CC BY
22
УДК 612.014.45+613.644
ВЛИЯНИЕ ИМПУЛЬСНОГО ШУМА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
А. А. Аркадьевский, Л. И. Максимова Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
На промышленных предприятиях нередко наблюдается импульсный (прерывистый) шум. Источниками такого шума служат агрегаты ударного действия (различные прессы, кузнечные молоты, гвоздильные агрегаты), а также выхлопы газов и воздуха от машин.
По физической характеристике импульсный шум отличается от стабильного временными параметрами—длительностью импульса, временем нарастания и спада звуковой энергии, частотой повторения импульсов в единицу времени, что тесно связано с интервалами между отдельными импульсами.
Действие импульсного шума на организм человека изучено недостаточно. Некоторые авторы (Peterson) полагают, что импульсный шум оказывает более неблагоприятное действие, чем стабильный, однако эта точка зрения является предположительной, основанной на том, что время нарастания импульса и скрытого периода реакции возбуждения слухового анализатора обычно несоизмеримо. Максимальная энергия импульсов нередко нарастает за 1 мсек — этого времени недостаточно для осуществления защитной реакции слухового анализатора. Поэтому Peterson считает, что импульсный шум в течение первых нескольких миллисекунд может иметь большее значение в своем действии на слух, чем в последующий период.
Конкретные данные о влиянии импульсного шума были получены О. П. Шепелиным. Автор изучал действие 2 разновидностей импульсного шума в сравнении с действием стабильного шума в производственных условиях и в эксперименте. Он также заключил, что импульсный шум оказывает более выраженное неблагоприятное действие на организм. Однако выводы автора неубедительны, поскольку он оперировал шумомером ШИ-52, который в силу инерции при измерении импульсного шума дает искаженные показания (Ю. М. Ильяшук; Н. И. Ковшов).
Таким образом, в области изучения воздействия импульсного шума многое остается открытым. В частности, не определено, какое значение имеет частота повторения импульсов в единицу времени, какие параметры импульсного шума могут быть допустимыми. Требуется дальнейшее исследование действия импульсного шума, в связи в чем нами и была проведена настоящая работа.
Импульсный шум создавался с помощью акустического стимулятора (в лаборатории медицинской радиоэлектроники Института гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана под руководством Г. М. Эрдман) путем прерывания стабильного '/з-октавного шума со средней геометрической частотой 4000 гц через определенные промежутки времени. При этом имелась возможность варьировать временные параметры шума и записать его на магнитную пленку.
Изучалось действие 2 разновидностей импульсного шума в сравнении с '/з-октав-ным стабильным шумом частотой 4000 гц при одинаковой интенсивности его, составляющей 90 дб. Опыты осуществлялись в звукоизолированной камере, где шум воспроизводился с магнитной пленки акустическим трактом, состоящим из магнитофона МАГ-8, усилителя ТУ-100 м и громкоговорителя РД-10.
Для исследования временных параметров импульсного шума, воспроизводимого указанным способом, была произведена запись его на осциллографе МПО-2 в условиях акустического поля в месте нахождения головы испытуемого. Осциллограммы исследуемых вариантов импульсного шума представлены на рис. 1 и 2. В первом варианте импульсный шум (см. рис. 1) был частотой 3 имп/сек, т. е. 180 имп/мин, длительность импульса составляла 250 м/сек, перерывы между импульсами равнялись 80 м/сек. Во втором варианте (см. рис. 2) импульсный шум был частотой 20 имп/мин. Частота следования импульсов была значительно уменьшена за счет увеличения перерывов между
импульсами до 3300 м/сек. Форма импульсов на осциллограммах оказалась почти прямоугольной, так как время нарастания звуковой энергии короткое— не превышало 20 м/сек.
Действие всех вариантов шума длилось в течение 1 часа.
Под наблюдением находилось 7 практически здоровых мужчин в возрасте от 20 до 24 лет. У них исследовалось функциональное состояние слуха — методом аудиомет-рии на частотах 200, 1000 и 4000 гц, состояние центральной нервной системы—методом хронорефлексометрии и состояние сердечно-сосудистой системы — методом электрокардиографии и тонометрии.
Рис. 1. Осциллограмма импульсного шума частотой 180 имп/мин.
Длительность импульсов 250 м/сек, перерывы между импульсами
80 м/сек.
Рис. 2. Осциллограмма импульсного шума частотой 20 имп/мин.
Длительность импульса 250 м/сек, перерывы между импульсами 3300 м/сек.
Физиологические наблюдения проводились до включения шума, через 55 мин. на фоне действия шума и через 1 час после действия шума. Затем исследовалось восстановление физиологических функций в течение 10—30 мин. Кроме того, проводились контрольные опыты, в которых действие шума исключали. Всего по 4 сериям выполнено 300 опытов, в которых произведено 2178 определений физиологических функций.
