Влияние звука на здоровье

Дата создания: 2013/12/02

Человек всегда жил в мире звуков и шума. Способность к восприятию звуков – одна из важнейших составляющих нашего полноценного общения с окружающим миром. Звуковые ощущения позволяют не только получать эстетическое наслаждение, но и массу полезной информации, необходимой нам повседневно.

Долгое время влияние шума на организм человека специально не изучалось, хотя уже в древности знали о его вреде. В настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на организм человека. Этот вопрос сейчас становится актуальным по той причине, что в повседневную жизнь все больше входит техника, а с ней шумовое загрязнение, на которое человек не всегда обращает должное внимание. А между тем в журнале «Здоровье» №11 за 2003 год приводятся сведения: «Сегодня на планете около 500 миллионов людей с нарушениями слуха, и медики предполагают, что к 2015 году их количество удвоится». Эти слова подтверждают, что необходимо хорошо знать, какое влияние оказывают на нас звуки, чтобы учитывать это в своей жизни.

Понятие звука и шума

В научной литературе дается понятие звука как колебания частиц в упругих средах, распространяющиеся в форме продольных волн, частота которых лежит в пределах, воспринимаемых человеческим ухом, т.е. в среднем от 16 до 20000 Гц (1 Гц – 1 колебание в секунду). Упругие волны с частотой меньше 16 Гц называют инфразвуком, а волны, частота которых превышает 20000 Гц – ультразвуком. Звуковые волны несут с собой энергию, которую сообщает им источник звука. Величину кинетической энергии (W), протекающей за одну секунду (t) через один квадратный метр(S) поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны назвали потоком энергии. Она выражает меру интенсивности (I), или, как говорят, силы звука.

Интенсивность звука – величина, объективно характеризующая волновой процесс. Единица интенсивности звука – ватт на квадратный метр (Вт/м2).

Чтобы вызвать звуковое ощущение, волна должна обладать некоторой минимальной интенсивностью. Минимальное изменение давления, которое может фиксироваться человеческим ухом, определяет порог слышимости. При частоте 1000 Гц порог слышимости составляет 10-5 Па. Величина интенсивности звуковых волн, при пороге слышимости составляет I0 = 10-12 Вт/м2. Чувствительность человеческого уха различна для разных частот. Наиболее чувствительно оно к частотам от 1000 до 4000 Гц.

При очень большой интенсивности волны перестают восприниматься как звук, вызывая в ушах ощущение давящей боли. Максимальное изменение давления, которое в состоянии фиксировать человеческое ухо, определяет болевой порог. Болевой порог соответствует изменению давления 10 Па. Чувствительность нашего уха очень велика. Болевой порог отличается по интенсивности звука от порога слышимости на 12 порядков. Настолько же порядков отличается диаметр Земли от толщины человеческого волоса. Единицей измерения уровня интенсивности является децибел.

К шуму относятся длительные или кратковременные звуки, которые представляют собой сочетание множества различных тонов, частота, форма, интенсивность и продолжительность действия которых беспорядочно меняются. В зависимости от пределов частоты колебаний, на которые приходится максимальная интенсивность, шумы разделяются на низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные. Шум, содержащий все частоты в широком диапазоне спектра примерно одинаковой интенсивности, называется белым шумом. Для измерения уровня интенсивности применяют шумомеры. Установлены нормы уровня интенсивности, обеспечивающие наилучшие условия работы и быта.

Виды источников звуков и шумов

В принципе любое тело, способное колебаться в нужном интервале частот, может служить источником звука. Однако на практике используются лишь такие источники, которые удовлетворяют определенным требованиям.

Прежде всего, источник должен хорошо излучать, т.е. энергия его колебаний должна хорошо передаваться окружающей среде. Для этого, прежде всего, следует по возможности саму среду использовать для возбуждения колебаний. Кроме того, размеры колеблющегося тела должны быть соизмеримы с длиной волны. Например, плохо звучит струна, натянутая между двумя стенками. Но если эту же струну натянуть на корпус скрипки или гитары, то мы услышим отчетливый звук. Излучает не струна, а дека и столбы воздуха, настроенные в резонанс с тоном, который излучает струна. Поэтому качество музыкального инструмента определяется не столько струнами, сколько качеством изготовления деки.

