Шум. Влияние шума на организм человека
Шум – это совокупность звуков, различных по частоте и интенсивности, вредно влияющих на организм человека. Возникает шум при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Ухо человека воспринимает звуковые колебания воздуха с частотой от 16 до 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 16 Гц называется инфразвуковым, а свыше 20000 Гц - ультразвуковым.
Сочетание звуковых раздражителей дает время человеку, необходимое для оценки их характера и формирования реакции ответной на раздражитель. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовое загрязнение.
С ростом урбанизации шум стал постоянной частью человеческой жизни, одним из существенных загрязнителей городской среды. Загрязнение нашей звуковой окружающей среды за последнее сто лет приобрело угрожающие масштабы. Оно не только вызывает раздражение или ведет к снижению остроты слуха. Шум вызывает сильнейший стресс, который может привести к бессоннице, высокому кровяному давлению и нарушению функций мозга.
Одна из проблем заключается в том, что многие люди воспринимают излишний шум всего лишь как досадное неудобство, а не как серьезную опасность для здоровья. Чрезмерная шумовая нагрузка резко снижает работоспособность, уменьшает эффективность отдыха, ведет к хроническому переутомлению, глухоте.
Шум способен привести и к физиологическим изменениям: к разнообразным расстройствам сердечно-сосудистой системы, к болезням желез внутренней секреции и дыхательных путей, возникающих в результате общей нервной напряженности.
Шум обладает способностью «накапливаться» в организме и вызывать различные заболевания и негативные отклонения в здоровье. От избыточного шума снижается иммунный барьер и резко увеличивается частота заболеваний, повышается раздражительность. Но прежде всего чрезмерный шум ведет к притуплению слуха или полной его потере со временем.
Рассеивая внимание, шум существенно влияет на трудоспособность и результативность труда. Особенно сильно влияет шум на работоспособность при умственных операциях. Ощутимый шум снижает работоспособность умственного труда более чем в 1,5 раза, а у людей, занятых физическим трудом - почти на 1/3. При этом информация, полученная при ощутимом шумовом загрязнении, долго не может храниться в памяти или сохраняется только в пассивном (узнаваемом в тексте), а не в активном варианте.
Шум рассеивает внимание человека, мешает ему сосредоточиться на главном, осложняет принятие нужных решений. Приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток. Ослабленные клетки нервной системы не могут достаточно четко координировать работу различных систем организма.
Примеры шумового воздействия:
1.Эффект продолжительного воздействия реактивного двигателя при взлете (на расстоянии 25 м) - 150 дБ вызывает разрыв барабанной перепонки.
2.Удар грома, ткацкий станок, рок-музыка, сирена (близкое расстояние) - 120 дБ и ощущается, как порог боли у человека.
3.Метро, подвесной мотор, косилка для газонов, мотоцикл (расстояние 8 м), трактор, полиграфическое предприятие, отбойный молоток, мусоровоз - 100 дБ приводит к серьезной угрозе для слуха (время воздействия 8 часов).
4.Уборка мусора, стиральная машина, типичная фабрика, товарный поезд (расстояние 15 м), посудомоечная машина, миксер - 80 дБ возникает угроза для слуха.
5.Скоростная автомагистраль (расстояние 15 м), пылесос, шумный офис, вечеринка, телевизор - 70 дБ вызывает раздражающее действие.
6.Разговор в ресторане, обычный офис, музыкальный фон, чириканье птиц - 60 дБ вызывает интенсивное воздействие на слух.
7.Спокойный пригород (в дневное время), разговор в жилой комнате - 50 дБ ощущается как слабое воздействие на слух.
8.Библиотека, тихий музыкальный фон - 40 дБ вызывает слабое воздействие на слух.
9.Шепот, шелест листьев - 20 дБ вызывает очень слабое воздействие на слух.
Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления - децибелах. Уровень шума в 20-30 децибелов (дБ) практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон. Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница составляет примерно 80 децибелов, и то при уровне шума 60-90 дБ возникают неприятные ощущения.
