Блог санитарного врача

Инфразвук и здоровье

Инфразвук(от лат.infra ниже, под) звуковые волны, имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. Поскольку обычно человеческое ухо способно слышать звуки в диапазоне частот 1620000Гц, за верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0,001 Гц.

Основные источники инфразвуковых колебаний природного происхождения: ураганы, штормы, цунами, извержения вулканов, землетрясения, сильные грозы и молнии, водопады.

Техногенные источники инфразвука: автомобильный и железнодорожный транспорт, трамваи, воздушный транспорт (самолеты, вертолеты), движущиеся части больших машин, турбин, большие вентиляторы и кондиционеры, работающие на малых оборотах, звуковоспроизводящая аппаратура с использованием низкочастотных динамиков.

Инфразвук подчиняется общим закономерностям, характерным для звуковых волн, однако обладает целым рядом особенностей, связанных с низкой частотой колебаний упругой среды:

— инфразвук имеет гораздо большие амплитуды колебаний, по сравнению с акустичес-кими волнами равной мощности

— инфразвук гораздо дальше распространяется, поскольку его поглощение в различных средах незначительно. При распространении в глубоком море и в атмосфере на уровне земли инфразвуковые волны частоты 10-20 Гц затухают на расстоянии 1000 км не более чем на несколько дБ (децибел). Из-за большой длины волны (на частоте 3,5 герца она равна 100 метрам) мало и рассеяние звука в естественных средах заметное рассеяние создают лишь очень крупные объекты — холмы, горы, крупные здания и др.

— благодаря большой длине волны для инфразвука характерно явление дифракции, вследствие чего он легко проникает в помещения и огибает преграды, задерживающие слышимые звуки.Известно, что звуки извержения вулканов, атомных взрывов могут многократно обходить вокруг земного шара, сейсмические волны могут пересекать всю толщу Земли

— инфразвук вызывает вибрацию крупных объектов вследствие резонанса.

Перечисленные особенности инфразвука затрудняют борьбу с ним, поскольку обычные способы борьбы с шумом (звукопоглощение, звукоизоляция, удаление от источника звука) против инфразвука малоэффективны.

Инфразвук оказывает раздражающее действие, особенно на психоэмоциональную сферу, и вызывает ощущения вибрации грудной и брюшной стенок, нарушение ритма дыхания, закладывание и давление в ушах, головную боль, головокружение, тошноту, затруднение при глотании, модуляцию речи, тремор рук, озноб, ощущение необъяснимого страха и беспокойства, сменяющееся чувством усталости, утомления, вялости и рассеянности. Это может происходить при уровнях звукового давления от 120 дБ. Субъективные ощущения нарастают с увеличением уровня инфразвука.

В результате длительного действия инфразвука с уровнями, близкими к производственным (90-120 дБ), развивается астенизация, снижается умственная работоспособность, появляются вегетоневротические симптомы: раздражительность, тошнота, нервозность. Несмотря на то, что частотный диапазон инфразвука находится ниже порога слышимости, по мнению большинства ученых, инфразвуковые колебания высоких уровней воспринимаются органом слуха.

Установлено снижение слуховой чувствительности в области низких речевых частот у лиц, длительно работающих в условиях воздействия инфразвука. Следует отметить, что инфразвук может маскироваться колебаниями звуковой частоты. Основываясь на данных по временному смещению порогов слуха (ВСП) при действии инфразвука, можно предположить, что этот фактор не опасен в плане развития профессиональной тугоухости при уровнях ниже 130 дБ

Нарушение функции равновесия отмечено у компрессорщиков и водителей пассажирского автотранспорта, работающих в условиях воздействия инфразвука. Со стороны сердечно-сосудистой системы при воздействии инфразвука отмечается нарушение частоты сердечных сокращений, в частности, брадикардия, увеличение диастолического давления.

Данные по оценке влияния инфразвука на организм человека, классифицированные по зонам риска для здоровья человека, показывают, что его биологическое действие можно условно разделить на ряд зон: смертельных уровней и экстремальных эффектов высокого риска здоровью даже при периодических воздействиях высокого риска при кратковременных воздействиях выраженного прогрессирования риска здоровью умеренного риска, особенно при сочетанном действии с другими физическими факторами (общая и локальная вибрации, шум) неясных, стертых, трудно обнаруживаемых эффектов экологически неблагоприятного действия на население жилой зоны.

