наскільки даний звук (І) у логарифмічному масштабі перевищує умовний поріг чутливості (). Величини, що вимірюються таким чином, називаються рівнями інтенсивності шуму рівнями звукового тиску
Сила звуку пропорційна квадрату звукового тиску, тому формула для визначення звукового тиску має такий вигляд:
Рівень інтенсивності звуку використовують для акустичних розрахунків, а рівень звукового тиску – при оцінці його дії на організм людини, оскільки орган слуху чутливий не до інтенсивності звуку, а до середньоквадратичного звукового тиску.
Визначення рівня інтенсивності звуку для кожної частоти вимагало б великої кількості вимірювань, тому весь слуховий діапазон частот поділяють на 8 звукових октав. Для кожної октави обчислюється середньо геометричне значення частоти, Гц.
Їх значення для кожної октави дорівнюють 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000Гц
Найкраще вивчено дію шуму на слуховий апарат людини, доведено, що несприятливе акустичне середовище може призвести до розвитку слухової патології – професійної глухоти.
Шум може впливати на слух людини; викликаючи миттєву глухоту або пошкоджуючи орган слуху призводячи до акустичної травми.
Тривала дія шуму може різко знижувати чутливість слуху до звуків на окремих частотах, після чого слух може відновлюватися майже повністю внаслідок прояву адаптаційної захисної пристосувальної реакції слухового апарату.
Адаптацією до шуму вважається тимчасове зниження гостроти слуху не більше як на 15дБ з відновленням його протягом кількох хвилин після припинення дії шуму.
Найшкідливішим для слуху є шум великої інтенсивності з довготривалим періодом безперервної дії.
Зміна слухової функції може мати короткочасну й стійку втрату гостроти слуху. Короткочасне зниження гостроти слуху вказує на адаптаційно-пристосувальну реакцію органу слуху на дію шуму.
Інтенсивний шум при щоденній дії може призвести до вираженого професійного захворювання – туговухості (неврит слухового нерва). Ознакою туговухості є втрата слуху в першу чергу на ділянці високих частот, а пізніше – і на найбільш низьких частотах.
Розвиток професійної туговухості залежить від виробничого стажу в умовах шуму, характеру шуму, тривалості дії протягом дня, інтенсивності та спектрального стану. Імпульсивний шум діє на організм більш несприятливо ніж суцільний при аналогічній сумарній потужності.
Початкова стадія професійної туговухості настає у робітників, що працюють в умовах шуму біля 5 років, а пошкодження на всіх частотах понад 10 років.
Крім наведеного дія шуму спричиняє ушкодження багатьох органів і систем організму, бо є вираженим загально біологічним подразником нервової і серцево-судинної системи в яких зміни настають раніше ніж розвивається туговухість.
Гігієністами (Т.А. Орлова, С.П Алексєєв і ін.) встановлено, що для робітників шумових професій характерним є пошкодження функціонального стану серцево-судинної системи (брадикардія, гіпертонія, зміна на ЕКГ та ін.)
Шумовий чинник спричиняє зміни секреторної функції шлунково-кишкового тракту та порушення обмінних процесів (основного, вітамінного, вуглеводного, білкового, жирового та сольового).
Людина сприймає звукові коливання не лише органом слуху, а і через кістки черепа (так звана кісткова провідність).
У працюючих в несприятливому акустичному середовищі виникають такі симптоми, як: роздратування, послаблення пам’яті, зміна чутливості шкіри, уповільнення швидкості психічних реакцій, розлад сну, зменшення гостроти зору, поява головного болю, запаморочення, змінаритму дихання, пригнічений стан.
На фоні шуму настає передчасна втома, уповільнюється темп праці її продуктивність та якість, знижується увага та психічні реакції, що може призвести до виробничого травматизму.
Під дією шуму може настати загальне захворювання, яке отримало назву “шумова хвороба”. Однак це професійним захворюванням не визнається, хоч є всі підстави вважати його професійним для працівників шумових професій.
Відносно джерела звуку, боротьба з шумом поділяється на:
· засоби, що знижують шум у джерелі його виникнення;
· засоби, що зменшують шум на шляху його поширення.
До заходів зменшення шуму в джерелі його виникнення відноситься поліпшена конструкція машин, застосування матеріалів, що не створюють сильних звуків, забезпечення мінімальних допусків, зміна прямозубих шестерень шевронними і т. ін.
Дозаходів зменшення шуму на шляхах його поширення відносяться такі методи як:
· акустичні;
· архітектурно-планувальні;
· організаційно-технічні.
До акустичного методу відноситься зменшення шуму шляхом звукопоглинання та звукоізоляції.
