Ухо человека воспринимает и анализирует звуки в широком диапазоне. Высота звука определяется частотой колебаний: чем больше частота колебаний, тем выше звук. Громкость возрастает гораздо медленнее, чем интенсивность звуковых волн. Минимальные значения порогов лежат в диапазоне 1–5 кГц. Порог слуха у человека составляет 10 дБ на частоте 1000 Гц, на частоте 100 Гц порог слухового восприятия значительно выше, так как ухо чувствительно к звукам низких частот. Болевым порогом считают звук с уровнем 140 дБ, что соответствует звуковому давлению 200 Па и уровню интенсивности 100 Вт/м2. Звуковые ощущения оцениваются по порогу дискомфорта.
Ультразвук не отличается от слышимого звука, но частота колебательного процесса способствует большому затуханию колебаний вследствие трансформации энергии в теплоту и классифицируется на низкочастотный (1,12х104 – 1,0х105 Гц) и высокочастотный (1,0х105 – 1,0х109 Гц); по способу распространения – на воздушный и контактный ультразвук.
Инфразвук также является областью акустических колебаний с частотой ниже 16–20 Гц. В условиях производства инфразвук сочетается с низкочастотным шумом, в ряде случаев – с низкочастотной вибрацией.
Биологический эффект воздействия акустических колебаний на организм человека зависит от интенсивности, длительности воздействия и размеров поверхности тела, подвергаемых действию колебаний, и выражается функциональным нарушением органов и систем организма человека.
16. УДАРНАЯ ВОЛНА
Ударная взрывная волна – эта область сжатого воздуха, стремительно распространяющаяся во все стороны от эпицентра взрыва с огромной скоростью и характеризующаяся избыточным давлением во фронте ударной волны (величиной, на которую это давление превышает атмосферное). На взрывную волну расходуется до 50 % энергии ядерного взрыва.
Под действием ударной волны происходит разрушение зданий, сооружений, транспортных магистралей. Незащищенные люди получают закрытые и открытые повреждения, так как в силу небольших размеров тела человека ударная волна мгновенно охватывает человека и подвергает его сильному сжатию в течение нескольких секунд. Мгновенное повышение давления воспринимается живым организмом как резкий удар. Причиной открытых повреждений являются чаще всего вторичные факторы действия ударной волны – летящие обломки зданий, сооружений и т. д. Кроме того, скоростной напор при этом создает значительное лобовое давление, которое может привести к перемещению тела в пространстве. Продолжительность действия ударной волны составляет около 15 с.
Избыточное давление во фронте ударной волны 10 кПа и менее для людей и животных, расположенных вне укрытия, считается безопасным. Легкие поражения наступают при избыточном давлении 20–40 кПа и выражаются кратковременными нарушениями функций организма, возможны вывихи и ушибы. Поражения средней тяжести возникают при избыточном давлении 40–60 кПа, при этом наблюдаются вывихи конечностей, контузии головного мозга, повреждение органов слуха, кровотечения из носа и ушей. При избыточном давлении в 60-100 кПа возникают тяжелые контузии и травмы, характеризующиеся выраженной контузией всего организма, переломами костей, кровотечениями из носа и ушей; возможны повреждение внутренних органов и внутренние кровотечения. А при избыточном давлении свыше 100 кПа отмечаются еще разрывы внутренних органов (особенно содержащих большое количество крови или наполненных газом, а также имеющих полости, наполненные жидкостью), сотрясение мозга с длительной потерей сознания. Часто такие травмы несовместимы с жизнью.
Радиус поражения обломками зданий при избыточном давлении 2–7 кПа может превысить радиус непосредственного поражения ударной волны.
Воздушная волна действует и на растения. Деревья вырываются с корнем, ломаются и отбрасываются, образуя сплошные завалы, гибнет от 30 до 50 % лесонасаждений в зависимости от величины избыточного давления.
17. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЧЕЛОВЕКА
Спектр электромагнитных колебаний по частоте достигает 1021 Гц. В зависимости от энергии фотонов его подразделяют на область неионизирующих и ионизирующих излучений. В гигиенической практике к неионизирующим излучениям относят также электрические и магнитные поля.