Второе требование, часто предъявляемое к источнику звука – это его способность воспроизводить без значительных искажений широкий диапазон частот. Так должен работать, например, телефон или динамик.

Источником звука в газах и жидкостях могут быть не только вибрирующие тела. Например, свистят в полете, пуля и стрела, завывает ветер; рев турбореактивного самолета складывается не только из шума работающих агрегатов – вентилятора, компрессора, турбины, камеры сгорания и т. д., но также из шума реактивной струи, вихревых, турбулентных потоков воздуха, возникающих при обтекании самолета на больших скоростях.

Источниками шума кроме случайных механических явлений (удар, трение и т.п.) могут быть различные машины и механизмы, применяемые в промышленности, строительстве и на транспорте.

Для изучения уровня интенсивности звука в школе были определены виды источников звуков и шумов. В результате чего было установлено, что основными источниками звуков и шумов в школе являются разговоры учителей, учащихся, крики, звонок (на урок, с урока), музыка на дискотеках.Дома источниками шума являются радиоприемники, телевизоры, магнитофоны, проигрыватели, музыкальные центры, плееры. На улице – автотранспорт.

Итак, наиболее сильное негативное влияние оказывает на людей звук следующего происхождения: производственный шум, шум транспорта, бытовой шум, громкая музыка, звуковой удар при полете реактивного самолета.

Нормы уровня интенсивности звука

Шум в 50-60 дБ приводит к повышению порога слуховой чувствительности и к ухудшению функционального состояния центральной нервной системы, поэтому допустимый уровень шума для классных помещений не должен превышать 40 дБ. Допустимый уровень шума в жилых помещениях в дневное время не должен превышать 40 дБ, а в ночное – 30 дБ.

Установлено, что если уровни интенсивности воспринимаемых звуков невелики и находятся в пределах возможностей человеческой речи (до 70 дБ), то такие звуки не вызовут изменений и будут восприниматься как обычный звуковой образ. Звуки и шумы свыше 70 дБ неприятны для слуха, а звуки интенсивностью свыше 130 дБ (громовой раскат, взлет реактивного самолета) обладают травмирующими свойствами. Нормальная человеческая речь имеет громкость 40-70 дБ. Шум уличного транспорта – 60-80 дБ. Шум в заводских цехах – 90 дБ. Рев мотоцикла без глушителя – 100 дБ. Далее следует грохот музыки на дискотеке – 110 дБ. А уровень звукового давления на рок-концерте может составить 120 дБ, что сопоставимо с ревом реактивного двигателя. Отсюда уже недалеко и до болевого порога человека – 140 дБ. Верхняя планка шумов на предприятии не должна превышать 80 дБ. По вредности влияния звука на человека выделяют четыре производственные категории. Четвертая категория – наиболее напряженная по условиям труда. В нее входят диспетчеры аэропортов, водители автомобилей (профессионалы), руководители крупных коллективов. Порог акустической нагрузки для этой группы – 50 дБ. Третья категория – рабочие кузнечных и ткацких цехов, школьные учителя, люди, работающие в три смены. Для них предельная нагрузка – 60 децибел. Вторая и первая категории – рабочие, крестьяне, учащиеся, для них допустимый акустический фон – 70 – 80 дБ.

Источники шума и их параметры

Порог болевой чувствительности 140 дБ
Реактивный самолет на взлете 130 дБ
Реактивный самолет на холостом ходу 120 дБ
Концерт рок – группы 110 дБ
Пневматическая дрель 100 дБ
Шум дорожного движения 90 дБ
Движущийся поезд 80 дБ
Пылесос 70 дБ
Шум толпы 50/60 дБ
Разговор 40 дБ
Фон в библиотеке 20 дБ
В сельской местности 10 дБ
Порог слышимости 0 дБ

Значение звуков и шумов

Способность к восприятию звуков – одна из важнейших составляющих нашего полноценного общения с окружающим миром. Звуковые ощущения позволяют не только получать эстетическое наслаждение от прослушиваемой музыки, пения птиц, шороха листьев, но и массу полезной информации, необходимой нам повседневно. Слух – самое острое человеческое чувство. Интенсивность звука, вызывающего в ухе самое слабое слуховое ощущение, в десять в десятой степени (!) раз меньше, чем аналогичная интенсивность света.

