Ультразвук та інфразвук, їх дія на організм людини та гігієнічне нормування

Ультразвук являє собою механічні коливання пружного середовища, що мають однакову зі звуком фізичну природу, але відрізняються більш високою частотою, що перевищує прийняту верхню межу чутності - понад 20 кГц, хоча при великих інтенсивностях (120 ... 145 дБ) чутними можуть бути і звуки більш високої частоти.
Ультразвук, як і звук, характеризується ультразвуковим тиском (Па), інтенсивністю (Вт/м2) і частотою коливань (Гц).
При поширенні в різних середовищах ультразвукові хвилі поглинаються, причому тим більше, чим вище їх частота. Низькочастотний ультразвук досить добре розповсюджується в повітрі, а високочастотний - практично не поширюється. У пружних середовищах (воді, металі та ін) ультразвук мало поглинається і здатний поширюватися на великі відстані, практично не втрачаючи енергії. Поглинання ультразвуку супроводжується нагріванням середовища.
Специфічною особливістю ультразвуку, обумовлене великою частотою і малою довжиною хвилі, є можливість поширення ультразвукових коливань спрямованими пучками, які отримали назву ультразвукових променів. Вони створюють на відносно невеликій площі дуже велике ультразвукове тиск. Це властивість ультразвуку зумовило широке його застосування: для очищення деталей, механічної обробки твердих матеріалів, зварювання, пайки,
прискорення хімічних реакцій, дефектоскопії, перевірки розмірів виробів, що випускаються, структурного аналізу речовин, гідролокації та ін Знайшов застосування ультразвук і в медицині для лікування захворювань хребта, суглобів, периферичної нервової системи і т. п.
При тривалій роботі з низькочастотними ультразвуковими установками, що генерують шум і ультразвук, що перевищують встановлені ПДУ, можуть відбутися функціональні зміни центральної і периферичної нервової
системи, серцево-судинної системи, слухового і вестибулярного апарату і т. п. У порівнянні з високочастотним шумом ультразвук значно слабше впливає на слухову функцію, але викликає більш виражені відхилення від
норми вестибулярної функції, больової чутливості і терморегуляції. Те, що ультразвук впливає на різні органи і системи людини не тільки через слуховий апарат, підтверджується несприятливим його дією на глухонімих.
Для колективного захисту від дії підвищених рівнів ультразвуку можна використовувати такі напрями: зменшення шкідливого випромінювання ультразвукової енергії в джерелі її виникнення; локалізацію дії ультразвуку конструктивними і планувальними рішеннями, проведення організаційно-профілактичних заходів.
Для зменшення шкідливого випромінювання звукової енергії в джерелі рекомендується підвищувати робочі частоти джерел ультразвуку, що забезпечує зменшення інтенсивності ультразвуку, а також виключати паразитні випромінювання звукової енергії.
Для локалізації ультразвуку обов'язковим є застосування звукоізолюючих кожухів, полукожухов, екранів. Якщо ці заходи не дають позитивного ефекту, то ультразвукові установки потрібно розміщувати в окремих приміщеннях і кабінах, облицьованих звукопоглинальними матеріалами.
Конструктивно-планувальні рішення вимагають застосування дистанційного управління та системи блокування, що відключає генератор джерела ультразвуку при порушенні звукоізоляції.
Контактна вплив ультразвуку виключається автоматизацією виробничих процесів і застосуванням дистанційного управління. При особливої необхідності використовують спеціальний інструмент з віброізолюючий рукояткою і захисні рукавички.
Організаційно-профілактичні заходи полягають у проведенні інструктажу працюючих та встановлення раціональних режимів праці та відпочинку.
Інфразвук являє собою механічні коливання пружного середовища, що мають однакову з шумом фізичну природу, але поширюються з частотами менше 20 Гц. У повітрі інфразвук мало поглинається і тому здатний поширюватися на великі відстані. Інфразвук характеризується інфразвукових тиском (Па), інтенсивністю (Вт/м2), частотою коливань (Гц). Рівні інтенсивності інфразвуку і інфразвукового тиску виражаються в децибелах (дБ).
Багато явищ природи (землетруси, виверження вулканів, морські бурі) супроводжуються випромінюванням інфразвукових коливань. У виробничих умовах інфразвук утворюється, головним чином, при роботі тихохідних великогабаритних машин і механізмів (компресорів, дизельних двигунів, електровозів, вентиляторів, турбін, реактивних двигунів і ін), які роблять обертальний або зворотно-поступальний рух з повторенням циклу менше ніж 20 разів на секунду (інфразвук механічного походження). Інфразвук аеродинамічного походження виникає при турбулентних процесах у потоках газів чи рідин.
Інфразвук справляє негативний вплив на весь організм людини, в тому числі і на орган слуху, знижуючи слухову чутливість на всіх частотах. Інфразвукові коливання сприймаються як фізичне навантаження: виникають стомлення, головний біль, запаморочення, вестибулярні порушення, знижується гострота зору і слуху, порушується периферичний кровообіг, з'являється відчуття страху і т. п. Тяжкість впливу залежить від діапазону частот, рівня звукового тиску і тривалості.
Низькочастотні коливання з рівнем інфразвукового тиску понад 150 дБ зовсім не переносяться людиною.
Особливо несприятливі наслідки викликають інфразвукові коливання з частотою 2 ... 15 Гц у зв'язку з виникненням резонансних явищ в організмі людини, причому найбільш небезпечна частота 7 Гц, так як можливо його збіг з альфа-ритмом біострумів мозку.
Згідно з СН 22-74 - 80 рівні інфразвукового тиску в октавних смугах з середньогеометричними частотами 2, 4, 8 і 16 Гц не повинні перевищувати 105 дБ, а в смузі з частотою 32 Гц-102 дБ.
Боротьба з несприятливим впливом інфразвуку повинна вестися в тих же напрямках, що і боротьба з шумом. Найбільш доцільно зменшувати інтенсивність інфразвукових коливань на стадії проектування машин або агрегатів.