Звукопоглинання базується на перетворенні енергії звукових коливань часток повітря на теплоту за рахунок втрат на тертя в порах звукопоглинаючого матеріалу.
У виробничому середовищі рівень шуму значно зростає внаслідок його відбиття від огороджуючи будівельних конструкцій та обладнання. Для зменшення відбитого шуму застосовують акустичну обробку приміщень шляхом облицювання його поверхонь звукопоглинаючими матеріалами.
Ефективність звукопоголинаючих матеріалів залежить від коефіцієнта поглинання, якщо він дорівнює нулю, тоді вся енергія відбивається, якщо одиниці-вся енергія поглинається.
Звукопоглинаючими вважають матеріали, що мають коефіцієнт поглинання більше 0,2. Коефіцієнт звукопоглинання залежить від частоти звукових хвиль, кута їх падіння, товщини і типу матеріалів, ефективність яких визначається акустичними розрахунками.
Звукоізоляція, як метод зниження шуму на шляху його поширення, базується на відбитті звукової хвилі, що падає на екран, перегородку, огородження та ін. Ефективним звукоізоляційним матеріалом є метал, бетон, дерево та інші щільні матеріали.
Екранування використовують тоді коли інші методи малоефективні. Екран створює звукову тінь і є перешкодою на шляху його поширення. Екрани виготовляють зі стальних листів (1-3мм), які з боку джерела шуму вкривають звукопоглинаючим матеріалом. Акустична властивість екранів залежить від його форми, розмірів, розміщення відносно джерела шуму й робочого місця.
Для боротьби з аеродинамічними шумами застосовують глушники шуму: абсорбційні, реактивні і комбіновані.
Архітектурно-планувальні методи включають в себе акустичне планування будівель і споруд, організацію робочих місць, розміщення обладнання, створення шумозахисту та раціональних зон руху транспортних засобів.
На території промислової та житлової забудови зменшення шуму досягається шляхом створення зелених насаджень з дерев та чагарників.
Організаційно-технічні заходи боротьби з шумом включають впровадження малошумного технологічного обладнання, дистанційне управління та використання раціональних режимів праці та відпочинку і т. ін.
Крім наведених колективних методів боротьби з шумом використовують засоби індивідуального захисту (ЗІЗ). Сюди належать протишумові навушники, що закривають слухову раковину ззовні і протишумові вставки, що закривають слуховий прохід. До ЗІЗ належать також протишумові шоломи, що закривають голову, і маски, які використовуються разом з навушниками.
До профілактичних заходів щодо попередження професійної слухової патології належить скорочення часу контакту людини з шумом, влаштування короткочасних перерв для відновлення слухової функції, суміщення професій, попередні та періодичні медичні огляди. Термін проведення яких залежить від рівня шуму (від 1 разу на 3 роки до щорічного).
Чинники, що впливають на наслідки ураження електрострумом. Опір тіла людини.Параметри електричного струму та характер дії.Вплив шляху проходження струму через тіло людини та наслідки ураження?
Наслідки ураження людини електричним струмом залежать від фізичних параметрів електричного кола і деяких фізіологічних чинників, які притаманні живим організмам.
Наслідки ураження залежать від опору шкіри та опору внутрішніх органів. Це змінна величина, що має нелінійну залежність від стану шкіри, навколишнього середовища, параметрів електричної мережі та ін..
Товщина рогового шару на різних ділянках різна (0,02-0,2мм). Опір епідермісу у 1000 разів більший за опір дерми. При сухій і непошкодженій шкірі опір тіла людини коливається в широких межах (3000 до 100000 Ом), якщо зіскоблити роговий шар, опір буде до 1000-5000 Ом.
Електропровідність струму збільшується при зволоженні і забрудненні шкіри, особливо тими речовинами, що добре проводять струм.
Опір шкіри неоднаковий на різних ділянках тіла, тому наслідки ураження можуть залежати від місця контакту електрода з тілом людини. Найменший опір має шкіра обличчя, шиї, тильної сторони кисті руки, під пахової впадини. На тілі людини є цілий ряд точок, опір шкіри на яких значно менший ніж на сусідніх ділянках, що співпадає з топографією голковколювання, яке не піддається поясненню.
Отже, опір тіла людини – це змінна величина, що може коливатися в широких межах. Однак при доборі захисних та технічних засобів захисту від ураження електричним струмом за опір тіла людини приймають 1000 Ом.
До фізичних параметрів електричного струму, що є вирішальними при ураженні організму належать:
· сила струму;
· напруга;
· рід струму;
· частота.