Слух – первое чувство, которое формируется у ребенка. Еще в утробе матери он начинает слышать и узнавать окружающие звуки. Слух – самое острое человеческое чувство. Интенсивность звука, вызывающего в ухе самое слабое слуховое ощущение, в десять в десятой степени (!) раз меньше, чем аналогичная интенсивность света.

Слух – самое совершенное чувство. Он может не только различать огромный диапазон звуков, но и точно определять пространственное нахождение их источника. Слух позволяет нам чувствовать себя в безопасности. Только он дает возможность услышать шум приближающегося сзади автомобиля и вовремя среагировать.

Слуховой орган имеет настолько сложное устройство, что до сих пор ни одно техническое приспособление не в силах полностью его заменить. В то время как близорукость элементарно корректируется с помощью очков.

Однако звуки и шумы таят в себе и опасность для нашего организма. В настоящее время врачи говорят о шумовой болезни, развивающейся в результате воздействия шума с преимущественным поражением слуха и нервной системы.

О негативном влиянии громкого звука на человека люди догадались давно, не вникая в природу звука. Об этом говорит тот факт, что в средние века существовала казнь «под колокол», звон которого убивал приговоренного.

Последствия негативного влияния звука

Длительное воздействие громкого шума на человека на предприятии ведет к снижению производительности труда на 10-60%.
По данным медицинской статистики 5-6% всех заболеваний «привязываются» к человеку из-за шумов.
Общая заболеваемость рабочих шумных цехов в среднем на 25% выше, чем у тех, кто трудится в тихих цехах.
Последствие постоянного шума – шумовая болезнь. Громкие, резкие, пронзительные звуки действуют возбуждающе на нервную систему. Ведь в природе шум часто связывается с опасностью, и в ответ организм рефлекторно приходит в боевую готовность. Если вокруг слишком шумно, перенапряжение приводит к неприятным последствиям: снижается внимание, падает работоспособность, появляется бессонница и даже страдает желудок (вплоть до возникновения гастрита и язвенной болезни). Все это называют шумовой болезнью. Кроме того, установлено, что внезапный и громкий шум вызывает сужение сосудов и, как следствие, повышение артериального давления, приводит к расстройству деятельности сердца, к истощению и перенапряжению нервных
Звуки – причина нервных расстройств. Зависим мы и от частоты звука, то есть от его высоты. Слишком высокие для нас - ультразвуки и слишком низкие – инфразвуки мы не слышим, но все же ультразвуки способны вызывать общую слабость и головокружение, а инфразвуки – стать причиной нервных хронических расстройств.
Еще одно последствие постоянного шума – ослабление слуха. Если звуковая волна от 70 дБ и выше будет постоянно «напрягать» слуховой аппарат, то сенсорные клетки не выдерживают и начинают отмирать. Поначалу человек перестает слышать высокие звуки, затем все хуже слышит и речь. Развивается тугоухость, которую называют шумовой травмой. Медицинская статистика свидетельствует, что сейчас жители крупных городов теряют остроту слуха уже с 30 лет, хотя в норме это должно происходить не ранее 60 лет. Причин для этого несколько. Основная причина в том, что шум, создаваемый транспортом, уже близок к опасному пределу в 80 дБ. За последние 10 лет интенсивность шума во всех крупных городах мира увеличилась на 10-15 дБ. Это и понятно: трамваи, троллейбусы, автобусы, легковые и грузовые автомобили, мотоциклы – на все лады звучащий транспорт буквально овладел улицами.

Результаты исследований

Был проведен социологический опрос, по результатам которого стало известно, что основными источниками шума в школах являются шум на переменах, музыка по школьному радио, утренняя зарядка, объявления по радио, звонок на урок. По всем источникам шума показатели превышали на множество дБ.

Анализируя результаты измерения шума, можно отметить, что критическое значение по уровню шума имеет звонок на урок, что составляет в среднем 112 дБ.