При 180-190 дБ действие инфразвука смертельно вследствие разрыва легочных альвеол. Другие зоны интенсивных кратковременных воздействий вызывают синдром резко выраженного инфразвукового дискомфорта, предел переносимости которого добровольцами наблюдается при 154 дБ. Исследования, проведенные на добровольцах, показывают, что НАК, в том числе и инфразвукового диапазона продолжительностью от 25 с до 2 мин с УЗД от 145 до 150 дБ в диапазоне частот от 1 до 100 Гц, вызывал у них ощущение вибрации грудной стенки, сухость в полости рта, нарушение зрения, головную боль, головокружение, тошноту, кашель, удушье, беспокойство в области подреберий, звон в ушах, модуляцию звуков речи, боли при глотании и некоторые другие признаки нарушений в деятельности организма.

Предельно допустимые уровни инфразвука регламентируются санитарными нормами СН 2.2.4/2.1.8.583-96 Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки, СанПиН 2.1.2.2645-10 Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях.

При воздействии уровней инфразвука, превышающих гигиенические нормативы, у человека с течением времени развиваются патологические состояния, известные как кохлеовестибулярные расстройства инфразвуковой этиологии инфразвуковая тугоухость (умеренное понижение слуха на всех частотах по смешанному типу) и патология среднего уха (мелкоточечные кровоизлияния, инъекция сосудов).

Аккредитованным Испытательным лабораторным центром ФБУЗ Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Мордовия постоянно проводятся измерения уровней инфразвука в жилых помещениях квартир при вводе в эксплуатацию вновь построенных жилых домов. Превышений допустимых уровней инфразвука не зарегистрировано.

Мероприятия по защите от инфразвука:

1. Повышение жесткости конструкций

2. Устранение низкочастотных вибраций

3. Повышение быстроходности машин для перевода излучения в слышимый диапазон частот

4. Защита временем уменьшение вредного воздействия за счет снижения времени контакта

5. Использование слышимого диапазона частот для искажения распространения инфразвуковых волн

6. Установка глушителей

Для измерения уровней инфразвуковых колебаний Испытательный лабораторный центр ФБУЗ Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Мордовия обладает современными приборами

— Анализатором шума АССИСТЕНТ, шумомером-анализатором спектра Октава-110А, шумомером интегрирующим ШИ-01. В короткие сроки специалисты Центра проведут качественные исследования параметров звука и инфразвука на рабочих местах в производственных условиях, в общественных и жилых зданиях.

Шумы и их влияние на организм

Звуки преследуют нас всегда, и спастись от них невозможно, потому что матушка-природа об этом, увы, не позаботилась. Кстати, приятные звуки человеческому организму на пользу, и об этом догадывались наши предки еще в III веке до н.э. Именно тогда в Пергамском царстве был построен музыкапьно-медицинский театр на три с половиной тысячи зрителей. С помощью специально подобранных мелодий, спокойных и нежных музыкальных ритмов там лечили от «тоски и мрака душевного». И православная церковь использует благотворное влияние колокольного звона на психику человека: басовые низкочастотные колокола успокаивают, а высокочастотные — наоборот, возбуждают, взвинчивают, приподнимают настроение. А вот беспорядочное смешение звуков различной интенсивности и частоты, мешающее восприятию полезных сигналов, как раз и есть не что иное, как Его Величество ШУМ.

Долгое время человечество обладало эмпирическими знаниями о воздействии звука и шума на функции организма, и лишь недавно серьезно и ответственно этим стала заниматься наука аудиология. Для тою чтобы понять, каково же все-таки это воздействие и чем оно обусловлено, придется немного поднапрячься и вникнуть в несложную терминологию.