Звук в 120–130 децибелов уже вызывает у человека болевое ощущение, а 150 дБ становится для него непереносимым. Недаром в средние века существовала казнь «под колокол». Гул колокольного звона мучил и медленно убивал осужденного. Звук в 180 дБ вызывает усталость металла, а в 190 дБ - вырывает заклёпки из конструкций.
Очень высок уровень и промышленных шумов. На многих работах и шумных производствах он достигает 90-110 децибелов и более. Ненамного тише и у нас дома, где появляются все новые источники шума - так называемая бытовая техника. Также известно, что кроны деревьев поглощают звуки на 10-20 дБ. Шум в 60-80 дБ вызывает у человека расстройства вегетативной нервной системы, 90-110 дБ - снижение слуха, а шум в 115-120 дБ - это «болевой порог», когда звука как такового уже не слышно, но чувствуется боль в ушах.
Шум в 150 дБ просто нестерпим, 180 дБ - смертельный для человека. У детей, которые проживают в условиях городского шума, наблюдается отставание в умственном развитие, а частые посещения подростками дискотек могут привести к потере слуха, ведь там «звучит» 105–110 дБ, а в случае усиления динамиков - до 120 дБ, что приравнивается к грохоту электропоезда.
В настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Их исследования показали, что шум наносит ощутимый вред здоровью человека. Обладая аккумулятивным эффектом, т. е. акустическое раздражение, шум, накапливаясь в организме, все сильнее угнетает нервную систему.
Особенно вредное влияние шум оказывает на нервно-психическую деятельность организма. Процесс нервно-психических заболеваний выше среди лиц, работающих в шумных условиях, нежели у лиц, работающих в нормальных звуковых условиях. Шумы вызывают функциональные расстройства сердечно-сосудистой системы. Шум оказывает вредное влияние на зрительный и вестибулярный анализаторы, снижает рефлекторную деятельность, что часто становится причиной несчастных случаев и травм. Чем выше интенсивность шума, тем хуже мы видим и реагируем на происходящее.
При резком свете мы закрываем глаза, инстинкт самосохранения спасает нас от ожогов, заставляя отдёрнуть руку от горячего и т. д., а от воздействия шума у человека нет защитной реакции и поэтому и существует недооценка борьбы с шумом.
Неслышимые звуки также могут оказать вредное воздействие на здоровье человека. Так, инфразвуки особое влияние оказывают на психическую сферу человека: поражаются все виды интеллектуальной деятельности, ухудшается настроение, иногда появляется ощущение растерянности, тревоги, испуга, страха, а при высокой интенсивности — чувство слабости, как после сильного нервного потрясения.
Даже слабые звуки - инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, в особенности, если они носят длительный характер. По мнению ученых, именно инфразвуками, неслышно проникающими сквозь самые толстые стены, вызываются многие нервные болезни жителей крупных городов.
Ультразвуки, занимающие заметное место в гамме производственных шумов, также опасны. Механизмы их действия на живые организмы крайне многообразны. Особенно сильно их отрицательному воздействию подвержены клетки нервной системы.
Таким образом, с шумом необходимо бороться, а не пытаться привыкнуть. Борьбе с шумом посвящена акустическая экология, целью и смыслом которой является стремление установить такое акустическое окружение, которое соответствовало бы или было созвучно голосам природы, ибо шумы техники противоестественны всему живому, эволюционно сложившемуся на планете.
Санитарные нормы и правила устанавливают предельно допустимые уровни шума на рабочих местах в помещениях и на территории производственных предприятий, создающих шум, и на границе их территории, основные мероприятия по уменьшению уровней шумов и предупреждению воздействия шума на человека.
Наиболее вредные для человека инфра и ультразвуки. Дело в том, что человек, в отличие от многих животных, не слышит их, а следовательно, не имеет возможности защищаться от их вредного действия. Надо, однако, отметить, что степень их влияния зависит от частоты и времени их действия. Кстати, биение сердца, колебания легких, работа кишечника, вибрации голосовых связок также сопровождаются генерацией инфразвуков, но вряд ли они нам вредят. В природе источниками инфразвуков являются микросейсмические колебания земной поверхности, вулканические извержения, взаимодействия геологических платформ Земли перед образованием разломов.
