CC BY
11
The author gives a critical survey of themes which have been planned for research by scientific medical and technical institutes. The results already obtained are discussed and further problems to be solved in coordinated research work in the field of noise control are presented.
•to ft &
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НОРМИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШУМА
Кандидат медицинских наук А. А. Аркадьевский
Из Московского научно-исследовательского института санитарии и гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР
Автоматизация и модернизация промышленного оборудования без ограничения шума вызывает не только усиление интенсивности, но и изменение спектрального состава шума часто в сторону наиболее опасных высоких частот.
Из литературных источников [Я. С. Темкин, 1931; Швабах и Пол-нов (Swabach, Polnow), 1884; П. М. Обуховский и Д. В. Хованский, 1932; Г1. Г. Лепнев, 1934; Г. С. Трамбицкий, 1925; А. А. Аркадьевский, 1959, и др.] известно нарушение слуха под воздействием производственного шума, которое сказывалось в стойком повышении порогов слышимости у рабочих цехов с большим шумом, зависящее от интенсивности, спектра и длительности раздражителя. Эти материалы имели большое значение для выяснения физиологического механизма восприятия звуков и разработки оздоровительно-профилактических мероприятий. Однако подобные материалы не могли обосновать допустимых уровней интенсивности шума на производстве.
Очевидно, физиологическую основу нормирования следовало искать в результатах влияния шума на организм работающих в условиях его умеренной интенсивности.
Данные литературных источников, освещающих этот вопрос, недостаточны для физиологического обоснования нормативов.
Изучением влияния шума умеренной интенсивности занимался Г. Л. Навяжский (1948), который находил изменения в слуховой функции при уровне шума 90—100 дб и спектре от 1000 до 5000 гц; но в меньшей степени по сравнению с уровнем шума свыше 100 дб. На этом основании автор считает пределом интенсивность шума 70—90 дб. В. Г. Ермолаев (1941), изучая воздействие тонов на слух, установил, что звуки с уровнем интенсивности в пределах 80 дб и при частоте до 1024 гц не вызывают выраженного утомления слуха, а Д. И. Бахрах и Б. Е. Шейвехман (1949) при такой же частоте и уровне интенсивности шума определили понижение слуха у рабочих машиностроительной промышленности.
Интересны исследования последних лет (Е. Ц. Андреева-Гала-нина, 1957; А. П. Бружес и А. А. Аркадьевский, 1956; А. М. Волков, 1956; М. П. Могильницкий, 1936; Е. Г. Зархи, 1939; В. А. Углов, 1935), которыми установлено влияние шума на многие функции организма на электрическую активность коры головного мозга, на биоэлектрические явления в сердце, произвольно-двигательную функцию, на внутричерепное и внутрилабиринтное давление, дыхание и частоту пульса, на секреторную функцию желудка и газообмен. Не менее интересны в этом отношении работы зарубежных исследователей [Смит и Леард (Smith, Laird, 1930), Корибэлл (Coribell, 1948), Вестон и Адаме (Weston, Adams, 1935), Руффер (Ruffer, 1932)1, обнаруживших воздей-
ствие шумового фактора на перистальтику желудка, объем селезенки и почек. У них же имеются указания на зависимость понижения производительности труда и роста брака от шума.
Из обзора этих данных можно сделать весьма обобщенный вывод, что при достаточной интенсивности влияние шума отражается, по-видимому, на всех функциях организма. Это не учитывалось и не могло быть учтено при нормировании шума на производстве (И. И. Славин, 1956) прежде всего вследствие противоречивости литературных данных и неполноценной характеристики фактора. На основании изложенного следует полагать мотивированной задачу настоящей работы изучить действие производственного низкочастотного шума умеренной интенсивности не только на слух, но и на другие функции организма.
Наблюдения проводились в акустической камере на людях с нормальным слухам и общим здоровьем. Изучалось действие шума 3 вариантов интенсивности: 80. 90 и 100 дб на слуховую чувствительность н другие функции организма при помощи
аудиометрии, измерения скрытого периода зрительно-моторной реакции, электрокардиографии и определения артериального давления.
Низкочастотный шум, предварительно записанный на пленку на производстве, подавался в камеру при помощи магнитофона. Ниже приводится частотная характеристика этого шума (рис. 1).
На рис. 1 видно, что основная масса звуковой энергии сосредоточие в пределах от 50 до 600 гц с наибольшим уровнем ее на частоте 200 гц. Учитывая последнее, а также крутизну спада, равную 5 дб в последующей за этим уровнем октаве, подобный шум относится к низкочастотным шумам I класса.
