Коммунальный шум, его влияние на организм и профилактика

Хотя коммунальный шум не вызывает таких тяжелых клинических изменений в слуховом анализаторе, как производственный, борьба с ним имеет не меньшее социально-гигиеническое значение, поскольку его действие неблагоприятно сказывается на многих функциях организма и распространяется на все население. В связи с научно-техническим прогрессом, урбанизацией и развитием внутригородского транспорта борьба с городским шумом (уличным, жилищно-бытовым) и создание акустического комфорта стали актуальнейшими задачами коммунальной гигиены.

Основные понятия о шуме. Шум представляет собой сочетание звуков различной частоты и интенсивности. В гигиене шумом называют нежелательные, мешающие человеку, звуки. Воздействие шума на организм человека зависит прежде всего от его громкости, которая определяется спектральным составом (частотой входящих в его состав звуков) и силой шума. Кроме того, оно зависит от распределения шума во времени, режима воздействия на человека и характера шума, обусловленного его происхождением.

Слуховой анализатор человека воспринимает колебания в диапазоне от 16 до 20000 Гц; колебания свыше 20000 Гц называют ультразвуком, ниже 16 Гц—инфразвуком. По частотной характеристике различают шумы низкочастотные (16—350 Гц), среднечастотные (.350—800 Гц) и высокочастотные (более 800 Гц).

От частоты 16 до 1000 Гц (стандартный звук) величина порога слышимости значительно падает (т. е. громкость увеличивается), от 1000 до 4000 Гц порог слышимости еще немного уменьшается, при частотах больше 4000 Гц наблюдается некоторое повышение порога, т. е. снижение громкости звуков. Раздражающее и повреждающее слух действие, как правило, нарастает с увеличением частоты звука. Весь слышимый диапазон звуков разбит на полосы (октавы), каждую из которых называют по величине, средней для нее частоты, а именно: 31, 62,5, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. При акустических измерениях спектральный состав шума определяют с помощью шумомера и анализатора спектра. В состав шума автомобиля входят звуки с частотами 60—2000, мотоцикла 500—1000, сигнала автомобиля 1000—4000, мужского голоса 120— 5000, чириканья птиц 2000—4000 Гц.

Сила звука обусловлена амплитудой колебания звуковой волны. С увеличением амплитуды возрастает сила звука и создаваемое им звуковое давление. В качестве пороговой по слышимости силы звука является величина энергии, равная 10-12 Вт/м2 на частоте 1000 Гц и соответствующее ей звуковое давление (Р0), равное 2 • 10-5 Па. С увеличением звукового давления возрастает ощущение громкости.

Вся «слышимая» шкала абсолютных единиц звукового давления укладывается в интервал от 2 • 10-5 (порог слышимости) до 2 • 102 (порог болевого ощущения) Па. Однако подобная шкала не отражает физиологических особенностей слухового анализатора, восприятие которым звуков описывается законом Вебера—Фехнера, т. е. воспринимаемая человеком громкость звука пропорциональна логарифму звукового давления. Изложенное послужило основанием для создания логарифмической шкалы уровней звукового давления, в которой единицей измерения является децибел (дБ).

Логарифмические единицы позволяют оценить интенсивность звука не абсолютной величиной звукового давления, а ее уровнем, т. е. отношением фактически создаваемого давления к пороговой величине давления.

За условный нулевой уровень в шкале децибел принято звуковое давление (Р0), находящееся на пороге слухового восприятия, т. е. 2 10-5 Па. Звуковое давление на 12,4% больше порогового называется уровнем силы звука 1 дБ, звуковое давление на 12,4% большее, чем 1 дБ. равно уровню силы звука 2 дБ и т. д. (наше ухо различает по громкости два звука, если давление одного из них на 12,4% больше, чем другого).

Современные шумомеры имеют 2 шкалы. Одна шкала дБ, которая отвечает физическим свойствам звука (шума). Ею пользуются при наличии анализатора спектра шума, измеряя уровень звукового давления (в дБ) в пределах каждой полосы. При отсутствии анализатора спектра шума пользуются физиологически скорректированной шкалой дБА, называемой шкалой уровня звука. В этом случае шумомер автоматически корректирует физические данные в соответствии с тем, как воспринимает шумы слуховой анализатор человека. Так, при наличии в составе шума звуков низкой частоты показания прибора в дБА будут ниже, чем в дБ, в соответствии с кривыми равной громкости. Поэтому и нормативы допускаемого шума обычно даются в виде предельного спектра и в дБА.