В индустриальном обществе источниками инфразвуков являются автомобильные, авиационные и ракетные двигатели, громкоговорители и даже органные трубы. Особенно опасные для здоровья человека инфразвуки частотой 5-10 Гц (они резонансно действуют на клетки живой ткани, которые имеют частоту собственных колебаний приблизительно 8 Гц). Такие инфразвуки наносят вред внутренним органам человека: при частоте 5 Гц -повреждается печень, 6 Гц - развивается морская болезнь, 7 Гц - могут остановиться сердце и разорваться кровеносные сосуды.
Инфразвуки большой мощности влияют на психику человека: возникает сонливость, ощущение страха и т.д. Но основным следствием действия инфразвука на живые организмы является нарушение вестибулярного аппарата. Инфразвуки значительной интенсивности способны вызывать не только изменения слуховой чувствительности, но и болезненные ощущения, затруднения речи и модуляции голоса, нарушения респираторной активности, изменения a-ритмов мозга.
В условиях современной цивилизации мощным источником ультразвуков являются многочисленные процессы промышленного производства и транспорта. Скорость распространения их зависит от свойств среды. Сейчас известно, что ультразвуки малой интенсивности действуют на живые объекты благотворно, а большой интенсивности - пагубно (они разрушают живые клетки). В частности, механический фактор, предопределенный ультразвуковым излучением, приводит к нарушению функций определенных участков организма, например, к блокаде мелких капилляров сгустками эритроцитов.
Тепловые эффекты связанные с процессом поглощения биологической тканью ультразвукового излучения, в результате чего ей передается часть энергии. Эта энергия превращается в тепло и приводит к повышению температуры тела живых организмов.
Физико-химическое влияние предопределено изменением проницаемости биологических мембран и диффузионных процессов. Установлено влияние ультразвука на высокомолекулярные соединения: витамины, гормоны, ферменты. Ультразвук способствует высвобождению из органов и тканей организма биологически активных веществ.
Однако резкой границы между зонами действия ультразвуков малой и большой интенсивности не существует. Все зависит от характера биологического объекта и большого количества внешних факторов. Поэтому из всех шумовых раздражителей наибольший вред наносят уличные шумы, по большей части созданные автотранспортом.
Исследования ученых по шумам
За последние 70 лет в результате жизнедеятельности человека на поверхности Земли произошло больше изменений, чем в течение всей истории человечества. В процессе этой гигантской работы возникли и неизбежны в будущем такие изменения в окружающей нас среде, которые могут отрицательно повлиять на нормальную жизнедеятельность человеческого организма. Так, в результате бурного развития техники в мире изменились акустические условия.
Исследователи подводных глубин, будучи в герметически закрытом батискафе, испытывали крайне неприятное ощущение от гнетущей тишины. О том же рассказывали космонавты, впервые проводившие тренировки в барокамере. Им не хватало звуков.
Абсолютная тишина угнетает, она противоестественна для всего живого. Шумы естественного происхождения не оказывают отрицательного воздействия на организм. Наоборот, звуки, рождаемые самой природой, на него влияют благотворно. Они так же необходимы человеку, как зелень деревьев и голубое небо над головой.
По данным исследований акустической лаборатории Московского университета, установлено, что во всех исследованных ею шумах - шуме листвы тополя, липы, лиственного леса, дождя, морского прибоя и других шумах естественного происхождения - определяющими являются примерно одни и те же частоты, соответствующие примерно 1000 колебаний в секунду. Это как раз зона наибольшей спектральной чувствительности слухового аппарата человека. Этим объясняется то приятное чувство успокоения и равновесия, которое они вызывают.
В некоторых санаториях вместо обычных снотворных средств используются специально записанные на магнитофонные ленты ритмические звуки природы - шумы дождя и морского прибоя. Благодаря этому больные погружаются в длительный и глубокий сон.
Установлено, что звук оказывает определенное воздействие на растительную ткань - ткань, не имеющую нервной системы. Известен, например, интересный опыт двух индийских ученых, докторов наук Сингха и Паниаха, исследовавших влияние звука на растения. По утрам недалеко от одного из растений исполнялись музыкальные произведения в продолжение 25 минут, в течение этого времени ученые наблюдали в микроскоп за процессами, совершавшимися в протоплазме листьев.