Пороги слышимости у 4 наблюдаемых в возрасте от 18 до 22 лет измеряли при помощи звукового генератора до подачи шума, тотчас но прекращении шума и в течение 30 минут последействия. Звуковые сигналы поступали в ухо наблюдаемого через телефон электродинамического типа с частотой 200. 5о0, 1000 и 4000 гц. При этом было проведено свыше 80 наблюдений (около 4000 измерений слуховой чувствительности). Длительность воздействия шума во время наблюдения составляла 1 час.
Следует заметить, что реакция слухового органа на шумовое раздражение была односторонне направленной в подавляющем большинстве случаев. На рис. 2 отражен усредненный сдвиг порогов слышимости по наблюдаемым.
Эти данные хорошо выявляют тенденцию состояния слуховой чувствительности по каждому варианту интенсивности шума.
Видно, что уровень порогов слышимости (после действия шума) зависит от интенсивности раздражителя. Так, на всех частотах звукового сигнала действие шума с уровнем 80 дб сказывается повышением порогов в первую минуту исследования на 3—4 дб. Шум 90 дб повышает слуховой порог на 7—10 дб и наибольший сдвиг порога обнаружен по прекращении шума с уровнем интенсивности 100 дб. Этот сдвиг равнялся 15—18 дб.
Эти же закономерности сказываются на картине восстановительной деятельности слухового анализатора. Так, на полное восстановление исходных порогов после действия шума интенсивностью 80 дб требуется от 1 до 2 минут, а при шуме с уровнем 90 дб от 3 до 5 минут. Значительное замедление восстановления наблюдается после действия шума интенсивностью 100 дб, когда первоначальная величина достигается только через 13—28 минут. Это время в несколько раз превосходит предыдущие наблюдения.
дб ■о
ГО
го
jff
W '¿W ¿¿>Я Ш Ш ГШ
Рис. 1. Частотная характеристика производственного шума, записанного на пленку.
Выявленная зависимость уровня сдвига пороговой чувствительности слуха от интенсивности шумового раздражителя проявляется и в аудиограммах каждого наблюдаемого. Одна из них приводится на рис. 3. Есть основание считать, что величина сдвига порогов слышимости в сторону повышения и замедление восстановительного процесса
2 го
I"
з
N
¡>
¡1 \
ь я
3
N
ч
I г \
I ь 4
' \ > I' / \
п.
з *
I'ч
л.
' г } } 'о го зо / г з з /огозо / г з з /огозо / г з з го го зо
время *в6/>>оде«и/> /6 м и н у/7> а хЗ '
¿00 300 /000 М00
</аг/7?о/па полегание} г'0
Рис. 2. Сдвиг порогов слышимости после действия низкочастотного шума интенсивностью 80, 90, 100 дб (по усредненным данным 4 наблюдаемых) / — шум 80 дб; 2—шум 90 дб: 3 — шум 100 дб.
после действия низкочастотного шума интенсивностью 100 дб сигнализирует опасность закрепления сдвига и развития явлений тугоухости. На этом основании шум подобной интенсивности не может рассматриваться как допустимый на производстве.
I"
1\
(г\
!\ \ I' \ \
\
\
3
N I
С
\
I// \ \ II А \
т л 1Г\)
X
^
/
\
\
Ь \ /Л IIА
А
\
\
X
/ г з з /ого г г з з /ого зо г г з з /огозо / г з з /о гозо
3 /> е /и я наблюдения/в минута х/ ¿00 300 /ООО 4000
Ча с/по/т? а яо/ге6а//ий гс//
Рис. 3. Сдвиг порогов слышимости после действия низкочастотного шума
интенсивностью 80, 90, 100 дб (по усередненным данным у наблюдаемого К > 1 — шум 80 дб; 2 — шум 90 дб: 3 — шум 100 дб.
Скрытый период простой двигательной реакции на свет измеряли при помощи рефлексометра нашей конструкции, состоящего из без-инерционного электрического секундомера и устройства для одновременного пуска установки и вспышки сигнальной лампочки. Наблюдаемый на световое раздражение отвечал быстрым нажатием руки на тумблер прибора.
Было выполнено 35 наблюдений иа тех же 4 лицах. В каждом наблюдении получено по 24 ответа на столько же световых сигналов, что составляет около 800 измерений.
Дифференцировка данных по интенсивностям раздражителя выявила зависимость состояния зрительно-моторной реакции от степени шумового воздействия. Так, после действия шума интесивностью 80 дб количество случаев ускорения реакции равнялось половине случаев исследования. Соотношение между замедлением и ускорением реакции после шума с уровнем 90 дб изменяется в сторону увеличения числа случаев с удлинением скрытого периода и составляет 8 из 13. Число подобных случаев заметно возрастает после действия шума интенсивностью 100 дб и достигает 12 из 14. В остальных случаях время скрытого периода реакции уменьшилось, либо не изменилось.