Вне романтики звук — всею лишь вибрация, сильно воздействующая на мозг, а посредством его и на организм человека, и на все физиологические процессы Звуковое поле — область пространства, в которой распространяются звуковые волны и происходит перенос энергии. Вот потому звук характеризуют такими понятиями, как высота и сила. Высота оценивается в герцах (Гц) — по фамилии немецкого физика Генриха Герца и означает число колебаний в секунду Диапазон воспринимаемых человеческим ухом частот находится в пределах от 15 — 16 до 20 000 — 22 000 Гц. Различные части диапазона воспринимаются ухом неравномерно. Лучше всего слышны волны средних («речевых») частот и особенно в зоне 500 — 2000 Гц, хуже крайние участки диапазона, т. е. ниже 50 и выше 10 000 Гц. Ультразвуки (частота свыше 20 000 Гц) и инфразвуки (ниже 16 Гц) даже не воспринимаются ухом, но их воздействие не остается бесследным, и об этом мы обязательно поговорим. Кстати, вот что интересно: собственная частота колебаний барабанной перепонки равна приблизительно 1000 Гц, и в большинстве случаев приятными для нас звуками являются именно те, которые звучат с аналотичной частотой. К таковым относятся «голос» дождя, леса, моря, журчащей воды, а также монотонные, тихие напевы колыбельных песен. Что же касается силы звука, то она измеряемся в единицах, называемых белами в честь Александра Грехема Бела, изобретателя телефона (на практике применяется единица измерения, равная десятой доле бела, — децибел (дБ)). Область слухового восприятия силы звука находится в пределах от 0 до 140 дБ. Шум в 20-30 дБ практически безвреден для человека и составляет естественный звуковой фон, без которою невозможна жизнь. Вообще же изменение звука на 1 дБ — это примерно наименьшее изменение, которое может уловить ухо. Когда сила звука достигает 120 дБ, то ухо уже не только слышит звук, но и чувствует давление. Да что там говорить: даже кожа (!) может «ощущать» звук такой интенсивности. Именно поэтому в древние века существовала мучительнейшая казнь осужденного сажали под большой колокол и били в набат до тех пор, пока несчастный не умирал в страшных муках, будучи не в силах переносить удары акустических волн. (В качестве курьеза хочется привести один из мировых рекордов, приведенных в «Книге Гиннесса»: 125 дБ — такую силу голоса продемонстрировала на соревнованиях 14-летняя шотландская школьница, перекричавшая шум взлетающею Боинга ). У предков человека шум был сигналом тревоги, указывающим на возможную опасность. Под его воздействием быстро активизировалась симпатико-адреналовая и сердечно­сосудистая системы, а также газообмен. К крови повышался уровень сахара и холестерина — таким образом организм готовился к борьбе или бегству. У современного человека шум в 60 — 90 дБ вызывает увеличение секреции гормонов гипофиза, симулирующих выработку адреналина и норадреналина. Кроме того, усиливается работа сердца, сужаются сосуды, повышается артериальное давление.Под влиянием шума нарушается деятельность мозга меняется характер электроэнцефалограммы, снижаются острота восприятия и умственная работоспособность, значительно ухудшается пищеварение.

При длительном воздействии шума высокой силы и частоты в органе слуха происходят необратимые изменения, и человек может оглохнуть уже через 1-2 года.

Но иногда негативный процесс развивается не так стремительно, и глухота подступает исподволь, незаметно, в течение 5-10 лет. Но процесс… идет К сожалению, количество сенсорных клеток восстанавливается только в естественном порядке — «убитые» выходят из строя навсегда… Такую глухоту называют сенсорной тугоухостью, или шумовой травмой Один из ее тревожных симптомов нарастающие трудности в понимании речи В первую очередь обычно исчезает способность слышать согласные звуки, которые образуют структуру слов: они «выше» по частоте и более мягкие в произношении, чем гласные звуки, расположенные в более низком диапазоне частот.

Чем еще может «порадовать» шум?

Совсем недавно в Германии были опубликованы данные исследований министерства экологии, из которых следует, что шум — второй после курения фактор риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Кроме того, он мешает логическому мышлению, вызывает общее переутомление, ослабление внимания, приводит к несчастным случаям, снижает производительность труда примерно на 10 — 15% и одновременно значительно ухудшает его качество. Испанцы вообще твердо убеждрны, что шум является «загрязнителем рабочей среды» и наносит серьезный ущерб здоровью служащих, так как:

• — его воздействие приводит к повышению давления;
• — у 60% персонала происходят нарушения сна и изменения в характере далеко не в лучшую сторону;
• — 5% сотрудников становятся вспыльчивыми и раздражительными;
• — у 28% женщин нарушается менструальный цикл;
• — 40% людей теряют слух.

Именно поэтому установлены ограничения и изданы нормативы, регламентирующие шумовое воздействие на людей. По информации Всемирной организации здравоохранения, человек не может отдыхать при шуме свыше 40 децибел Для подростков предельно допустимая сипа звука — 70 дБ, для взрослых — 90 дБ.

Зоны свыше 85 дБ опасны, а в зонах с шумом, превышающим 135 дБ, запрещено даже кратковременное пребывание людей. Шум в 150 дБ переносится человеком, а при 180 дБ уже наступает «усталость» металлов (!) и выбиваются заклепки. Теперь уже вряд ли кто-то назовет полезными звуки дискотеки: их сила порой достигает 105 — 110 дБ, что приравнивается к грохоту, производимому дерево­обрабатывающими станками. Кстати, врачи заметили, что даже поездки в метро не безопасны для нашего здоровья: звук тормозящего поезда иногда достигает 110-120 дБ и совсем чуть-чуть уступает реву реактивного двигателя, который равен 140 дБ.