В опросе по вопросу беспокойства, вызванного различными источниками шума в учебном корпусе, участвовало 60 добровольцев разного возраста.

Анализируя результаты опроса можно отметить, что, несмотря на превышение шума от нормы в среднем на 30 дБ, учащихся не беспокоят музыка по радио и шум на переменах. Вызывает раздражение: звонок на урок (72%), утренняя зарядка (80%), объявления по радио (67%). При опросе среди учителей наблюдается обратная картина. Учителей раздражает шум на переменах и музыка по радио. Далее опрос проводили среди воспитанников интерната. В процессе опроса было выявлено, что основным источником шума на территории интерната является работающая электростанция, которая располагается в непосредственной близости (минимальное расстояние 20 – 30 м) от спальных корпусов.

При измерении шумомером оказалось, что сила шума во дворе интерната, где располагается игровая площадка, составляет в среднем 80 – 85 дБ. Внутри здания спальных корпусов №2, 3 интерната сила шума составила 45 дБ, это на 15 дБ выше нормы. Результаты приведены в приложении 4. При изучении мнений воспитанников по отношению к шуму работающей электростанции в опросе участвовало 30 воспитанников. Данные приведены в приложении 5.

Воспитанники интерната страдают от шума, вызванного работой электростанции. Такое же мнение складывается и среди воспитателей. Было выслушано мнение 19 воспитателей, которые все оказались недовольными от такого соседства. Следующим этапом было определение наиболее распространенных источников шума в жилых квартирах учащихся и проведение среди них социологического опроса. С этой целью было опрошено 40 учащихся.

Результаты опроса показывают, что большинство из ребят раздражает шум от транспорта, особенно в ночное время. На последнем этапе было определено время, которое учащиеся затрачивают на прослушивание музыки, как в наушниках, так и без них. На этом этапе опроса участвовало 45 учащихся разного возраста. В результате оказалось, что максимальное количество времени, которое затрачивается на прослушивание музыки, составляет – 10 ч., минимальное – 2 ч. Среднее количество составило 4,5 ч. Наибольшая интенсивность звука исходит от школьного звонка, где превышение от нормы составляет 72 дБ, школьного радио – 50 дБ, шума на переменах – 33 дБ. Опрос учащихся по данному вопросу показал, что больше всего раздражают шум, исходящий от утренней зарядки (80 % опрошенных), звонок на урок (72 % опрошенных), объявления по радио (76 %). Не раздражает шум и музыка на переменах. На такие результаты влияют возрастные особенности учащихся, когда проявляется особый интерес именно к громкой музыке. Полная противоположность во мнениях выражается в результатах опроса учителей. Их больше всего беспокоит шум на переменах и музыка по радио.

Превышение нормы звука наблюдается и в спальных корпусах интерната на 15 дБ, где основным источником шума является работа электростанции. Опрос среди воспитателей и воспитанников подтвердил правдивость исследований. Работа электростанции мешает во время сна 73 % воспитанникам, делать уроки – 80 % воспитанникам и вызывает общее раздражение у 63 % опрошенных. Воспитатели, работающие в этом интернате недовольны работой этой машины на 100 %. Кроме того, данный шум не только раздражает их, но даже вызывает общее недомогание и неврозы.

При определении источников шумового загрязнения в жилых домах большинство из опрошенных недовольны шумом, исходящим от транспорта (75 %), бытовой техники и радиоаппаратуры (63 %). Недовольство проявляется особенно в ночное время. На прослушивание музыки учащиеся в день затрачивают от 2 – до 10 часов, а в среднем – 4.5 ч. В норме подросток может слушать музыку в течение 2 часов.

Итак, из результатов работы можно сделать вывод, что учащиеся школы постоянно подвержены повышенному шумовому загрязнению. Можно предположить, что при такой интенсивности шумового загрязнения многие учащиеся школы-интерната могут заболеть различными хроническими заболеваниями. Уже в школе-интернате такими заболеваниями страдают 25 учащихся, а именно на первом месте это заболевания органов слуха (отит, мезотемпанит) и заболевания желудка (гастродуоденит).