Отклонение этого времени после шума с уровнем 80 дб колеба лось в пределах допустимой ошибки измерения (10 сигм). После шума интенсивностью 90 дб время скрытого периода замедлилось на 22 сигмы, а после шума с уровнем 100 дб — на 37.
Электрокардиографические исследования, как и в предыдущих случаях, производились до и после действия низкочастотного шума трех упомянутых интенсивностей. При этом определяли характер сдвигов сердечной деятельности со стороны систолического показателя
систолы (р—¿) и диастолы —р).
Анализ электрокардиографических данных показал, что систоли-ческая фаза сердца в большинстве случаев исследования (в 23 из 32)
не изменяется. В то же время диастолическая фаза удлиняется в 21 случае из 32. Отсюда: удлинение всего цикла сердечной деятельности, уменьшение систолического показателя и урежение пульса на 6—9 и 14 ударов в минуту после действия шума интенсивностью соответственно 80, 90 и 100 дб. (см. таблицу).
Электрическая ось сердца в наших случаях исследования не выходила за пределы угла а (+30—60°), соответствующего нормо-грамме.
Артериальное давление у тех же наблюдаемых, измеренное перед началом и по окончании действия шумового раздражителя, обнаружило тенденцию к понижению максимального и повышению минимального уровня, более ярко выраженную при интенсивности шума 100 дб.
Следовательно, анализ физиологических сдвигов после действия низкочастотного шума различной интенсивности указывает на соответствие данных, выявленных различными методами исследования. Мы выяснили значение часовой длительности наблюдения для распространения выводов на время рабочего дня.
Работами Р. И. Черняк (1958), выполненными в условиях акустической камеры, установлено, что сдвиг порогов слышимости в тишине нарастает в пределах 1—2 часов действия мощного шума. В последующие 3—4 часа уровни сдвига остаются одинаковыми. Л. Н. Ту-
Направленность сдвигов в электрокардиограмме
>после действия низкочастотного шума интенсивностью от 80 до 100 дб и зависимость отклонений показателей диастолы и частоты пульса от интенсивности шумовых раздражений
Отведение Знак Число случаев Интенсив- , ность шума (в дб) Разность относительно исходных
систола диастола диасто ла частота пульса в минуту
II + 8 21 80 +0,08 —6
— I 1 90 +0.12 —9
0 23 10 100 + 0,20 —14
маркиной (1955) при измерении порогов на шумовом фоне получен аналогичный результат с той разницей, что одинаковые уровни порогов при этом устанавливаются значительно быстрей. А. А. Аркадьев-ский (1959) изучал сдвиг слуховой чувствительности после действия «белого» шума интенсивностью свыше 100 дб в условиях производства и находил дальнейшее повышение порогов слышимости в последние часы работы, что расценивается им как эффект утомляющего действия шумовых раздражений.
Восстановительная деятельность слухового анализатора в наших исследованиях после действия шума низкочастотного спектра интенсивностью 100 дб в течение часа составляет 28 минут, что в 5 раз больше времени при шуме 90 дб и в 14 раз больше, чем при шуме 80 дб.
Поэтому есть основание считать, что эти отношения в лучшем случае не изменятся от шума большей деятельности.
К обсуждению описанных фактов мы пытались подойти с позиции выяснения механизма физиологических сдвигов со стороны центральной нервной системы, обнаруженных после часового действия шума принятых в наблюдениях вариантов интенсивности и спектра.
Известно, что в момент возникновения мощного шума появляются ориентировочные и защитные реакции организма, обязанные возбуждению в центральной нервной системе. Следующая фаза характеризуется тормозными процессами, замедлением физиологических реакций, что приводит к некоторой нормализации этих реакций. Однако непрерывно продолжающееся раздражение слуховых центров ирра-диирует по подкорковой области, включая в общее разлитое торможение вегетативные центры, что выражается в систематическом отклонении вегетативных функций от нормы.
В наших случаях это проявляется в нарушениях гемодинамики. Так, в электрокардиограммах обнаруживается удлинение диастолы при неизменном времени систолической фазы и как следствие этого — уменьшение систолического показателя и урежение пульса. Артериальное давление максимальное понижается, минимальное повышается. Из данных нашего исследования видно, что эти явления нарастают с мощностью шумового фактора. Есть основание считать, что эти изменения связаны с повышением тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.