Они обнаружили, что под влиянием музыки жизнедеятельность протоплазмы усиливалась. Подобный эксперимент был проведен так же с мимозой. В результате мимоза, «слушавшая» музыку, достигла высоты в полтора раза больше, чем та, которая не подвергалась воздействию звуков музыки. Ни что живое небезразлично к звуку, и, как доказано, даже растительная клетка тоже реагирует на звук.
Ученые одного из Московских медицинских институтов провели целый комплекс исследований на животных для выяснения вопроса: что происходит при шуме с организмом? Исследования проводили на собаках и кроликах. У собак проверяли действие высшей нервной деятельности методом условных рефлексов, измеряли артериальное давление и записывали биотоки мозга и сердца.
У кроликов снимали электроэнцефалограммы. Было выяснено, что «у всех животных изменение условно-рефлекторной деятельности под воздействием шума протекает одинаково, в виде трех фаз - угнетение, затем некоторое возбуждение и снова новое, более глубокое и продолжительное подавленное состояние.
Длительное пребывание животных в условиях интенсивного шума сопровождается значительным изменением артериального давления и ухудшением функциональных свойств сердечной мышцы, характер которых пока не объяснен».
Многие специалисты считают, что из всех воздействий на чувства человека наиболее сильными являются звуки. Восприятие звуков человеком начинается ещё с эмбрионального периода развития. Многочисленные факты свидетельствуют, что плод, особенно в последние месяцы, не остается безразличным к звукам внешней среды. Профессор Б.С. Преображенский неоднократно указывал, что люди очень чувствительны к звукам даже малой интенсивности и, естественно, серьезно страдают от шума.
Орган слуха – это чрезвычайно сложная система. Во внутреннем ухе около 25 тысяч клеток, реагирующих на звук. Ухо наиболее чувствительно к диапазону 2000-2300 Гц. Лучший же музыкальный слух приходится на область 80-600 Гц. Здесь наше ухо способно различить, например, два звука с частотой 100 Гц и 100,1 Гц. Всего человек различает 3-4 тысячи звуков разной высоты.
С возрастом слух меняется. Наибольшая острота слуха наблюдается в возрасте 15-20 лет, а затем он постепенно падает. Зона наибольшей чувствительности слуха у человека до 40 лет находится в области 3 тысяч колебаний в секунду, от 40 до 60 лет – 2 тысяч, а старше 60 лет - одной тысячи колебаний в секунду.
Каков путь звуковых колебаний от источника звука до головного мозга?
Пройдя сквозь наружный слуховой проход, звуковые волны колеблют барабанную перепонку, слуховые косточки, воздух в барабанной полости. Затем, через овальное окно эти колебания передаются во внутреннее ухо, где и возникает первичное раздражение нервных элементов, которое по слуховому нерву передается в мозг. Этот путь прохождения звука носит название воздушной проходимости. Существует так же костная проводимость. Кости черепа, жидкость, заполняющая его полости, и мозговая ткань так же проводят звуковые волны. Если мы плотно, даже герметически закроем оба уха, то несколько слабее, но все же будем воспринимать звуки.
Такую особенность уха использовал Бетховен, страдавший прогрессирующей тугоухостью. Он зажимал зубами конец палочки, а другим её концом прикасался к музыкальному инструменту и так слушал музыку. В основе профессиональной тугоухости, развивающейся под влиянием шума, лежат изменения во внутреннем ухе – в окончаниях слухового нерва.
В XIX в. учёный И.Догель описал конкретные эффекты воздействия музыкой, отметив изменения кровяного давления, частоты сокращений сердечной мышцы, глубины и ритма дыхания. К тем же выводам с констатацией положительного эффекта пришёл выдающийся психоневролог Бехтерев. Причём наблюдение касалось не только человека, но и животных. Академик Б.Петровский, знаменитый русский хирург, сопровождал особенно сложные операции мелодиями, заметив гармонизирующее влияние музыки на работу организма. И таких фактов можно привести множество.