В результате исследований выяснено, что при действии импульсно-но шума частотой 180 имп/мин отмечаются значительные изменения изучаемых физиологических функций, почти не отличающиеся от изменений, наблюдаемых при действии стабильного шума. Под влиянием же шума частотой 20 имп/мин наблюдались несущественные функциональные изменения. Так, при действии стабильного шума во всех наблюдениях установлено понижение слуха, наиболее выраженное (в среднем 22 дб) на частоте 4000 гц. На частоте 1000 гц происходило понижение слуха в среднем на 13 дв, а на частоте 200 гц оно не превышало 10 дб.
В опытах по изучению действия импульсного шума частотой 180 имп/мин понижение слуха зарегистрировано в 95% наблюдений.
Разница в количестве наблюдений с понижением слуха между двумя сериями, равная 5%, несущественна. Степень снижения слуха на частотах 200, 1000 и 4000 гц составляла соответственно 11, 13 и 17 дб. Слух в той и другой сериях наблюдений восстанавливался через 10—20 мин. Следовательно, действие на слух импульсного шума частотой 180 имп/мин и стабильного шума аналогично.
При действии импульсного шума частотой 20 имп/мин понижение слуха выявилось в значительно меньшем числе наблюдений — в 61% случаев, изменения слуха на всех частотах не превышали 10 дб. После действия шума слух восстанавливался довольно быстро — через 3 мин. Иными словами, эти изменения не выходили за пределы нормальных физических колебаний и не вызывали опасений относительно утомления слухового анализатора и развития профессиональной тугоухости. Это подтверждают данные контрольных опытов, в которых также отмечались изменения слуха, характерные для обычных физиологических колебаний. Понижение слуха в пределах 10 дб обнаружено в '/ю наблюдений. Хотя изменения слуха при действии импульсного шума частотой 20 имп/мин по сравнению с контролем были значительно чаще, все же степень таких изменений, не превышающая 10 дб, и быстрое (в пределах 3 мин.) восстановление слуха свидетельствуют о том, что импульсный шум частотой 20 имп/мин, несмотря на большую интенсивность (90 дб), служит слабым раздражителем, который, вероятно, не может вызвать патологических отклонений в органе слуха. Возможно, что в данном случае решающее значение для благоприятного исхода имеет довольно большое время между отдельными импульсами — 3300 м/сек, которого, по-видимому, достаточно для процессов восстановления после действия отдельного импульса шума.
Об изменениях в центральной нервной системе мы судили по скорости зрительно-моторной реакции. Под влиянием стабильного шума эта скорость замедлялась в 93% и не изменилась в 7% случаев. Степень изменения реакции составляла в среднем 34 м/сек.
Аналогичные изменения наблюдались и при действии импульсного шума частотой 180 имп/мин. Скорость зрительно-моторной реакции после опыта замедлялась в среднем на 28 м/сек в 97% и оставалась прежней в 3% наблюдений. Восстановление ее наступало в основном через 10 мин., а иногда позже. При действии импульсного шума частотой 20 имп/мин реакция была замедленной лишь в 40%, ускоренной в 3% и оставалась без изменений в 57% наблюдений. Изменения реакции были выражены в среднем на 17 и 18 м/сек. Время восстановления реакции не превышало 3 мин.
В контрольной группе в 57% наблюдений скорость зрительно-моторной реакции не изменялась, в 29% замедлялась и в 14% ускорялась (в среднем на 14 и 12 м/сек)-
Существенной разницы в отклонении показателей скорости зрительно-моторной реакции, определяемой через 55 мин. на фоне действия шума и сразу после его действия, не обнаружено.
Таким образом, действие импульсного шума с частотой повторений 180 имп/мин выражено так же резко, как и действие стабильного шума. Оно проявляется главным образом в развитии процессов торможения и двигательном и зрительном анализаторах. Шум же с частотой повторений 20 имп/мин не обладает таким выраженным действием.
Данные исследования пульса представлены в таблице. При вычислении средних величин пульса среднеквадратическое отклонение мы определяли по способу Р. Н. Бирюкова. Сравнительная оценка изменений пульса показывает, что при действии импульсного шума частотой 180 имп/мин учащение пульса отмечалось на 15% чаще, чем при действии стабильного и импульсного шума частотой 20 имп/мин, а уреже-ние — на 21% реже, чем при действии импульсного шума частотой
Изменения пульса при действии различного шума
Характер шума Изменения пульса На фоне шума через 55 мин. После действия шума
число наблюдений (в %) число ударов в минуту число наблюдений (в %) число ударив в минуту
Импульсный шум частотой 180 имп/мин Импульсный шум частотой 20 имп ¡мин Стабильный шум 20 имп/мин. Разница в чайных колебаний пок Учащение Урежение Без изменений Учащение Урежение Без изменений Учащение Урежение Без изменений том и другом азателя или уд! 25 29 46 10 50 40 10 38 52 случаях зоенную 10 12 9 7 14 10 превыш ошибку 13 46 41 7 62 31 СО 40 ала пре; наблю,! 7 6 5 9 7 7 хел слу-(ения и,
следовательно, была достоверна (Е. Л. Ноткин). Это позволяет предполагать, что при действии импульсного шума частотой 180 имп/мин преобладает симпатический эффект. Важно отметить, что у одних и тех же лиц в различные дни наблюдений выявлялась как симпатикото-ническая, так и ваготоническая реакция на действие шума. Таким образом, кроме шума, действовали и другие факторы вне связи с опытом. Однако и в этих случаях у отдельных лиц при действии импульсного шума частотой 180 имп/мин учащение пульса обнаруживалось чаще, чем при действии шума частотой 20 имп/мин или при действии стабильного шума. Стало быть, импульсный шум частотой 180 имп/мин вызывает преимущественно симпатикотонический эффект. Изменение этой реакции после опыта в сторону повышения тонуса блуждающего нерва подтверждает такое предположение.