Предполагается, что в механизме тормозного влияния шума на слуховой анализатор (повышение порогов слышимости) и на длительность скрытого периода зрительно-моторной реакции определенным образом влияет иррадиированное состояние возбуждения подкорковых вегетативных центров.
Выводы
1. При изучении действия производственного низкочастотного шума умеренной интенсивности на слуховую и другие функции организма человека методами аудиометрии, измерения скрытого периода зрительно-моторной реакции, артериального давления и электрокардиографии выявлены различия физиологических сдвигов, позволяющие судить о их значении для нормирования шумового фактора на производстве.
2. Физиологические сдвиги оказались наиболее выраженными после действия низкочастотного шума интенсивностью 100 дб со значительной задержкой восстановления функций. На этом основании шум такой интенсивности следует рассматривать как фактор неблагоприятного влияния на организм.
3. Низкочастотный шум интенсивностью 80 и 90 дб в силу вызываемых им незначительных физиологических сдвигов в организме человека с быстрым восстановлением функций в периоде последействия следует принять за допустимый на производстве.
ЛИТЕРАТУРА
Аркадьевен и й А. А. Биофизика, 1959, т. 4, в. 2, стр. 166. — Б а х р а х Д. И., Шейвехман Б. Е. В кн.: Проблемы физиологической акустики. М.—Л., 1949, т. 1, стр. 166. — Ермолаев В. Г. Высокие звуки и звуковая травма. Алма-Ата, 1941.— За х е р А. В. Труды Ленинградского ин-та по изучению профболезней, 1926, т. I. стр. 277.—Лепнев П. Г. Вести, сов. оторинолар., 1934, № 2, стр. 144. — Могил ь-ницкий М. П. В кн.: Сборник трудов, посвяш. 35-летней деят. проф. В. И. Воячека, Л., 1936, стр. 620. — H а в я ж с к и й Г. Л. Учение о шуме. Л., 1948. — Обухов-с к и й П. М., Хованский Д. В. Вести, сов. оторинолар., 1932, № 3, стр. 320. — Славин И. И. Нормы и правила по ограничению шума на производстве. Л., 1956.—Темки н Я. С. Профессиональная глухота. М., 1931. — Трамбицкий Г. С Труды 1-го Украинского ин-та гигиены труда. Харьков, 1925, в. 1, стр. 207.— Ту Маркин а Л. Н. Труды Ин-та биофизики. Л., 1955, т. 1, стр.205. — Углов В. А., Мортишеня А. И., Гольдберг А. М. В кн.: Теория и практика борьбы с шумом. Л., 1935, стр. 56. — Черняк Р. И. Биофизика, 1958, т. 3, в. 1, стр. 75.— Coribell Е. Цнт. по Г. Л. Навяжскому.—West on H. С., Adams S. The performance of Weavers under varying conditions of noise. London, 1935.
Поступила 28/ПI 1960 r
PHYSIOLOGICAL BACKGROUND FOR DETERMINING INDUSTRIAL NOISE STANDARDS
A. A. Arkadievskiy, candidate of medical sciences
The action of low frequency noise of 80 to 100 decibels has been studied under laboratory conditions. The observations have been carried out on young persons with normal hearing and in good health. The effect of noise on the hearing and other func tions of the body has been investigated. Functional shifts were revealed by means of audiometric and electrocardiographic recording by measuring the length of the latent period in the vis-uo-motor reaction and by taking arterial blood pressure. Physiological evaluation is made of the effect exercised on the human organism by the noise of the above parameters. There is evidence that the low frequency noise of 100 decibels intensity produces a considerable disturbance in the investigated functions and their restoration is delayed for a long time. The changes in the same functions occurring after the noise action amounting to 80 to 90 decibels intensity prove less important and their restoration requires shorter time.
As a result of this investigation it is possible to classify the low frequency noise of the 100 decibels intensity with the noises producing hamful effect; however, the same noise but of 80—90 decibels may be considered permissible in industry.
ft ft ft
К ВОПРОСУ о влиянии МОЩНОГО ШУМА НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Л. Е. Милков
Из неврологического отделения клиники Института гигиены труда и профессионала
ных заболеваний АМН СССР
С развитием техники шум в отдельных цехах промышленных предприятий нередко достигает значительной интенсивности (110—120 дб). Такой мощный шум может, как известно, вызвать определенные нарушения в функциональном состоянии организма, поэтому понятен, возросший интерес за последние годы к шумовой проблеме. Между тем наиболее полно изучено влияние шума лишь на состояние слуха. Вся же проблема биологического действия мощного
