Влияние шума на здоровье населения
Одним из наиболее распространенных и значимых физических факторов окружающей среды, негативно влияющих на здоровье человека, является шум, что обусловлено главным образом ростом промышленного производства, развитием городского строительства, транспортного движения и т.д.
Шумовой дискомфорт в повседневной жизни испытывают более половины жителей больших городов многих стран, что позволяет рассматривать акустические нагрузки как глобальный фактор риска здоровью населения.
Физические основы шума. Под шумом понимается беспорядочное сочетание разных по силе и частоте звуков. Воздушный шум возникает всегда, когда любая упругая среда (твердое тело, жидкость, воздух) подвергается в силу каких-либо воздействий возмущению. При распространении звуковой волны в воздухе происходит перенос акустической энергии, количество которой и определяет силу звука.
Сила, или интенсивность, звука — это количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно направлению распространения звуковой волны. Единицей измерения силы звука является ватт на метр квадратный (Вт/м2).
Единицей измерения частоты звука является герц (Гц) — 1 колебание в 1 с. Совокупность частот, составляющих шум, называется спектром. Человеческое ухо воспринимает звуки в области частот 16...20000 Гц.
Наименьшая сила звука, при которой звук воспринимается ухом, составляет 10~12 Вт/м2 на частоте 1000 Гц (слуховой порог, или порог слышимости). Верхний порог воспринимаемого звука (болевой порог) составляет 102 Вт/м2. Между минимальным и болевым порогами лежит область слухового восприятия. Большой диапазон восприятия шума обусловил использование не линейной, а десятичной логарифмической шкалы А. Белла. Логарифмическая единица отражает десятикратную степень увеличения силы звука над уровнем, принятым за единицу сравнения. За исходную величину (0 бел, Б) принят порог слышимости. Ухо человека различает величину, значительно меньшую, чем бел, поэтому на практике пользуются десятичными долями — децибелами (дБ) (например, интенсивность звука в 10 дБ превышает порог слышимости в 10 раз, а в 20 дБ — в 100 раз) (рис. 5.1).
Акустические колебания могут резко отличаться друг от друга по амплитуде, временным характеристикам и частотным диапазонам. По преимущественному преобладанию акустической энергии в той или иной части спектра шум делится на низкочастотный (до 400 Гц), среднечастотный (от 400 до 1000 Гц) и высокочастотный (более 1000 Гц). По временным характеристикам шум делится на постоянный (уровень звука за 8 ч изменяется не более чем на 5 дБ) и непостоянный (уровень звука изменяется более чем на 5 дБ).
Характеристика источников шума. Источники шума могут быть естественного (природного) и искусственного (антропогенного) происхождения. В естественной среде обитания воздушный шум, как правило, не имеет особого экологического значения.
Человек создал множество источников антропогенных постоянных и непостоянных шумов (табл. 5.1):
• стационарные (промышленные предприятия);
• подвижные, или мобильные (авиационный, автомобильный, железнодорожный транспорт, метро, наземные линии метрополитена);
• внутриквартальные (учреждения бытового обслуживания, магазины, рынки, детские площадки и пр.);
• внутридомовые (жилищно-бытовые шумы).
Промышленные предприятия образуют зоны с локальными участками акустического дискомфорта в разных районах городов, которые действуют на население в течение суток. Отмеченные уровни превышают допустимые на 10... 30 дБ преимущественно на частотах 125...4000 Гц.
Весьма значительными источниками шума, представляющими опасность для здоровья населения, являются аэропорты, автострады, мосты, тоннели, а также наземные и подземные железные дороги. При движении железнодорожных составов наряду с постоянным шумом генерируются также и импульсные, возникающие при ударах колес о рельсовые стыки и соударениях вагонов. На расстояниях в несколько десятков метров от транспортных магистралей уровень звукового давления в низкочастотной части спектра достигает 80 дБ. Среди наземных средств транспорта доминирует автомобильный транспорт, доля которого в шумовом режиме города достигает 60...80 %.