По распределению звуковой энергии во времени различают шум постоянный, прерывистый, непостоянный, импульсный. Постоянным называют шум, уровни которого во времени изменяются не более чем на 5 дБ (шум вентилятора, насоса). Прерывистым считается постоянный шум, который прерывается паузами, при этом время, в течение которого шум остается постоянным, составляет 1 с и более (например, шум лифта). Непостоянным считается шум, уровень которого во времени изменяется более чем на 5 дБ (транспортный шум).

Разработан метод, с помощью которого для данного непостоянного шума можно рассчитать эквивалентный ему по воздействию на человека уровень звука в дБА постоянного шума.

Импульсным называют шум, воспринимаемый как отдельные удары, например шум отбойного молотка. При характеристике импульсного шума определяют частоту следования (количество импульсов в секунду), длительность каждого импульса и др.

Немалое, а иногда решающее значение имеет психофизиологическое восприятие шума, Кроме громкости оно зависит от источника, определяющего характер шума, и от вида деятельности человека во время воздействия шума. Так, например, при определенных условиях деятельности шепот, храпение могут мешать больше, чем громкая музыка или разговор. Шум, не оказывающий неблагоприятного воздействия на улице, может мешать при умственной работе или во время отдыха.

Воздействие шума на организм человека. Человек со дня рождения живет в мире звуков, которые дополняют характеристику объектов окружающей среды. Звуки речи необходимы для общения между людьми. Обычно городской шум усиливается днем, ослабляется к вечеру и минимален ночью. Полагают, что умеренный дневной шум в какой-то мере стимулирует процессы возбуждения в коре большого мозга.

Мешающие шумы оказывают многообразное негативное воздействие на организм. В преддверно-улитковом органе звуковые колебания трансформируются в адекватные кодированные нервные импульсы, поступающие в подкорковые (ретикулярная формация, гипоталамус и др.) образования и слуховое поле коры большого мозга. Вследствие этого шум может воздействовать на: 1) центральную нервную систему. 2) вегетативную нервную систему. 3) преддверно-улитковый орган. Необходимо отметить значительную индивидуальную чувствительность к действию шума, которая в известной мере зависит от силы сокращения мышц, ограничивающих амплитуду движения слуховых косточек. Все же причины разной устойчивости людей к действию шума нуждаются в дальнейшем изучении, так как знание их помогло бы разработать более эффективные, лечебно-профилактические мероприятия для лиц, подвергающихся этому риску.

При действии шума наиболее уязвима столь важная функция организма, как сон. Шум, возбуждая центральную нервную систему, удлиняет период засыпания, будит, укорачивает длительность сна. Даже у непроснувшихся людей шум уменьшает глубину сна, вызывает ряд вегетативных реакций (повышение артериального и внутричерепного давления), снижает эффективность сна. Порог влияния шума на спящих для разных людей лежит в области от 30 до 60 дБа. В одном из экспериментов при шуме в 35 дБА просыпалось 23% испытуемых, а при шуме 45 дБА — 52%. Поэтому очень важно, чтобы в жилых домах н других помещениях (больницах, санаториях), предназначенных для сна, уровень звука в ночное время не превышал 25—30 дБА.

Под воздействием шума клетки центральной нервной системы вначале возбуждаются, затем наступает охранительное торможение (падает тонус, усталость, сонливость, апатия), а в дальнейшем — истощение нервных центров с развитием астенического состояния (торможение в коре и возбуждение подкорковых образований); эмоциональная неустойчивость, плохое самочувствие, головная боль, бессонница и т. п.

От действия шума (35—55 дБА и более) замедляется скорость зрительно-моторной и акустико-моторной реакций, удлиняется латентный период и падает сила рефлексов. Еще больше страдает от шума (начиная с 40 дБА) нервно-психическая деятельность. Шум — враг мысли» (Сенека). Доказано, что шум ослабляет внимание, ухудшает восприятие информации, логическое мышление, кратковременную память и ряд других нервно-психических функций.

