Текст книги "Общая и военная гигиена"

Рис. 4.2. Кривые равной громкости

Уровень громкости устанавливается субъективно, путем сравнения с громкостью звука частотой в 1000 Гц, для которого уровень силы звука (звукового давления) в децибелах условно принят за уровень громкости в фонах. Таким образом, уровень громкости любого звука в фонах будет равен уровню интенсивности равногромкого с ним звука с частотой 1000 Гц (рис. 4.2)

Громкость звука какой-либо данной частоты определяется амплитудой колебаний. Увеличение частоты слышимых акустических колебаний воспринимается субъективно возрастанием высоты звука. Чем выше частота и, следовательно, чем короче период колебания, тем более высокий звук мы слышим.

Особенностью восприятия звука в зависимости от частоты является еще то, что орган слуха реагирует не на абсолютный, а на относительный прирост его частоты. Так, увеличение частоты колебаний звука в 2 раза в любой части звукового спектра субъективно воспринимается как повышение его высоты на одну и ту же величину (октаву). Октава – это диапазон частот, у которого верхняя граница в 2 раза больше, чем нижняя. Октава является внесистемной безразмерной единицей частотного интервала. Воспринимаемый спектральный диапазон всех слышимых звуков разделен на 9 стандартных октав, однако практически наиболее важными являются 8 октавных полос от 45 до 11 200 Гц (табл. 4.1). Характеристикой каждой полосы частот является среднегеометрическая частота ƒ_сг, которая для каждой октавы вычисляется по формуле:

Таблица 4.1

Диапазоны основных октав

В зависимости от частотного состава, среди слышимых звуков физики выделяют музыкальные звуки (пение, свист, звучание струн, звон) и шумы (всевозможные трески, стуки, гром, шипение, скрип). К музыкальному относят звук, издаваемый источником, совершающим простые периодические (повторяющиеся) колебания, происходящие по закону косинуса или синуса (гармоническое колебание). Он состоит из одной-единственной частоты и носит название тон. Гармоническая звуковая волна по сути, представляет собой равномерное изменение во времени физических величин (давления, плотности) в упругой среде и поэтому при графическом изображении имеет вид синусоиды (рис. 4.3). На слух музыкальные тоны друг от друга отличаются высотой и громкостью.

Способность человека различать высоты последовательных слышимых тонов поразительно высока. В оптимальной области восприятия ухом звуков около 1000 Гц порог различения частот составляет 0,3 %, или около 3 Гц. Тем не менее интересно отметить, что для различения двух одновременно звучащих чистых тонов необходима значительно большая их разница по частоте, чем в случае, когда они следуют один за другим. Очевидно, что два стимулируемых одновременно участка внутреннего уха должны быть разделены определенным расстоянием, чтобы звуки можно было различить.

Встречаются люди с абсолютным слухом: они способны точно узнавать и обозначать любой звук даже при отсутствии звука сравнения.

К музыкальным звукам относятся также негармонические периодические колебания, спектр которых состоит из набора гармонических колебаний (гармоник). Они характеризуются не одной частотой, а набором частот с периодами, равными Т, Т/2, Т/3, Т/4 и т. д., с частотами n, 2n, 3n, 4n и т. д. Наиболее низкая частота (n) называется основной. Колебание с основной частотой называется первой гармоникой, или основным тоном. Колебания с частотами (2n, 3n, 4n и т. д.) называются высшими гармониками (второй, третьей, четвертой) или обертонами (первым, вторым, третьим и т. д.). Результирующее колебание в целом называют нотой (рис. 4.4).

Рис. 4.3. Графическое изображение тона:

А — амплитуда; Т – период; t – время; x — отклонение звукового (переменного) давления от давления невозмущенной среды

Рис. 4.4. Графическое изображение ноты

Каждое из таких колебаний имеет свой одинаковый период, но присущее ему изменение физических величин не соответствует синусоиде, поскольку обусловлено числом гармоник, входящих в его состав, и их амплитудами и фазами (сдвиг по времени). Стоит изменить амплитуду или фазу хотя бы одной гармоники, и форма результирующего колебания в какой-то мере изменится. На слух такие колебания, кроме высоты и громкости, имеют еще одно качество, а именно – специфический оттенок, называемый тембром. По особенностям тембра мы легко распознаем звук голоса, звучание струн рояля и скрипки, звук флейты и гармонии и др. По тембру же мы узнаем голоса разных людей.