Ступінь негативної дії струму на організм людини збільшується при збільшенні сили струму.
Розрізняють три ступеня дії сили струму.
· відчутний 0,1 мА при змінному і 5-7 мА при постійному струмі;
Пороговий відчутний струм не може викликати ураження людини і в цьому випадку він вважається безпечним.
Якщо сила струму більша відчутного порогу виникають судоми м’язів і неприємні відчуття. Біль стає нестерпним, судомне скорочення м’язів стає таким значним, що людина не може його перебороти, не може розімкнути руки і самостійно припинити контакт зі струмоведучою частиною. Такий струм є небезпечним для людини, якщо він не викликає раптового її ураження, однак при тривалому контакті його значення буде зростати за рахунок зниження опору тіла людини, що може призвести навіть до смерті.
Характер дії струму на організм людини залежить від величини напруги.
При збільшенні напруги, опір тіла людини зменшується у десятки разів. Підвищення напруги призводить до пробивання рогового шару шкіри.
Опір тіла людини постійному струму більший ніж змінному. Експериментально встановлено, що 120В постійного і 42В змінного струму викликають однакові ураження.
Наслідки електротравматизму значно залежать від частоти струму. Найнебезпечнішим відносно електроударів є змінний струм 50Гц, а зі збільшенням частоти небезпека ураження зменшується. Зменшення дії починається з частоти 1000Гц.
Високочастотні струми, що перевищують сотні кГц,як правило не призводять до електричних ударів. Ці особливості високочастотних струмів використовуються в медицині. КВЧ, УВЧ, ЗВЧ широко застосовуються з лікувальною метою.
Наслідки ураження організму визначає також час проходження струму через тіло людини, бо з часом різко падає опір тіла. Чим довше буде діяти струм, тим більша ймовірність важкого або смертельного ураження.
Встановлено, що чутливість серця до струму неоднакова в різні фази його діяльності. Кожний цикл серцевої діяльності складається з двох періодів: один називається діастолою (коли шлуночки серця перебувають у розслабленому стані і заповнюються кров’ю), другий – систолою, коли серце, скорочуючись,виштовхує кров в артеріальні судини.
Імовірність виникнення фібриляції серця, тобто небезпеки смертельного ураження струмом, залежить від того, з якою фазою серцевого циклу співпадає час проходження струму через серце. Гранично допустимим часом дії вважають 0,1с.
Шлях протікання струму в тілі людини відіграє суттєву роль у наслідках ураження.
Шлях струму визначається місцем прикладання струмоведучих частин до тіла людини.
Особливо небезпечним є ураження людей у тому випадку, коли людина торкається до струмоведучих частин верхньою половиною тіла, де на шляху протікання струму лежать життєво важливі органи – серце, легені, головний мозок.
Якщо струм проходить іншим шляхом, його дія на життєво важливі органи може бути лише рефлекторною, а не безпосередньою.
В електропатології шлях струму через тіло людини носить назву “ петля струму”, якою відбувається ураження. Номенклатуру цих петель розробив Г.Л. Френкель.
Найчастіше струм проходить такими шляхами:
· рука – рука;
· руки – ноги;
· нога – нога;
· голова – ноги;
· голова – руки.
Менш небезпечним є шлях від однієї ноги до іншої, який отримав назву “ нижня петля ”. Він виникає під дією на людину так званої крокової напруги.
Ураження людей кроковою напругою відбувається тоді, коли людина потрапляє в місце розтікання струму по поверхні землі. Це виникає тоді, коли на землю впав обірваний провідник, що перебуває під струмом.
Кроковою напругою називається напруга між двома точками електричного поля на відстані кроку (0,8м), на яких одночасно стоїть людина взоні розтікання струму у землі.
Струм з обірваного провідника розтікається у землі радіально у всі сторони, з найбільшим потенціалом у точці торкання землі.
Зміна потенціалу на поверхні землі від точки замикання відбувається за гіперболічним законом і практично зменшується до нуля на відстані 20м.
При кроковій напрузі струм, проходить від однієї ноги до іншої, скорочує м’язи на ногах, біль стає нестерпною і людина падає. При падінні збільшується відстань між точками дотику до землі і змінюється шлях проходження струму через тіло (рука-нога). Падіння відбувається уже при іншій дії напруги, що призводить до більш тяжких наслідків.
Крокова напруга найбільш небезпечна в межах 4-5м від провідника, що лежить на землі під напругою 1000В, а при напрузі понад 1000В небезпечна зона становить 10м від точки стікання струму. Виходити з зони розтікання струму в землі потрібно короткими кроками.