Шум в 65—90 дБА способен вызвать первичные вегетативные реакции, что объясняют возбуждающим действием его на ретикулярную формацию (доказано с помощью ЭЭГ), которая, в свою очередь, повышает возбудимость вегетативной нервном системы. По Леманну, шум свыше 70 дБ воздействует на вегетативную сферу даже в том случае, если он не вызывает отрицательной психической реакции.

Наиболее изучены вегетативные реакции со стороны сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения и эндокринных желез. Чувствительны к действию шума больные с гипертонической болезнью в I стадии. При действии шума течение гипертонической болезни и ряда других заболеваний органов кровообращения ухудшается, лечебные мероприятия не приносят должного успеха. Изменения со стороны пищеварительной системы заключаются в ослаблении сократительной способности желудка, торможении перистальтики, замедлении эвакуации пищи из желудка, нарушении секреторной деятельности. Язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки чаще регистрируется у людей, работающих в условиях воздействия интенсивного шума (80 дБА и более).

Воздействие ретикулярной формации на гипоталамус приводит к стимуляции системы гипофиз — корковое вещество надпочечников (реакция стресса).

Шум ведет к снижению работоспособности не только при умственной, но часто и при физической работе. Увеличивая утомление, ухудшая внимание, понижая скорость рефлекторных реакций, маскируя звуковые сигналы, шум может способствовать травматизму. Интенсивный шум в салоне автобуса (до 75—85 дБА) или в кабине автомашины (до 80—85 дБА), воздействуя на нервную систему водителя, увеличивает риск уличного травматизма. Если уровень звука превышает 80—Уи дБА, то нарушаются обменные процессы в клетках спирального органа (предполагают, что за счет нарушения кровоснабжения). Это вызывает даже после кратковременного воздействия шума временное повышение порога слышимости (на 5—20 дБ и более). Подобная реакция наблюдается и у лиц, пребывающих несколько часов в день на улицах с интенсивным движением транспорта. За время отдыха в бесшумной обстановке острота слуха восстанавливается. При многолетнем воздействии интенсивного и в особенности высокочастотного шума может развиться профессиональная тугоухость При 85 дБА тугоухость может развиться у 9%, при 90 дБА—у 20% людей.

О тугоухости профессионального происхождения известно уже давно. А может ли ухудшить слух современный городской шум? Точных данных для ответа на этот вопрос нет. Обращают лишь внимание на то, что у ряда африканских племен, живущих в бесшумных условиях, острота слуха сохраняется до глубокой старости и у людей 70 лет она не хуже, чем у городских жителей 30—35-летнего возраста европейских стран. Шум в 120—130 дБА, воздействуя на преддверно-улитковый орган, вызывает ощущение боли. Вследствие костной проводимости он оказывает непосредственное механическое воздействие на клетки ганглиев. Шум в 150 дБА вызывает смертельную баротравму (для защиты от него необходимы шумозащитные шлем и костюм); он возникает под летящим на небольшой высоте реактивным самолетом, вблизи места запуска ракеты (до 175 дБА и более), при взрывах.

Городской шум. Главным источником уличного шума является внутригородской транспорт, его средства генерируют шум порядка 80—90 дБА. В этом шуме превалируют низкие и средние частоты, обладающие меньшим раздражающим и повреждающим действием, но зато лучше распространяющиеся в воздухе, огибающие препятствия, проникающие через форточки, щели в окнах. Так, звук 125 Гц на расстоянии 50 м снижается на 1 дБА, 250 Гц — на 3 дБА, 1000 Гц — на 8, 4000 — на 15 дБА.

Если на тихих улицах интенсивность шума 40—45 (до 60) дБа, то на магистральных достигает 85—90, а во время «пик» 100—110 дБА.