Исследование этого вопроса показало, что для уха существенны только частота и амплитуды тонов, входящих в состав звука, т. е. тембр звука определяется его гармоническим спектром. Сдвиги отдельных тонов по времени, другими словами, изменение их фаз, никак не воспринимается на слух, хотя и могут очень сильно менять форму результирующего колебания. Таким образом, один и тот же звук может восприниматься при различных формах колебания. Важно только, чтобы сохранялся спектр, т. е. частоты и амплитуды тонов.

Музыкальное созвучие (мелодия) состоит из нескольких нот, причем их основные частоты относятся друг к другу как небольшие целые числа. Такие созвучия еще называют консонирующими – приятными для слуха. Консонанс получается при отношении периодов 2: 3 (это созвучие называется в теории музыки квинтой), при 3: 4 (кварта), 4: 5 (большая терция) и т. д. Длительность звучания нот в музыкальном созвучии обусловливает субъективное восприятие ритма.

Если же периоды относятся как большие числа, например 19: 23, то получается диссонанс – музыкальное, но неприятное, «режущее слух» созвучие. Чем больше в спектре созвучий будут встречаться разные частоты, тем больше они будут походить на шум. Звук совсем перестает быть музыкальным, и его называют шумом, если звуковое давление изменяется в среде беспорядочно. Итак, шум как физическое явление представляет собой звук, состоящий из сложных беспорядочных апериодических колебаний давления в упругой среде. В отличие от музыкальных звуков в шуме нет правильной числовой связи между отдельными тонами и нотами. Типичные шумы имеют спектры, в которых присутствует чрезвычайно много несвязанных звуков различных частот и амплитуд.

Таблица 4.2

Соответствие между физическими и физиологическими понятиями и характеристиками акустических колебаний

Кроме понятия «шум», как физического явления, существует одноименное физиологическое или гигиеническое понятие.

С гигиенических позиций шумом принято называть всякий нежелательный звук (не соответствующий времени, месту, потребности и состоянию человека), оказывающий неблагоприятное воздействие на его организм, мешающий какой-либо деятельности и отдыху.

Субъективное восприятие человеком шума зависит от его физической структуры, уровня громкости, насколько он превышает привычный уровень окружающего фона, времени воздействия, отношения к его источнику, от заключенной в нем информации, функционального состояния и психофизиологических особенностей человека.

Таким образом, физическим параметрам звука соответствуют определенные его физиологические характеристики (табл. 4.2).

Особенности инфразвука. Инфразвук как физическое явление подчиняется общим закономерностям, характерным для слышимых звуковых волн, однако обладает целым рядом особенностей, связанных с низкой частотой колебаний упругой среды:

– инфразвук имеет во много раз большие амплитуды колебаний, чем акустические волны при равных мощностях источников звука;

– инфразвук распространяется на большие расстояния от источника генерирования ввиду слабого поглощения его атмосферой;

– большая длина волны делает характерным для инфразвука явление дифракции. Благодаря этому инфразвуки легко проникают в помещения и обходят преграды, задерживающие слышимые звуки;

– инфразвуковые колебания способны вызывать вибрацию крупных объектов вследствие явлений резонанса.

Указанные особенности инфразвуковых волн затрудняют борьбу с ним, так как классические способы, применяемые для снижения шума (звукопоглощение и звукоизоляция), а также удаление от источника в данном случае малоэффективны.

Особенности ультразвука. Ультразвуковые колебания подчиняются тем же закономерностям, что и слышимые звуковые волны, однако более высокая частота придает им некоторые особенности:

– малая длина волны (менее 1,5 см) дает возможность получать направленный сфокусированный пучок большой энергии;

– ультразвуковые волны способны давать отчетливую акустическую тень, так как размеры экранов всегда будут соизмеримы или больше длины волн;

– проходя через границу раздела двух сред, ультразвуковые волны могут отражаться, преломляться или поглощаться;

– ультразвук, особенно высокочастотный, практически не распространяется в воздухе, так как звуковая волна, распространяясь в среде, теряет энергию пропорционально квадрату частоты колебаний.