Увеличению количества и мощности источников внутридомовых (жилищно-бытовых) шумов способствует массовое распространение телевизоров, магнитофонов, радиоприемников, бытового инженерного и санитарно-технического оборудования. Большую роль играет соблюдение каждым гражданином правил общежития; важно, чтобы шум в квартире, на лестничной площадке, во дворе, на улице не мешал окружающим людям.
Биологическое действие шума. Уникальность слухового анализатора человека, позволяющего воспринимать звуки в широком диапазоне интенсивности и частотном Диапазоне (16...20000 Гц), делает его весьма тонким инструментом познания окружающей среды и адекватным органом реагирования на акустические факторы. Шум стал общественным бедствием и опасностью для физического и психического здоровья населения. Являясь общебиологическим раздражителем, шум воздействует на все органы и системы организма. При воздействии шума развиваются определенные физиологические изменения, которые зависят от конкретных условий: уровня и характера шума, продолжительности его воздействия, индивидуальных свойств человека и многих других факторов, которые не всегда можно учесть. Общепринято, что звук низкой частоты является менее вредным для здоровья, чем звук высокой частоты той же интенсивности (рис. 5.2).
Эпидемиологические исследования населения на территориях с разными уровнями акустических нагрузок убеждают в том, что интенсивный шум является причиной многочисленных болезненных расстройств в организме человека. Постоянный и интенсивный шум оказывает воздействие на функции слухового анализатора, которое тем более выражено, чем длительнее экспозиция шума. Болевые ощущения, обусловленные шумом, связаны с механическим смещением в системе среднего уха и указывают
на достижение порога прочности барабанной перепонки. Способность шума вызывать раздражение зависит от многих его характеристик: интенсивности, спектра и их изменений во времени. Отмечаются значительные различия в индивидуальных реакциях на один и тот же шум. Принято считать, что шум уровня более 80 дБ у большинства людей будет вызывать значительное психологическое раздражение, которое повышается при увеличении его интенсивности. Шум оказывает исключительно сильное влияние на умственную деятельность, требующую сосредоточенности и связанную с синтезом и анализом информации. Шум может оказывать неблагоприятное влияние на любой вид человеческой деятельности — будь то умственная или физическая работа. Необходимо обратить внимание и на то, что шум, являясь одним из раздражителей окружающей среды, в сочетании с другими внешними и внутренними факторами способен вызывать хроническую усталость, нарушать отдых и сон.
Мешающее действие шума в отношении речевой связи проявляется двумя путями. Речевой сигнал может маскироваться или «тонуть» в шуме, или временное состояние слухового порога под воздействием шума может ухудшить индивидуальную способность понимать сообщение. Например, разборчивость речи при спокойной беседе составляет 100 % при уровне шума до 45 дБА (дБА — единица измерения эквивалентного уровня звука непостоянного шума. Эквивалентный уровень звука постоянного широкополосного шума имеет такое же среднее звуковое давление, что и рассматриваемый непостоянный шум в течение одинакового интервала времени). Хорошее понимание речи обеспечивается при уровне шума помех около 55 дБА, а несколько большее напряжение голосовых связок может обеспечить понимание речи при уровне шума помех 65 дБА.
Шумовое воздействие вызывает генерализованную реакцию в коре и подкорковых структурах мозга, что нарушает регуляторную деятельность центральной и вегетативной нервной системы. В коре головного мозга возникают очаги застойного возбуждения, что приводит к нарушению равновесия нервных процессов. На шумных территориях чаще жалуются на боли в сердце, головную боль, колебания артериального давления, нарушения сна, нервозность, плохое настроение, понижение остроты зрения и пр. Эти проявления кортико-вегетативной дезрегуляции сопровождаются и более высокой распространенностью среди населения целого ряда заболеваний: гипертонической болезни, ишемической болезни сердца, инфаркта миокарда, болезней органов пищеварения, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, церебро-васкулярных заболеваний и др.