В связи с развитием воздушного транспорта защита городов и лежащих под воздушными трассами (полеты, взлеты, посадки, развороты) населенных пунктов стала одной из актуальнейших задач. Во многих городах уровень шума при полете самолетов на высоте до 0,5—1 км достигает 70—85, а при подлете к посадке и при взлете — до 100 дБА. Шум реактивных самолетов в связи с наличием в спектре высокочастотных составляющих оказывает большее раздражающее действие, чем шум винтовых самолетов. Особое беспокойство авиационный шум вызывает ночью. Внезапно возникающий авиационный шум в ночное время не только будит, он часто вызывает чувство тревоги, испуга. В селениях, удаленных от аэропортов на расстояние 5—10 км, жалобы поступали от 60— 87% населения, 15—20 км — от 45—75%, 30 км — от 13%.

Постоянное круглосуточное воздействие городского шума высокой интенсивности повышает нервное напряжение, снижает эффективность творчества, производительность труда, эффективность отдыха и сна населения, способствует развитию и обострению различных заболеваний.

Гигиеническое нормирование коммунального шума. Основой борьбы с шумом являются его допустимые уровни, впервые разработанные и узаконенные в Советском Союзе. Они имеют следующие особенности: 1) физиологически обоснованы; 2) дифференцированы для различных условий деятельности человека (отдых, учеба, сон и т. п.); 3) учитывают длительность действия шума и его характер; 4) ограничивают предельно допустимый уровень звукового давления во всех октавах (так называемый предельный спектр — «ПС») либо дают предельный уровень звука в дБА.

Для шума самолетов на территории жилой застройки приняты следующие допустимые уровни: 1) максимальный уровень звука днем 90, ночью 80 дБА, 2) эквивалентный уровень звука днем 65, ночью 55 дБА. Эти нормативы, в особенности для ночного времени, нельзя признать оптимальными, перед специалистами поставлена задача снижения их.

Профилактика и борьба с шумом. Борьба с шумом настолько актуальна и сложна, что во многих городах и городских районах созданы при гор - и райисполкомах специальные комиссии по борьбе с шумом, которые координируют деятельность советских, хозяйственных, научных, санитарных, профсоюзных организаций и общественности в этой области. Профилактика коммунального шума должна начинаться еще с момента составления проекта строительства нового или реконструкции существующего города (микрорайона). Рекомендуется с помощью расчетов составить «шумовую карту», нанося условными знаками прогнозируемый уличный шум на карту города. Аналогичные шумовые карты составляются в существующих городах путем планомерных замеров шума в различных местах населенного пункта. Сопоставление шумовых карт с ПДУ шума помогает конкретизировать задачи в деле борьбы за акустический комфорт в городе.

Мероприятия по борьбе с уличным шумом проводятся в следующих основных направлениях.

Наиболее радикальны технические меры, направленные на источники шума. Применительно к городскому шуму это замена шумных источников или снижение создаваемого ими шума за счет их совершенствования. В настоящее время в ГОСТы на транспортные средства, станки и машины вводятся нормы, предусматривающие ограничение создаваемого ими шума.

Одной из эффективнейших мер борьбы с городским шумом являются планировочные мероприятия. В этом случае средствами защиты являются расстояние и применение экранирующих средств. Эти методы находят конкретное воплощение в приемах застройки города: зонирование населенного пункта, застройка жилой зоны микрорайонами, обводные магистральные дороги по периметру города, здания - барьеры, вынос шумных промышленных предприятий за пределы жилой зоны, тщательный выбор мест для строительства школ, больниц и других объектов, особо нуждающихся в тишине, и др.

Большое, а иногда решающее значение имеют административные меры. К ним относятся ограничение фонических сигналов уличного транспорта, упорядочение движения легкового и грузового транспорта на определенных улицах, соблюдение комплекса мер, ограничивающих квартирный и уличный шум с 23 до 7 ч и в выходные дни, в том числе запрещение проезда автотранспорта в это время по ряду улиц, ограничение шума громкоговорителей, расположенных на улицах, площадях, скверах и т. п.

Все перечисленные мероприятия осуществляются эффективно, если общественность и отдельные граждане активно борются с шумом. Поэтому борьба с шумом невозможна без гигиенического воспитания населения. Врачи, обслуживающие поликлиники, обязаны совместно с врачами санэпидстанций разъяснять населению значение акустического комфорта для высокой работоспособности взрослых, успеваемости детей, здорового ободряющего сна, эффективного отдыха (особенно после воздействия производственного шума), хорошего настроения.