В твердых и жидких средах ультразвук вызывает ряд механических и химических эффектов. К ним относится в первую очередь явление кавитации, возникающее в смешанной среде жидкость – газ. В зоне разрыва жидкости вследствие периодического сжатия и растяжения образуются пузырьки, наполненные парами жидкости или газа. Разрыв пузырьков сопровождается выделением большого количества энергии. Эффект усиливается с увеличением мощности ультразвука. Действие ультразвука на твердое или газообразное вещество вызывает вибрацию его частиц с ультразвуковой частотой.

Как уже отмечалось выше, слышимый, инфра– и ультразвук возникают всегда, когда любая упругая среда (твердое тело, жидкость, воздух) подвергается в силу каких-либо воздействий возмущению. Эти факторы широко представлены в окружающем мире и постоянно воздействуют на организм человека, являясь спутником его жизни. Источники их могут быть естественного (природного) и искусственного (антропогенного) происхождения.

Исключительная значимость акустических колебаний в природе обусловлена использованием их в широком частотном диапазоне в качестве ведущего средства биокоммуникации. Появление у биологических объектов органов приема акустической информации (слух) и генерирующих звук (голос) явилось значимым этапом развития живой материи. Наряду с этим звук используется животными как средство эхолокации, для реализации которой имеется специальная физиологическая система (анализатор) – сонар. Например, для ориентации и определения пространственного положения дельфины и летучие мыши генерируют ультразвуковые импульсы частотой до 150–200 кГц и длительностью от 0,2 до 4–5 мс.

Следует признать, что слышимый звук в естественной среде обитания особого экологического значения не имеет. Главенствующую роль в природных условиях играет инфразвук. Основными источниками инфразвука являются ураганы и штормы, сильный ветер над гористой местностью, извержения вулканов, грозы, метеориты и сейсмические явления. Имеется определенная зависимость инфразвукового фона нашей планеты от полярных сияний и магнитных бурь. Уровни акустических колебаний в инфразвуковой части спектра составляют вблизи горного водопада 100–120 дБ, во время полярного сияния – 100–110 дБ, при цунами – 140–145 дБ, штормах в море – 140–145 дБ, извержении вулкана – 155 дБ, землетрясениях – 150–160 дБ. Инфразвуковые колебания частотой 5–7 Гц, генерируемые во время морских штормов, в литературе описаны как «голос моря».

Низкая частота колебаний и большая длина инфразвуковых волн (в воздухе – от 17 м до 34 км, в воде – от 75 м до 150 км, по поверхности Земли – от 150 м до 300 км) обусловливают их распространение на очень большие расстояния с незначительной потерей энергии (8 · 10^–6 дБ на 1 км расстояния). Установлено, что при распространении инфразвуковых волн частотой 1 Гц на расстоянии 20 000 км потеря энергии составляет менее 1 %. Например, мощные инфразвуковые волны при извержении знаменитого вулкана Кракатау в Индонезии несколько раз обогнули земной шар, резко изменяя общий акустический фон планеты.

В среднем, постоянный инфразвуковой фон на земной поверхности составляет около 35–40 дБ (0,001—0,003 Па) при частотах от 0,02 до 1 Гц. В спектре инфразвуковых флюктуаций атмосферного давления наиболее выражены частоты от 0,03 до 16 Гц.

В городских условиях основным естественным источником инфразвука является ветер.

Процессы урбанизации и научно-технического прогресса существенно увеличили акустическое воздействие на человека.

Уровни слышимого шума в жилых квартирах зависят от расположения дома по отношению к городским источникам шума, внутренней планировки помещений различного назначения, звукоизоляции ограждающих конструкций здания, оснащения дома инженерно-техническим оборудованием, наличия встроенных учреждений.

К внутренним источникам шума в жилом доме, прежде всего, относятся инженерное, технологическое, бытовое и санитарно-технологическое оборудование, а также источники шума, создаваемые непосредственно жизнедеятельностью людей. Внешними источниками шума являются различные средства транспорта (наземные, водные, воздушные), промышленные и энергетические предприятия и установки, а также различные источники шума внутри кварталов, связанные с жизнедеятельностью людей (спортивные и игровые площадки и т. д.).