На территориях с высокими акустическими нагрузками выявлены тенденция к увеличению общей смертности населения, смертности от болезней системы кровообращения и снижение возраста смерти от этих заболеваний. Это свидетельствует о патогенетической роли шума в развитии болезней системы кровообращения, нервно-психических заболеваний и тугоухости у жителей крупных городов.
В условиях населенных пунктов практически нет изолированного влияния шума. Разные виды транспорта — это еще источники загрязнения жилых территорий комплексом вредных химических веществ, а также вибрационных нагрузок на население. Становится понятным, почему на фоне воздействия высоких акустических нагрузок отмечено угнетение иммунных показателей, а среди жителей таких районов чаще выявляют заболевания органов дыхания.
Профилактика неблагоприятного действия шума. Гигиеническая оценка шума как одного из важнейших в современных условиях фактора риска здоровью человека необходима для разработки адекватных мероприятий защиты. Одним из таких мероприятий является гигиеническое нормирование. Гигиеническое нормирование шума, с одной стороны, базируется на известных принципах нормирования, с другой — имеет много специфических особенностей, что обусловлено многообразием шумовых проявлений, оригинальностью физиологического восприятия различных видов шума слуховым анализатором человека.
Разработана система соответствующих нормативов воздействия шума применительно к самым различным условиям акустической обстановки (табл. 5.2). Допустимые уровни шума — это уровни, которые не вызывают у человека значительного беспокойства и существенных изменений функционального состояния систем организма
и анализаторов, чувствительных к шуму. Допустимые уровни, как правило, разрабатываются для районов жилой застройки, они регламентируются санитарными нормами.
Санитарными нормами допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки для жилых квартир в дневное время регламентируются эквивалентные уровни шума до 40 дБА, в ночное время до 30 дБА, на территориях размещения жилых домов — 55 и 45 дБА соответственно.
Важнейшим элементом защиты от шума является практика эффективного государственного санитарного надзора за источниками шума с целью обеспечения допустимой акустической обстановки, предупреждения шумового загрязнения окружающей среды.
Средства и методы защиты от шума по отношению к защищаемому объекту принято подразделять на коллективные и индивидуальные. Средства и методы коллективной защиты в зависимости от способа реализации подразделяют на архитектурно-планировочные, организационно-технические и акустические. К ним можно отнести рациональную планировку зданий и предприятий, рациональное размещение технологического оборудования и пр.
Самое эффективное средство борьбы с шумом — это снижение его уровня непосредственно в самом источнике путем изменения конструкций машин и механизмов либо технологии производства, либо того и другого вместе.
Средства коллективной защиты по отношению к источнику шума подразделяют на средства, снижающие шум в источнике его возникновения, и средства, снижающие шум по пути его распространения от источника до защищаемого объекта. Например, создание живой изгороди из вечнозеленых растений может на 10 дБ уменьшить шум от автомобилей (табл. 5.3).
При разработке средств коллективной защиты важно не только снизить уровни шума, но и «сместить» его спектральные составляющие в сторону низких частот, к которым организм человека менее чувствителен.
В случае невозможности снижения указанными способами прибегают к различным мерам, позволяющим реализовать известные принципы защиты: расстоянием, временем, экранированием, для чего используют звукоизолирующие и звукопоглощающие материалы, применяют различные глушители шума. Много зависит и от самого человека, от соблюдения правил общения между людьми.
При решении проблемы профилактики неблагоприятного действия шума нельзя не указать на роль улучшения диагностики преморбидных состояний, необходимость поиска чувствительных диагностических тестов, позволяющих выявить ранние изменения в организме при воздействии шума. Особое внимание обращается на необходимость медикаментозной профилактики и коррекции
неблагоприятных неспецифических последствий воздействия шума на организм, в том числе использование адаптогенов, антиоксидных средств и т.д.