Инфразвук и ультразвук

Инфразвук представляет собой механические колебания упру­гой среды одинаковой с шумом физической природы, но имею­щие частоту меньше 20 Гц. Инфразвук в производственных усло­виях чаще всего возникает при работе тихоходных крупногабарит­ных машин и механизмов (вентиляторов, компрессоров и т. д.), циклы работы которых повторяются не чаще 20 раз в секун­ду. Инфразвуковые колебания вызывают у человека чувство глубокой подав­ленности и необъяснимого страха, слабые звуки действуют на внутреннее ухо, создавая эффект морской болезни, сильные вызы­вают вибрацию органов человека, нарушая их функции. При колебаниях средней мощности наблюдаются внутренние расстройства органов пищеварения и мозга с самыми различными последствиями (обморок, общая сла­бость и т. д.). Инфразвук является вредным фактором производственной среды вызывает изменения нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной, эндокринной и других систем организма, причем выраженность изменений зависит от уровня, частоты, длительности воздействия. Инфразвук с уровнем 90 дБ принят за допустимый для окружающей среды, т.к. он не вызывает изменений физиологических показателей в организме человека. При воздействии инфразвука с уровнем 105 дБ отмечены психофизиологические реакции в форме повышения тревожности и неуверенности, эмоциональной неустойчивости. Инфразвук уровнем 110-115 дБ субъективно воспринимается как раздражающий фактор. Звук низкой частоты вызывает резонанс в различных органах человека. Физиологически наиболее активным для человека является диапазон частот от 2 до 17 Гц из-за резонансных явлений со стороны внутренних органов. Частота 7 Гц совпадает с альфа-ритмом биоэлектрической активности мозга.

Проведенные в США исследования (C.W. Nixon, 1974) максимально переносимой человеком интенсивности инфразвука показали, что предельные уровни составляют для частот 1-7 Гц – 150 дБ, 8-11 Гц – 145 дБ, 12-20 Гц – 140 дБ для 8-ми минутных экспозиций с 16-часовыми перерывами между двумя воздействиями. В диапазоне 20-100 Гц предельные уровни установлены 135 дБ при ежедневной однократной экспозиции 20 мин.

Инфразвук нормируется согласно санитарных норм СанПиН 2.2.4/2.1.8.583-96, которые задают для постоянного инфразвука предельно допустимые уровни звукового давления на рабочих местах для различных видов работ, а также в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки (табл. 9).

Таблица 9 Предельно допустимые уровни инфразвука на рабочих местах, территории жилой застройки, в помещениях жилых и общественных зданий

Для колеблющегося во времени и прерывистого инфразвука уровни звукового давления, измеренные по шкале шумомера «Лин», не должны превышать 120 дБ.

Следует отметить низкую эффективность звукоизоляции и зву­копоглощения при защите от инфразвука. Мероприятия по борьбе с инфразвуком сводятся к увеличению быстроходности машин с превышением количества однотипных циклов их работы в секунду более 20, установке глушителей аэродинамических ин­фразвуков, усилению жесткости конструкций машин больших размеров, дистанционному управлению, а из профилактических мер — к проведению предварительных и периодических медицин­ских осмотров работающих.

Ультразвук — это механические колебания упругой среды, име­ющие одинаковую со звуками физическую природу, но по частоте превышающие верхний порог слышимости (20 000 Гц). На произ­водстве ультразвук применяют для дефектоскопии деталей, при измельчении твердых веществ в жидко­стях, для очистки и обезжиривания деталей, гомогенизации молока, тиндеризации (мягчения) мяса, ускорения диффузионных процессов посола и экстракции биологически активных веществ, резания, сварки металла, дробления, сверления хрупких мате­риалов, ускорения брожения при изготовлении вин, в медици­не — для диагностики и лечения многих заболеваний.

При прохождении ультразвука через жидкость возникает явле­ние кавитации, сопровождающееся образованием пузырьков, за­полненных парами жидкости и растворенным в ней газом, ростом температуры и повышением давления до десятков миллионов Паскалей. При этом возникают электрические заряды, люминесцент­ное свечение, ионизация. Поэтому кавитацию используют для стерилизации, получения эмульсий таких жидкостей, как вода и масло, которые обычным путем не смешиваются.

Ультразвуковой диапазон частот подразделяется на низкочастотные колебания (16-63 кГц), среднечастотные (125-250 кГц) и высокочастотные (1,0-31,5 МГц) колебания. По способу распространения – на воздушный и контактный. Пороги слухового восприятия ультразвуков составляют на частоте 20 кГц – 110 дБ, на 30 кГц – до 115 дБ и на 40 кГц – до 130 дБ. Длительное воздействие ультразвука на человека вызывает быс­трую утомляемость, головную боль, раздражение, боль в ушах, бессонницу, а также профессиональные заболевания — парезы кис­тей и предплечий. Поэтому необходимо предупреждать контакт­ное озвучивание через твердые и жидкие среды, а также ограничи­вать распространение ультразвука и шума в воздухе рабочей зоны. В данном случае следует руководствоваться требованиями ГОСТ 12.1.001-89 «Ультразвук. Общие требования безопасности» и СанПиН 2.2.4/2.1.8.582 –96 «Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения». На рабочих местах уровни звукового давления низкочастотных ультразвуковых колебаний, распространяющихся воздушным пу­тем, не должны превышать следующих допустимых значений:

среднегеометрические частоты 12,5 16 20 25 31,5…100

третьоктавных полос, кГц

уровень звукового давления, дБ 80 90 100 105 110

Характеристикой ультразвука, передаваемого контактным пу­тем, является пиковое значение виброскорости (м/с) или его логарифмический уровень (дБ) (табл. 10).

Таблица 10 Предельно допустимые уровни контактного ультразвука для работающих

Допустимые уровни контактного ультразвука следует принимать на 5 дБ ниже значений, указанных в табл. 10, в тех случаях, когда работающие подвергаются совместному воздействию воздушного и контактного ультразвука.

Вредное влияние повышенных уровней ультразвука стремятся ликвидировать с помощью следующих меропри­ятий: применяют дистанционное управление оборудованием, автоблокировки, ручки покрытые эластичными материалами, устанавливают экраны и кожухи, облицовывают помещения звукопоглощающими материалами, применяют средства индивидуальной защиты, оптимизируют режим труда и отдыха, проводят медосмотры и общеукрепляющие процедуры (витаминизация, УФ-облучение и др.).

Для замеров уровней ультра- и инфразвуков применяют такие приборы, как измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М2, шумомер-анализатор SVAN 912АЕ, цифровые шумомеры типа SVAN 943, SVAN 945 и др.