Инженерное и санитарно-техническое оборудование: лифты, мусоропроводы, вентиляция и т. д. (всего свыше 30 видов оборудования современных зданий) – создают уровни шума в квартирах, достигающие иногда 45–60 дБА.

Источниками значительного шума в жилых квартирах являются звуковоспроизводящая аппаратура, музыкальные инструменты и бытовая техника, количество которых резко возрастает с каждым годом.

Наиболее распространенными источниками городского шума является транспорт: грузовые и легковые автомашины, автобусы, трамваи, троллейбусы. Современные города перегружены транспортом. На отдельных участках городских магистралей транспортные потоки очень велики и достигают 10 000 ед. в час. Транспортный шум на премагистральной территории стойко держится в течение 16–18 ч в сутки, достигая эквивалентного уровня от 80 до 85 дБА, движение затихает лишь на короткий срок с 2 до 4 ч. Кроме того, являясь по спектральному составу низко– и среднечастотным, он способен распространяться на большие расстояния от места формирования.

Существенное влияние на шумовой режим города оказывают объекты железнодорожного транспорта (станции, вокзалы, тяговое и путевое хозяйство с операциями погрузки и разгрузки, подъездные пути, депо, открытые линии метрополитена и т. д.). Уровни звука на прилегающих к таким объектам территориях могут достигать 85 дБА.

Шумовой режим многих городов в значительной степени определяется близостью расположения аэродромов гражданской и военной авиации. Установлено, что авиационный шум оказывает неблагоприятное воздействие на самочувствие населения в радиусе до 10–20 км от взлетно-посадочной полосы.

В последнее время среди причин создания высокого уровня шума в городе выделяются различного рода мероприятия, проводимые для больших групп его населения (фейерверки, рекламные акции, предвыборная агитация, протестные и праздничные шествия, митинги, массовые гуляния и пр.).

Источники шума в промышленных, торговых и других предприятиях также разнообразны. Прежде всего, это технологическое, вспомогательное, инженерное и санитарно-техническое оборудование. В них также определяется четкая тенденция сдвига спектральных составляющих в сторону низкочастотного слышимого шума и увеличение доли инфразвука. Результаты измерения уровней шума и инфразвука на ряде рабочих мест некоторых современных производств показывают, что если уровни слышимого воздушного шума составляют около 90—100 дБА, то можно ожидать присутствие инфразвука с уровнем 100–107 дБ.

Для Вооруженных Сил характерными источниками слышимого шума являются огнестрельное, реактивное, ракетное и другие виды оружия. Они генерируют непостоянный импульсный шум высокой интенсивности, который представляет значительную угрозу для здоровья военнослужащих. По своей сути акустические импульсы, образующиеся при стрельбе из стрелкового оружия (пистолет, автомат, пулемет), отличаются от импульсных шумов при стрельбе из артиллерийских орудий (танков, самоходно-артиллерийских установок, гранатометов и т. д.), а также от звуков, издаваемых при пусках ракет и реактивными снарядами.

Импульсы первой группы отличаются малой продолжительностью (менее 2 мс). Величина их уровня интенсивности возрастает с увеличением калибра оружия и в условиях замкнутого помещения. При выстрелах из артиллерийских орудий возникает так называемая дульная ударная волна, по своей природе являющаяся разновидностью воздушной ударной волны. Акустический импульс продолжается до 10 мс. Импульсы третей группы характеризуются еще большей длительностью (свыше 100 мс) при уровнях звукового давления, превышающего 150 дБ.

Источники ультразвука широко распространены в промышленности, где ультразвуковые волны используются в технологических процессах неразрушающего контроля и измерений (дефектоскопия), при очистке, сварке, обеззараживании, пайке и других операциях. Ультразвук является незаменимым помощником при геологоразведке, в рыбном промысле, в химической, пищевой промышленности и т. п. В медицине ультразвук занял прочное лидирующее место как средство диагностики (аппараты для ультразвуковых исследований – УЗИ), лечения (ультразвуковые хирургические инструменты, оборудование для физиотерапевтических процедур, литотрипсии) и антисептики (установки для стерилизации инструментов и рук). Поэтому ультразвуковым воздействиям подвергается все более и более расширяющийся круг медицинского персонала, больных, промышленных рабочих и др.