Научно установлено, что звуки колокола в течение нескольких секунд убивают палочки тифа и вирусы гриппа. Исследования этого явления были проведены шведским музыкально-терапевтическим обществом, существующим с 1969 г. Современные научные исследования о влияние музыки на человека оказались направлены в основном на выявление её психорегулирующих свойств, причём особенно активно стал разрабатываться вопрос манипуляций человеком.
Еще в 50-е годы прошлого века в США исследовали влияние музыки на покупателей и обнаружили, что нежная, расслабляющая музыка заставляет покупателей задерживаться у прилавков и полок дольше, внимательно изучая свойства товара, при этом способность к критическому мышлению становилась у «подопытных» менее выраженной. Быстрые, однако приятные мелодии обнаружили противоположное воздействие: покупатели быстрее совершали покупки и в хорошем настроении преимущественно покидали торговые залы. Эта простая манипуляция и сегодня активно используется.
Так, в заведениях «McDonalds» менеджер, наблюдающий за количеством посетителей и их поведением, меняет звучащую музыку на более медленную или быструю в зависимости от наполненности зала.
Музыкальная регуляция поведения клиентов и покупателей стала в США отдельной отраслью: появились целые компании, разрабатывающие музыкальное оформление торговых предприятий, основанное на масштабных маркетинговых исследованиях аудитории. Среди самых известных - «Muzak Ltd», ранее работавшая на правительство Соединённых Штатов и составляющая (сочиняющая) музыкальные композиции для оборонных заводов в целях повышения эффективности труда без финансовой и социальной стимуляции работников.
В 1980 г. в институте имени И. М. Сеченова (Москва) появляется лаборатория психокоррекции, возглавляемая И. Смирновым, которого, по данным издания «Defense Electronics», приглашают в 90-е в Америку на встречу с представителями ЦРУ и ФБР. После этого в США возникает компания «Psychotechnologies Corp.», занимающаяся программированием сознания и влиянием на мозговую деятельность человека.
А в 2000 г. И.Смирнов, уже заведующий кафедрой психоэкологии в РУДН, заявляет об открытии 4 универсальных ключей к подсознанию, один из которых - психомузыка с неосознаваемым звуковым сигналом. Такой сигнал, наложенный на ритмичную музыку, воспроизводимую в клубах, на дискотеках, во время общественных мероприятий воспринимается мозгом как команда к действию. Что в этом правда или вымысел только предстоит нам узнать.
Влияние шума на здоровье человека
Первые дошедшие до нас жалобы на шум можно найти у римского сатирика Ювенала (60-127 гг.). 2,5 тыс. лет назад в знаменитой древнегреческой колонии города Сибарисе действовали правила, охраняющие сон и покой граждан: запрещались громкие звуки ночью, а ремесленники таких шумных профессий, как кузнецы, жестянщики изгонялись за пределы города. Две тысячи лет назад во имя тишины и спокойствия Юлий Цезарь запретил повозкам ночью разъезжать по улицам Древнего Рима.
Механизм действия шума на организм сложен и недостаточно изучен. Когда речь идет о влиянии шума, то обычно основное внимание уделяют состоянию органа слуха, так как слуховой анализатор в первую очередь воспринимает звуковые колебания и поражение его является адекватным действию шума на организм.
Опубликованные в последние годы исследования показывают, что шум способен увеличивать содержание в крови таких гормонов стресса, как кортизол, адреналин и норадреналин - даже во время сна. Чем дольше эти гормоны присутствуют в кровеносной системе, тем выше вероятность, что они приведут к опасным для жизни физиологическим проблемам. Сильный стресс способен вызвать сердечную недостаточность, приступ стенокардии, высокое кровяное давление и проблемы с иммунитетом.
В Великобритании, например, один из четырех мужчин и одна из трех женщин больны неврозами из-за высокого уровня шума. Ученые Австрии установили, что шум сокращает жизнь городских жителей на 8-12 лет.
