Вибрация, акустические колебания, шум и их воздействие на человека
Вредные химические вещества
Для организма человека разнообразие химических веществ имеет неравноценное значение. Одни из них индифферентны, т.е. безразличны для организма, другие оказывают на организм вредное действие, третьи обладают выраженной биологической активностью, являясь либо строительным материалом живого вещества, либо обязательной составной частью химических регуляторов физиологических функций: ферментов, пигментов, витаминов.
Последние получили название биологически активных элементов (или биогенных элементов).
Качественное и количественное содержание химических элементов определяется природой организма, при этом внутренняя и внешняя среда представляет собой единую, целостную систему, находящуюся в динамическом равновесии с окружающей средой.
Невозможно не допустить поступления разнообразных химических веществ в окружающую среду и организм человека. Но количественно это поступление должно быть ограничено пределом, при котором вредные вещества становятся индифферентными как для организма человека, так и для биосферы в целом.
Те химические вещества, которые, проникая в организм даже в небольших количествах, вызывают в нем нарушения нормальной жизнедеятельности, называются вредными веществами. Они могут вызывать как острые, так и хронические отравления.
Острые отравления носят преимущественно бытовой, а хронические – профессиональный характер. Острое отравление – это такое, симптомокомплекс которого развивается при однократном поступлении большого количества вредного вещества в организм. Хроническим называют отравления, возникающие постепенно при повторном или многократном поступлении вредного вещества в организм в относительно небольших количествах. Помимо специфических отравлений токсическое действие вредных химических веществ может способствовать общему ослаблению организма, в частности снижению сопротивляемости к инфекционному началу. Например, известна зависимость между развитием гриппа, ангины, пневмонии и наличием в организме таких токсических веществ, как свинец, сероводород, бензол и другие.
Вибрация, акустические колебания, шум и их воздействие на человека
Вибрация – это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил. Вибрация по земле распространяется в виде упругих волн и вызывает колебания зданий и сооружений.
По способу передачи на человека вибрация подразделяется на: общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека; локальную, передающуюся через руки человека. При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный.
У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуловегетативная неустойчивость, нарушение зрения. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими реактивными изменениями.
Механические колебания в упругих средах вызывают распространение в этих средах упругих волн, называемых акустическими колебаниями. Колебания в диапазоне 16 Гц – 20 кГц, воспринимаемые человеком с нормальным слухом, называют звуковыми.
Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот и интенсивностей. При восприятии человеком звуки различают по высоте и громкости. Высота звука определяется частотой колебаний: чем больше частота колебаний, тем выше звук. Громкость звука определяется его интенсивностью, выражаемой в Вт/м2. Единица измерения громкости в логарифмической шкале называется децибелом (дБ). Область слышимости звуков ограничена двумя пороговыми кривыми: нижняя – порог слышимости, верхняя – порог болевого ощущения. Порог слуха молодого человека составляет 0 дБ на частоте 1000 Гц. Болевым порогом принято считать звук с уровнем 140 дБ, что соответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности 100 Вт/м2. Звуковые ощущения оцениваются по порогу дискомфорта (слабая боль в ухе, ощущение касания, щекотания).
Шум – совокупность звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно изменяющихся во времени. Для нормального существования, чтобы не ощущать себя изолированным от мира, человеку нужен шум в 10-20 дБ. Это шум листвы, парка или леса. Окружающие человека шумы имеют разную интенсивность: разговорная речь – 50-60 дБ, автосирена – 100 дБ, шум двигателя легкового автомобиля – 80 дБ, громкая музыка – 70 дБ, шум от движения трамвая – 70-80 дБ, шум в обычной квартире – 30-40 дБ.
Шум с уровнем звукового давления до 30-35 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение этого уровня до 40-70 дБ в условиях среды обитания создает значительную нагрузку на нервную систему, вызывая ухудшение самочувствия, и при длительном действии может быть причиной неврозов. Воздействия шума уровня свыше 75 дБ может привести к потере слуха – профессиональной тугоухости. При действии шума высоких уровней (более 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, а при еще более высоких (более 160 дБ) и смерть.
Помимо патологии органа слуха при воздействии шума наблюдаются общие неспецифические изменения в организме: рабочие жалуются на головные боли, головокружения, боли в области сердца, повышение артериального давления, боли в области желудка и желчного пузыря, изменение кислотности желудочного сока. Шум вызывает снижение функции защитных систем и общей устойчивости организма к внешним воздействиям.
Инфразвук. Упругие волны с частотой менее 16 Гц называют инфразвуком. Эти невидимые и неслышимые волны вызывают у человека чувство глубокой подавленности и необъяснимого страха. Особенно опасен инфразвук с частотой около 8 Гц из-за его возможного резонансного совпадения с ритмом биотоков мозга.
Инфразвук вреден во всех случаях – слабый действует на внутреннее ухо и вызывает симптомы морской болезни, сильный заставляет внутренние органы вибрировать, вызывает их повреждение и даже остановку сердца. При колебаниях средней интенсивности 110-150 дБ наблюдается внутренние расстройства органов пищеварения и мозга с самыми различными последствиями, обмороками, общей слабостью. Инфразвук средней силы может вызвать слепоту.
Ультразвук. Упругие колебания с частотой более 16000 Гц называются ультразвуком. Под их влиянием в тканях организма происходят сложные процессы: образование внутритканевого тепла в результате трения частиц между собой, расширение кровеносных сосудов и усиление кровотока по ним; усиление биохимических реакций, раздражение нервных окончаний.
Эти свойства ультразвука используются в ультразвуковой терапии на частотах 800-1000 кГц при невысокой интенсивности 80-90 дБ, улучшающей обмен веществ и снабжение тканей кровью.
Повышение интенсивности ультразвука и увеличение длительности его воздействия могут приводить к чрезмерному нагреву биологических структур и их повреждению, что сопровождается функциональным нарушением нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, изменением свойств и состава крови.
Ударная волна. На людей и животных может воздействовать ударная волна. Прямое воздействие возникает в результате избыточного давления во фронте ударной волны и скоростного напора воздуха.
Избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа и менее для людей и животных, расположенных вне укрытий, считается безопасным. Легкие поражения наступают при избыточном давлении 20-40 кПа. Они выражаются кратковременными нарушениями функций организма (звоном в ушах, головокружением, головной болью), возможны вывихи, ушибы. Поражения средней тяжести возникают при избыточном давлении 40-60 кПа. При этом могут быть вывихи конечностей, контузии головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечения из носа и ушей. Тяжелые контузии и травмы возникают при избыточном давлении 60-100 кПа. Крайне тяжелые контузии и травмы у людей возникают при избыточном давлении более 100 кПа. Отмечаются разрывы внутренних органов, переломы костей, внутренние кровотечения, сотрясение мозга с длительной потерей сознания. Эти травмы могут привести к смертельному исходу.