Действие слышимого звука. Негативное воздействие акустической энергии в слышимом диапазоне частот (шума) на человека проявляется большим разнообразием: от субъективного раздражения до объективных функциональных и морфологических изменений в отдельных органах и организме в целом. Все проявления этого воздействия принято подразделять на две группы: специфические, касающиеся органа слуха, и неспецифические, возникающие в других органах и системах.

Неблагоприятное воздействие шума на слуховую систему, обусловлено:

Во-первых, нарушением восприятия полезных слуховых ощущений. Это выражается в затруднении получения и передачи необходимой информации. Снижение разборчивости (внятности) речи и других сигналов, значимое как в повседневной жизни, так и при многих видах профессиональной деятельности, обусловлено эффектами их маскировки шумом и тесно связано с его интенсивностью и спектральным составом. Установлено, что шум интенсивностью свыше 70 дБА нарушает разборчивость речи на 20–50 %. Шум затрудняет самоконтроль человека за характеристиками воспроизводимых им звуков (пение, игра на музыкальных инструментах, пользование радиотелефоном и др.). Акустические помехи ухудшают определение положения источника звука в пространстве и расстояние до него, сравнение звуков, особенно используя звуковую память, и пр.

Во-вторых, следствием отрицательного действия звуковых колебаний может быть нарушение слуховых функций уха, к которым относят анализ частоты звука (высоты тона) и его интенсивности. Это выражается в виде временной или постоянной потери слуха. При воздействии шума, превышающего 140 дБА, даже в течение коротких промежутков времени наступает повреждение (разрыв) барабанной перепонки, при 130 дБА возникает острая боль. У большинства людей опасность повреждения слуха при длительном воздействии шума возникает при его интенсивности 90 дБА, а у некоторых – даже при 85 дБА.

Наиболее характерным проявлением действия звуковой энергии на орган слуха является временное смещение порога (ВСП) слуховой чувствительности. Кратковременное снижение остроты слуха не более чем на 10–15 дБ под воздействием шума с полным восстановлением в течение 2–3 мин после его прекращения расценивается как адаптация слухового анализатора – нормальная физиологическая реакция организма на шум.

Аккомодация слухового органа к слишком сильным звукам (главным образом басовой зоны) осуществляется преимущественно при участии мышц среднего уха (m. tensor tympani и m. stapedius). Рефлекторное сокращение этих мышц наступает через 10 мс после начала сильного звука и ограничивает амплитуду движений в цепи слуховых косточек. Этим внутреннее ухо предохраняется от перегрузок звуковым давлением. При сильных мгновенных раздражениях (удары, взрывы и т. д.) этот защитный механизм не успевает ответить, что может привести к нарушениям слуха (например, у взрывников и артиллеристов). Кроме того, падение слуховой чувствительности происходит за счет чрезмерного раздражения определенных зон ретикулярной формации среднего мозга, которая приводит к угнетению вызванной звуком активности улиткового ядра и слуховой зоны коры головного мозга.

При продолжительном и интенсивном воздействии шума ВСП слуховой чувствительности может быть более 15 дБ и не восстанавливаться в дальнейшем за 2–3 мин. В этом случае наступает состояние утомления слухового анализатора, являющееся также обратимой физиологической реакцией. Длительное действие интенсивного шума, приводящее к кумуляции эффекта утомления, когда восстановление исходной слуховой чувствительности к началу следующего шумового воздействия не происходит, в конце концов, приводит к необратимым изменениям – постоянному смещению порога (ПСП) слуховой чувствительности, т. е. к глухоте. Стойкая потеря слуха является уже результатом метаболических и структурных изменений в сенсорных клетках кортиева органа.

Таким образом, систематическое воздействие сильного шума, особенно когда очередное воздействие происходит на фоне следовых явлений после предыдущего воздействия, т. е. когда слух полностью не восстанавливается, со временем приводит к необратимым изменениям состояния слухового анализатора.

Рис. 4.5. Вид аудиограммы

Несмотря на сложность зависимостей между ВСП и ПСП слуховой чувствительности наиболее общепризнанными являются следующие положения:

1. Если шум не вызывает ВСП слуха, то он и не приведет к ПСП.