Профессиональная глухота чаще всего поражает людей «шумных» профессий: клепальщиков, молотобойцев, ткачей, артиллеристов, звукорежиссеров, музыканов джазовых и симфонических оркеиров. К группе риска относятся даже космонавты, поскольку круглосуточная работа приборов и вентиляторов создает на космических станциях шумовой фон 80 децибел.

Шум, безусловно, способен на многое. В некоторых странах приняты законы, запрещающие жителям шуметь после определенного времени суток. В Германии всякий гражданин имеет право вызвать полицию, если соседи мешают ему спать. Существуют даже научно-популярные брошюры о том, что следует и что не следует считать шумом, а также что преследуется по закону. Однако еще никогда недовольство шумом не доходило до убийства. Но рано или поздно в этой жизни случается все. 16 июня 2001 года в бывшей столице Бразилии Рио-де-Жанейро пенсионер застрелил из охотничьего ружья 14-летнюю девочку и ранил ее подругу только за то, что дети шумели во время игры…

Слабый шум «ведет» себя по-разному. Но это уже больше зависит от возраста, состояния здоровья и индивидуального отношения. Вспомните: когда вы чем-нибудь заняты, то вряд ли замечаете и реагируете на шум, производимый собствен ной персоной. А вот посторонние, отвлекающие шумы могут раздражать до бешенства. Так что, если захотите узнать, какой у вас тип высшей нервной деятельности, проверьте себя слабым шумовым воздействием. При этом возьмите на заметку, что менее чувствительны к шуму люди сильные и уравновешенные.

И уж если так вреден слышимый шум, то как же ведут себя его безголосые вездесущие «братья»? В начале недавно отшумевшего века американский физик Роберт Вуд выяснил, что инфразвук вызывает у людей болезненные реакции. Когда ученый включил в одном из лондонских театров инфразвуковую трубу, которая, по его замыслу, должна была создать в зале тревожное настроение, зрителей обуял самый настоящий ужас. В зале же творилось необьяснимое дребезжали оконные стекла, звенели хрустальные подвески канделябров…

При частоте 5 Гц повреждается печень, 6 Гц — развивается морская болезнь, а также ощущение усталости, тоски. Инфразвук в 7 Гц может остановить сердце и разорвать кровеносные сосуды. Низкие частоты способны вызвать панику или приступ безумия. Советский психиатр М. Никитин в 1934 году наблюдал припадки у больных эпилепсией, слушающих игру на органе. Оказывается, органные трубы порождают и инфразвуки. Причем для звука, вызывающего незначительные изменения в настроении, большой интенсивности не надо. Исследователи, проводившие опыты по воздейгтвию низкочастотных колебаний на человека, собирали большую аудиторию на лекцию, и затем, когда слушатели были особенно поглощены рассказом, излучали с помощью специального аппарата инфразвук. И люди уходили, не вынося его действия, хотя и не осознавали, почему они это делают.

В природе такие колебания порождаются грозами и сильнейшими ветрами, солнечными вспышками и штормами; сопутствуют выстрелам, взрывам, обвалам, землетрясениям. Во время даже небольшого шторма мощность инфразвуков достигает десятков киловатт, и влияние их распространяется на сотни километров вокруг. Промышленные инфразвуки исходят от заводских вентиляторов, воздушных компрессоров, дизелей, всех медленно работающих машин. Никуда не деться и от такого привычного постоянного источника, как городской транспорт.

Однако определенные низкочастотные звуки, действуя на слуховые анализаторы мозга, «убеждают» человека бросить курить, спокойно спать, соблюдать диету, быстро читать, усваивать иностранные языки, преодолевать стрессы и испытывать нежные чувства. В Японии, например, выпущены музыкальные магнитофонные кассеты с наложенным на пленку низкочастотным текстом, неуловимым для слуха человека, но воспринимаемым его сознанием. А в закрытых лабораториях тем временем (что уж скрывать?) полным ходом идут исследования по созданию инфразвукового оружия…

Ультразвуки не менее… «молчаливы», но обнаруживают свое действие весьма ощутимыми проявлениями. Они оказывают сильное влияние на живые организмы: нити водорослей разрываются, клеточки животных лопаются, кровяные тельца разрушаются; мелкие рыбы и лягушки умерщвляются за 1 — 2 минуты; температура тела испытуемых животных повышается — у мыши, например, до 45°С.

