Негативні фактори та їх вплив на людину

Основним заходом захисту від вібрації є віброізоляція джерела коливань. Прикладом можуть бути автомобільні й вагонні ресори. Віброактивні агрегати встановлюють на віброізоляторах (пружинах, пружних прокладках, пневматичних або гідравлічних пристроях), що захищають фундамент від впливу механічних коливань.

Санітарні норми й правила регламентують гранично допустимі рівні вібрації, заходи для її зниження, профілактику та лікування. Санітарні правила передбачають обмеження тривалості контакту людини з вібронебезпечним устаткуванням.

Біологічну активність вібрації використовують з лікувальною метою. Відомо, що фактори, які діють на живі об'єкти, викликають, залежно від інтенсивності дії, протилежні за значенням явища: стимулюють біопроцеси або їх пригнічують. Правильно дозовані вібрації певних частот не тільки не шкідливі, й, навпаки, збільшують активність життєво важливих процесів в організмі. За короткочасної дії вібрації спостерігається зниження больової чутливості. Спеціальний вібромасажер знімає м'язову втому й сприяє прискоренню відбудовних нервово-м'язових процесів у спортсменів.

Механічні коливання в пружних середовищах викликають поширення в них пружних хвиль, які називають акустичними коливаннями.

Енергія від джерела коливань передається часткам середовища. У процесі поширення хвилі частинки середовища втягуються у коливальний рух з частотою, що дорівнює частоті коливань джерела, із запізненням по фазі, що залежить від відстані до джерела й швидкості поширення хвилі. Відстань між двома найближчими об'ємами середовища, що коливаються в одній фазі, називають довжиною хвилі. Довжина хвилі — це шлях, пройдений хвилею за час, рівний періоду коливань.

Пружні хвилі з частотами 16—20 000 Гц у газах, рідинах і твердих тілах називають звуковими хвилями. Швидкість звуку в повітрі за нормальних умов cтановить 330 м/с, у воді — 1400, у сталі — 5 000 м/с. Звуки, які сприймаються людиною, розрізняють за висотою та голосністю. Висоту звуку визначають частотою коливань: що більше частота коливань, то вищий звук. Голосність звуку визначають його інтенсивністю й виражають у Вт/м2. Однак суб'єктивно оцінювана голосність (фізіологічна характеристика звуку) зростає набагато повільніше, ніж інтенсивність (фізична характеристика) звукових хвиль. У разі зростання інтенсивності звуку в геометричній прогресії сприймана голосність підвищується приблизно лінійно. Тому звичайно рівень голосності L виражають у логарифмічній шкалі L = 10Ig(1/10), де 1 і 10 — діючий та умовно прийнятий за основу рівень інтенсивності, що дорівнює 10-12 Вт/м2 і оцінюється як поріг чутливості людського вуха за частоти звуку 1000 Гц (людське вухо найбільш чутливе до частот 1000—4000 Гц). За цією шкалою кожний наступний ступінь звукової енергії (рівня подразнення) більший попереднього в 10 разів. Якщо інтенсивність звуку більша в 10, 100, 1000 разів, то за логарифмічною шкалою це відповідає збільшенню голосності (рівня сприйняття) на 1, 2, 3 одиниці. Одиницю виміру голосності в логарифмічній шкалі називають децибелом (дБ). Вона приблизно відповідає мінімальному зростанню сили звуку, що розрізняє вухо.

Для порівняння зазначимо, що середній рівень голосності мови становить 60 дБ, а двигун літака на відстані 25 м створює шум у 120 дБ.

Мінімальну інтенсивність звукової хвилі, що викликає відчуття звуку, називають порогом чутності. У різних людей він неоднаковий і залежить від частоти звуку.

Інтенсивність звуку, за якої у вусі виникають такі відчуття, як тиск і біль, називають порогом болючого відчуття. Зазвичай порогом болючого відчуття вважають інтенсивність звуку 100 Вт/м2, що відповідає 140 дБ.

Шум — це сукупність звуків різної частоти й інтенсивності, що безладно змінюються в часі. Для нормального існування людині потрібен шум у 10—20 дБ. Такий шум створює листя у лісі. Розвиток техніки й промислового виробництва супроводжується підвищенням рівня шуму. В умовах виробництва дія шуму на організм людини часто поєднується з іншими негативними впливами: токсичними речовинами, перепадами температури, вібрацією тощо.

До фізичних характеристик шуму належать: частота, звуковий тиск, рівень звукового тиску.

За частотним діапазоном шуми поділяють на низькочастотні — до 350 Гц, середньочастотні — 350—800 Гц і високочастотні — вище 800 Гц.

За характером спектра шуми бувають широкосмугові, з безперервним спектром, і тональні. У останніх у спектрі розрізняють тони.

За тимчасовими характеристиками шуми поділяються на постійні, переривчасті, імпульсні та коливальні в часі.

Звуковий тиск (Р) — це середній за часом надлишковий тиск на перешкоду, яка перетинає шлях хвилі. На порозі чутності людське вухо сприймає за частоти 1000 Гц звуковий тиск P0 = 2•10-5 Па. На порозі больового відчуття звуковий тиск досягає 2•102 Па. Для практичних цілей зручною характеристикою звуку є величина, вимірювана в децибелах, — рівень звукового тиску. Рівень звукового тиску N — це виражене за логарифмічною шкалою відношення величини певного звукового тиску Р до граничному тиску Р0:

N = 20 Lg(P/P0).

Для оцінювання фізіологічного впливу шуму на людину використовують величини, які називають голосністю та рівнем голосності. Поріг чутності змінюється із частотою звуку: він зменшується зі збільшенням частоти від 16 до 4000 Гц, а потім зростає із збільшенням частоти до 20 000 Гц. Наприклад, звук, що створює рівень тиску у 20 дБ на частоті 1000 Гц, має таку саму голосність, як і звук у 50 дБ на частоті 125 Гц. Тому звук одного рівня голосності на різних частотах має не однакову інтенсивність.

Джерела шуму різноманітні. Це — літаки, двигуни внутрішнього згорання, пневматичні інструменти, генератори звукових коливань