2. ПСП слуха у лиц через 10 лет работы в условиях шума равно ВСП в конце 8-часового ежедневного воздействия (ВСП_{8 ч} = ПСП_{10 лет}).

3. С увеличением величины ПСП слуха ВСП уменьшается.

Установлено, что высокочастотный шум не только субъективно более неприятен, чем средне– и низкочастотный, но и быстрее вызывает утомление слухового анализатора и, соответственно, потерю слуха.

Шумовая тугоухость начинается с падения слуховой чувствительности на высоких частотах. Наиболее «уязвимой» оказывается область частот от 4000 до 6000 Гц, в дальнейшем происходит нарушение восприятия и на других частотах. Важно подчеркнуть, что на начальной стадии тугоухости восприятие шепота и разговорной речи обычно не нарушается, поскольку речевые частоты (500—2000 Гц) еще не поражены.

ВСП и ПСП слуха оценивают с помощью аудиометра – специального электроакустического прибора, предназначенного для исследования слуховой функции. Оценка результатов аудиометрических исследований представляется в виде аудиограмм – графиков (рис. 4.5), показывающих состояние слуховой чувствительности на разных частотах. Наиболее распространенными в условиях массовых обследований является метод определения слуха на речевых частотах (500—2000 Гц) и на частоте 4000 Гц.

Типичная акустическая кривая на ранних стадиях развития процесса обычно характеризуется максимальной потерей слуха на частоте около 4000 Гц. Снижение слуха на 10 дБ практически не ощутимо, на 20 дБ едва заметно. Только потеря слуха более чем на 20 дБ начинает серьезно мешать человеку, особенно когда к этому добавляются возрастные изменения слуха.

Субъективное ощущение понижения слуха наступает по мере прогрессирования процесса, когда снижение восприятия затрагивает область звуковых частот 500– 2000 Гц (речевой диапазон).

Дальнейшее развитие тугоухости характеризуется расширением нарушений звуковосприятия по всему диапазону звуковых частот. Выраженность и скорость нарушений слуха зависит от характера и уровня шума, частотного состава, продолжительности ежедневного воздействия и индивидуальной чувствительности человека.

Показатель ПСП положен в основу рекомендаций ИСО R-1999 (1971 г.) для прогнозирования нарушений слуха. За критерий ухудшения (повреждений) слуха в рекомендациях принято среднеарифметическое понижение постоянных смещений порогов слуха на частотах 500, 1000 и 2000 Гц, равное 25 дБ и более.

Как отмечалось выше, воздействие слышимых звуковых колебаний вызывает не только изменение функций слухового анализатора, но и ряд неблагоприятных изменений других органов и систем. Однако следует подчеркнуть, что все возникающие под влиянием шума изменения в организме не являются специфическими (кроме сдвигов со стороны слухового анализатора), так как могут возникать под влиянием множества других факторов. Эти изменения имеют под собой одну и ту же патогенетическую основу, связанную с нарушением регуляторных взаимоотношений в организме. Их характер является весьма разнообразным и определяется физической характеристикой шума, продолжительностью его действия, индивидуальными свойствами человека и др. Появляющийся при этом симптомокомплекс не может быть объяснен нарушением какой-либо одной системы организма.

Шум воспринимается, прежде всего, субъективно. Первым показателем неблагоприятного действия шума являются жалобы людей на раздражение, беспокойство, нарушение сна. В возникновении жалоб уровень шума и фактор времени имеют решающее значение, однако степень раздражающего воздействия зависит и от того, насколько он превышает шум привычного окружающего фона. Значительную роль в возникновении у человека неприятных ощущений играют его отношение к источнику шума, а также заключенная в нем информация.

Особым случаем неприятного ощущения от шума является испуг. Известно, что испуг может быть вызван различными причинами, но особенно часто он связан с резкими, неожиданными и высокоинтенсивными шумами. Физиологические аспекты реакции испуга в некоторой степени независимы от вида раздражителя и характеризуются различной степени выраженности эмоциональной компонентой, сбоем процессов высшей нервной деятельности, увеличением частоты сердечных сокращений, повышением артериального давления, перераспределением крови и др.

В практике отмечаются значительные различия в индивидуальных реакциях на один и тот же шум. Однако принято считать, что воздействие шума с уровнем более 80 дБ у большинства людей будет вызывать значительное психологическое раздражение, которое повышается при увеличении его интенсивности.