Неслышимые ультразвуки, как и невидимые ультрафиолетовые лучи, нашли применение в медицине. Так, ученые заметили, что различные шумы вызывают резонанс в мышечных тканях, что приводит к непроизвольным сокращениям мышц без участия мозга. Мышцы сокращаются незначительно, но именно это вызывает потребность произвести более основательные движения. Таким образом, если необходимо побудить людей к каким-либо действиям, шумы и ударные инструменты могут оказать значительную помощь. Для преодоления тормозящих влияний парасимпатической и эндокринной систем используются звуки с частотой около 0,9 Гц. Это песни и музыкальные произведения, активизирующие функцию внешнего дыхания, вследствие чего развивается гипероксия мышечной ткани и повышается так называемый тонус: энергия выплескивается через край, а состояние сонливости и готовности к отдыху исчезает, сменяясь бодростью и жаждой активных действий.

Однако не все шумы способны побуждать людей к активности. Точнее, различные группы мышц возбуждаются от различных видов шумов. Более того, шум должен быть прерывистым. Наиболее сильно способствуют активности мышц так называемые розовый (300 — 1200 Гц) и коричневый (25 — 300 Гц) шумы. Наименее результативным и одновременно наиболее распространенным является белый шум (от 1000 — 20000 Гц), присутствующий в шорохе листьев, порывах ветра, шипении пара. Зрители на больших стадионах криками и разговорами генерируют розовый икоричневый шумы, что является одной из причин буйства толпы, происходящего во время футбольных матчей. Драки и погромы, сопровождающие большие спортивные соревнования, — следствие повышенной мышечной активнос­ти: ведь вялый, сонный и уставший человек не станет всего этого делать. Конечно, стимуляторами активности футболь­ных фанатов являются многочисленные факторы — звук лишь один из них, причем довольно значительный. Соответствующий шум может акцентировать кульминацион­ный момент публичного выступления. Для этого после важ­ной фразы, сказанной оратором, должен последовать доста­точно громкий (или периодически возникающий и исчезаю­щий) коричневый шум.

Гул, являющийся фоном речи, активизирует людей, и оратору легче побудить их к каким-либо действиям. Этот прием используют во время своих предвы­борных кампаний многие американские политики, высту­пающие под одобрительные крики, гул толпы и т. п. В свое время Роберт Кох предсказал: «Когда-нибудь человечество вынуждено будет расправляться с шумом столь же ре­шительно, как оно расправляется с холерой и чумой». Рас­правляться начали уже давно: еще за три тысячи лет до нашей эры шумеры приказывали оружейникам убирать свои мастерские из центра городов. Юлий Цезарь почти 2000 лет назад в Риме запретил езду ночью на грохочущих колесницах. Тогда же появился запрет на петушиное пение до наступления рассвета. А всего 400 лет назад королева Англии Елизавета III издала закон, который существует по сей день и запрещает мужьям бить своих жен после 10 часов вечера и до пяти утра: «чтобы их крики не беспокоили соседей».

Современная наука накопила большой арсенал средств защиты от шума.

Основными направлениями снижения акустического загрязнения окружающей среды являются:

• уменьшение шума непосредственно в источнике;
• снижение уровня шума на пути распространения от источника к объекту воздействия;
• архитектурно-планировочные мероприятия;
• организационные мероприятия;
• индивидуальные средства защиты.

В жилых помещениях уровень шума регулируется установкой окон с тройными стеклами, использованием шумозащитных строений в качестве акустических экранов, выносом шумных производств за городскую черту. Но вот что поразительно: самым лучшим поглотителем звука является открытое окно (так же, как лучшим поглотителем света служит отверстие)! На сегодняшний день уже придумали и успешно пользуются индивидуальными средствами защиты от шума — антифонами, вкладышами, шлемами. Противошумные наушники дол­жны применяться везде, где уровень шума превышает 90дБ при продолжительности работы 8 часов. Чтобы не нанести вреда здоровью, необходимо соблюдать правило: начиная с 90 дБ, увеличение шума на каждые 3 дБ должно повлечь за собой сокращение рабочего времени в два раза. Например, при уровне шума 91 — 94 дБ продолжительность работы (без дополнительной защиты) может равняться 4 часам; от 94 до 97 дБ — 2 часам; а от 103 до 106 дБ — всего 15 минусам Будем надеяться, что средства борьбы с шумами станут еще более эффективными, а Земля все же не превратиться в планету тишины и безмолвия.

Проверить слух и вообще решить все проблемы с ЛОР-органами Вы можете в медицинском центре «Код Здоровья».

Ждем Вас в Медицинском Центре «Код Здоровья»

Все публикации