Данные электрокардиографии также свидетельствуют об усилении влияния вегетативной нервной системы на сердце. Действие импульсного шума частотой 20 имп/мин отличалось преимущественно вагото-ническим эффектом, а действие импульсного шума частотой 180 имп/мин — симпатикотоническим.
При действии импульсного шума частотой 180 имп/мин в большинстве наблюдений обнаруживалось понижение максимального артериального давления в среднем на 12 мм и некоторое повышение минимального давления. Такие же изменения найдены после действия стабильного шума. Импульсный шум частотой 20 имп/мин не вызывал существенных изменений артериального давления.
Таким образом, наши данные, относящиеся к определенным параметрам шума, не подтвердили литературных данных о преобладании неблагоприятного влияния импульсного шума по сравнению с действием стабильного.
ЛИТЕРАТУРА
Бирюкова Р. Н. Гиг. и сан., 1962, № 7, с. 43. — Ильяшук Ю. М. Методическое руководство по технике измерения и нормированию шума производственного оборудования. Л., 1962. — Ковшов Н. И. В кн.: Методические вопросы изучения действия шума на организм. М., 1963, с. 31. — Ноткин Е. Л. В кн.: Вопросы санитарной статистики, 1962, № 10, с. 81. — Шепелин О. П. Гиг. и сан., 1959, № 8, с. 26. — Шепелин О. П. Там же, 1961, № 3, с. 25. — Peterson A., Noise Control, 1956, v. 2, p. 46.
Поступила 21/X 1965 г.
THE EFFECT OF IMPULSE NOISE ON THE HUMAN BODY
A. A. Arkadievsky, L. I. Maksimova
Investigations show that the high frequency impulse noise at an impulse frequency of 180/min and an intensity of 90 dc does not differ from the stable noise in respect to its effect. Impulse noise at a frequency of 20 imp/min and an intensity of 90 db does not produce any significant changes in the investigated functions of the body (hearing, oculomotor reaction rate, pulse rate and the arterial pressure).
УДК 613.644:621.924
СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВИБРАЦИИ, ШУМА И ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СДВИГОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ РАБОТЕ ВЫСОКООБОРОТНЫМИ ШЛИФОВАЛЬНЫМИ МАШИНКАМИ
Канд. мед. наук Л. Я. Тартаковская, Н. М. Гридин, В. К. Агапова Свердловский институт гигиены труда и профпатологни
Физическая характеристика и влияние на организм вибрации, создаваемой ручным механизированным инструментом с большим числом оборотов, изучены недостаточно. Между тем возможна вибрационная болезнь у работающих с такого рода инструментом (Dart; Peters; Ф. Ф. Горбачевский; Е. Ц. Андреева-Галанина и соавторы; Н. Н. Ма-линская и соавторы).
Представляет интерес проведение исследований по определению функциональных сдвигов в организме при применении ручных высо кооборотных шлифовальных машинок — так называемых воздушных турбинок на участках кузнечных штампов.
Спектральный анализ вибрации машинок производили прибором ИВПШ, который с пьезодатчиками ВЗЧ или ПД-1 и полуоктавным фильтром ПФ-1 обеспечивал измерение среднеквадратичных значений поступающих на вход сигналов в диапазоне частот от 40 до 10 000 гц. Фоторегистрацию колебаний осуществляли с помощью индукционного датчика СПЭД-56 с магнитоэлектрическим осциллографом Н-700. Всего записано 48 осциллограмм, проведено 36 исследований спектра вибрации. Для исследования шума была использована многоканальная измерительная установка МИУ-5 с фильтром ПФ-1.
Как показала расшифровка осциллограмм, основная частота вибрации корпуса пневматических машинок на холостом ходу колеблется в пределах 320—600 гц, а при шлифовке металла и с увеличением диаметра абразива она снижается до 240—430 гц. Основная частота колебаний электрической машинки с гибким валом на холостом ходу, под нагрузкой и при увеличении диаметра абразива сохраняется на уровне 98—110 гц. Амплитуда колебаний при шлифовке металла и увеличении диаметра абразива возрастает.
Данные спектрального анализа вибрации машинок при шлифовке стальных штампов приведены на рисунке. Каждый из спектров представляет собой результат усреднения 4—5-разовых исследований вибрации корпуса и рукоятки новых, а также бывших в употреблении машинок после балансировки вращающихся частей.
Полученные при измерении вибрации среднеквадратичные значения ускорения пересчитаны в пиковые значения амплитуды ускорения и смещения. На рисунке А, приведены спектры пиковых амплитуд ус-
3 Гигиена и санитария. № 5
33