Шум является одним из наиболее нетерпимых раздражителей в ночное время: он нарушает сон и отдых человека. Под влиянием шума человек с трудом засыпает, часто просыпается, сон становится поверхностным, прерывистым, после такого сна человек не чувствует себя отдохнувшим. Проведенные исследования показали, что сон резко нарушается при уровне звука 40 дБА, а при 50 дБА период засыпания удлиняется до 1 ч, время глубокого сна сокращается до 60 %. Сон протекает нормально, если шум не превышает 30–35 дБА. При этом период засыпания в среднем составляет 14–20 мин, глубина сна – 82 %. Отсутствие нормального ночного отдыха приводит к тому, что накопившееся за день утомление не исчезает, а постепенно переходит в переутомление.

Население отличается большой неоднородностью по характеру реакции на шум. По результатам опроса о субъективном восприятии шума выявлено, что сверхчувствительных к шуму лиц 30 %, лиц с нормальной чувствительностью 60 %, нечувствительных 10 %. На степень психологической и физиологической восприимчивости к акустическому стрессу оказывают влияние тип высшей нервной деятельности, индивидуальный биоритмологический профиль, характер сна, уровень физической активности, количество стрессовых ситуаций за день, степень нервного и физического перенапряжения, а также курение и алкоголь.

Шум, являясь помехой для высшей нервной деятельности, выступает общебиологическим раздражителем. Воздействуя как стресс-фактор, шум через проводящие пути звукового анализатора воздействует на различные центры головного мозга, изменяет нормальные взаимоотношения процессов высшей нервной деятельности, нарушает равновесие возбудительных и тормозных процессов. Длительное действие шума активизирует структуры ретикулярной формации, в результате чего наступают стойкие нарушения в деятельности ряда систем организма.

Под действием шума могут возникнуть сосудисто-вегетативные дисфункции, астенические и невротические реакции, снижаться общая резистентность организма, нарушаться терморегуляция, деятельность надпочечников, желудка, кишечника, изменяться электрическая проводимость кожи, процесс выделения желудочного сока. Негативные изменения в ЦНС при воздействии шума могут наступать значительно раньше по сравнению со слуховыми нарушениями. В основе генеза данных изменений лежит сложный механизм нервно-рефлекторных и нейрогуморальных сдвигов, которые ведут к нарушению уравновешенности и подвижности процессов внутреннего торможения в ЦНС. Степень выраженности гемодинамических и других нарушений зависит от интенсивности, времени воздействия, частотного состава и характера шума. Так, на основании множества исследований принято считать, что если интенсивные и кратковременные шумовые воздействия вызывают, как правило, реакции активации нейроэндокринных систем организма, то хронические сопровождаются довольно устойчивым их гипофункциональным состоянием.

Акустическая энергия большой интенсивности способна вызывать раздражение вестибулярного аппарата, который имеет тесную связь со структурами внутреннего уха. В результате этого в условиях действия высокоинтенсивного шума появляются субъективные жалобы на звон в ушах, дезориентацию, головокружение, тошноту и нарушение равновесия, а наличие нистагма может сопровождаться ухудшением зрительного восприятия. Общепринято считать, что уровни шума порядка 140 дБ будут вызывать вестибулярные эффекты, а также действовать неблагоприятно и на другие сенсорные системы (механорецепторы и проприорецепторы).

Существуют определенные различия при действии на организм человека высокочастотных и низкочастотных шумов. Длительное воздействие высокочастотного шума вызывает головокружение и головную боль, боли в области сердца, раздражительность, повышенную утомляемость, тремор пальцев рук, гипергидроз. Сосудистые изменения заключаются в замедлении тканевого кровотока, изменении тонуса центральной артерии сетчатки, спазме капилляров, замедлении внутрижелудочковой проводимости миокарда. В крови отмечается повышение количества глобулинов, снижение альбумино-глобулинового коэффициента, увеличение холестерина, уменьшение хлоридов и др. Воздействие низкочастотного шума отрицательно влияет преимущественно на высшую нервную деятельность, что проявляется в снижении величины условного рефлекса, удлинении его скрытого периода, снижении подвижности нервных процессов в коре головного мозга.