Согласно нормативам Всемирной Организации Здравоохранения, сердечно-сосудистые заболевания могут возникнуть, если человек по ночам постоянно подвергается воздействию шума громкостью 50 децибел (дБ) или выше - такой шум издает улица с неинтенсивным движением. Для того, чтобы заработать бессонницу, достаточно шума в 42 дБ, чтобы просто стать раздражительным - 35 дБ (звук шепота).
Один из важнейших органов чувств является слух. Благодаря нему мы способны принимать и анализировать все многообразие звуков окружающей нас внешней среды. Слух всегда бодрствует, в известной мере даже ночью, во сне. Он постоянно подвергается раздражению, ибо не обладает никакими защитными приспособлениями, сходными, например, с веками, предохраняющими глаза от света.
При высоких уровнях шума слуховая чувствительность падает уже через 1-2 года, при средних - обнаруживается гораздо позже, через 5-10 лет, то есть снижение слуха происходит медленно, болезнь развивается постепенно. Последовательность, с которой происходит утрата слуха, сейчас хорошо изучена. Сначала интенсивный шум вызывает временную потерю слуха. В нормальных условиях через день или два слух восстанавливается. Но если воздействие шума продолжается месяцами или, как это имеем место в промышленности, годами, восстановление не происходит, и временный сдвиг порога слышимости превращается в постоянный.
Каждый человек воспринимает шум по-разному. Многое зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий. Некоторые люди теряют слух даже после короткого воздействия шума сравнительно уменьшенной интенсивности. Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия - звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости. Шум, даже когда он невелик, создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Это особенно часто наблюдается у людей, занятых умственной деятельностью.
Слабый шум различно влияет на людей. Причиной этого могут быть: возраст, состояние здоровья, вид труда. Воздействие шума зависит также и от индивидуального отношения к нему. Так, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой посторонний шум может вызвать сильный раздражающий эффект.
Очень шумная современная музыка также притупляет слух, вызывает нервные заболевания. По статистике сегодня 20 из 150 млн россиян страдают тугоухостью. Группа ученых обследовала молодежь, часто слушающих громкую современную музыку. У 25% юношей и девушек, которые непомерно увлекались рок-музыкой, слух оказался сниженным так же, как и у 85-летних стариков.
Особую опасность представляют плееры и дискотеки для подростков. Скандинавские учёные пришли к выводу, что каждый пятый подросток плохо слышит, хотя и не всегда об этом догадывается. Причина - злоупотребление переносными плеерами и долгое пребывание на дискотеках. Обычно уровень шума на дискотеке составляет 80–100 дБ, что сравнимо с уровнем шума интенсивного уличного движения или взлетающего в 100 м турбореактивного самолёта. Громкость звука плеера составляет 100–114 дБ. Здоровые барабанные перепонки без ущерба могут переносить громкость плеера в 110 дБ максимум в течение 1,5 мин. Когда звук нарастает, организм производит много гормонов стресса, например, адреналин. При этом сужаются кровеносные сосуды, замедляется работа кишечника. В дальнейшем всё это может привести к нарушениям работы сердца и кровообращения. Эти перегрузки - причина каждого, по крайней мере десятого инфаркта.
Шум рассеивает внимание человека, существенно влияет на его трудоспособность и результативность труда. Так, при фоне шума в 70 дБ (это небольшой уровень шума) человек, выполняющий операции средней сложности, допускает в 2 раза больше ошибок, чем при отсутствии этого шумового фона. Ощутимый шум снижает работоспособность людей умственного труда более чем в 1,5 раза, а у занятых физическим трудом – почти- на 1/3. При этом информация, полученная при ощутимом шумовом загрязнении, долго не может храниться в памяти человека или сохраняется только в пассивном (узнаваемом в тексте), а не в активном варианте.
Таким образом, если мы с вами подвергаемся постоянному воздействию шума, то это приводит еще к развитию «синдрома хронической усталости». Более того, многие специалисты, изучающие воздействие шума на организм людей, утверждают, что шум сокращает жизнь в городе больше, чем курение.
В мире насчитывается около 365 миллионов человек с потерей слуха. Причем 32 миллиона из них дети. В России около 14 миллионов неслышащих людей.
Берегите слух! Берегите свое здоровье!
Ведь шум оказывает свое разрушающее действие на весь организм человека.