В различных отраслях экономики, на предприятиях и фирмах имеются источники шума - это оборудование, машины, работа которых сопровождается шумом, людские потоки. Постоянно находящийся в этих условиях персонал: рабочие, операторы подвергают­ся воздействию шума, вредно действующего на их организм и снижающего произво­дительность труда. Длительное воздействие шума может привести к развитию такого профессионального заболевания, как шумовая болезнь.

Шум как гигиенический фактор представляет собой совокупность звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека, мешающих его работе и отдыху.

По физической сущности шум представляет собой волнообразно распространяющееся колебательное движение частиц упругой (газовой, жидкой или твердой) среды. Источником шума является любое колеблющееся тело, выведенное из устойчивого состояния внешней силой.

Слышимые звуки: 20 - 20 000 Гц. Ультразвуковой   диапазон - свыше 20 кГц. Инфразвук - меньше 20 Гц. Устойчиво слышимые звуки - 1000 Гц - 3000 Гц.

Как и для всякого волнообразного колебательного движения, основными параметрами, характеризующими звук, являются амплитуда колебания, скорость распространения  и длина  волны.

Непосредственно примыкающие к источнику колебания  частицы среды вовлекаются в колебательный процесс и смещаются, приходя в состояние ритмичного сгущения и разрежения. Этот процесс в силу упругости среды распространяется последовательно  в виде волны, образуя звуковое поле. Амплитуда колебаний  пропорциональна амплитуде смещения частиц проводящего тела, т. е. звукового давления, которое представляет собой переменное давление, возникающее дополнительно к  атмосферному, в той среде, через которую проходят звуковые волны. Оно выражается в  дин/см.. В фазе сжатия звуковое давление положительно, в фазе разрежения - отрицательно. От величины звукового давления зависит сила звука - шум.

Частота колебаний - число полных колебаний, совершенных в течение одной секунды. Единица измерения частоты - герц (Гц) равна одному колебанию в секунду. Расстояние, на которое в течение одной секунды может распространиться волновой процесс, называется скоростью звука. При температуре воздуха 20° С и нормальном атмосферном давлении скорость звука равна 334 м/с, при повышении темпе­ратуры она увеличивается примерно на 0,71 м/с на каждый градус.

Величины звукового давления и интенсивности звука, с которыми приходится иметь дело в практике борьбы с шумом, могут меняться в широких пределах по давлению и по интенсивности. Логарифмиче­ская единица, отражающая десятикратную степень увеличения интенсивности звука, на­зывается белом (Б).

Для удобства пользуются не белом, а единицей в 10 раз меньшей - децибелом (дБ), который соответствует минимальному приросту силы звука, различаемо­му человеческим ухом.

Таким образом, бел и децибел - это условные единицы, которые показывают, на­сколько данная интенсивность звука в логарифмическом масштабе больше интенсивности звука, соответствующей условному порогу слышимости. Измеряемые таким образом ве­личины называются уровнями интенсивности шума или уровнями звукового давления.

Интенсивность звука определяется по логарифмической шкале громкости. В шкале-140 дБ. За нулевую точку шкалы принят «порог слышимости» (слабое звуковое ощуще­ние, едва воспринимаемое ухом, равное примерно 20 дБ), а за крайнюю точку шкалы -140 дБ - максимальный предел громкости.

Громкость ниже 80 дБ обычно не влияет на органы слуха, громкость от 0 до 20 дБ - очень тихая; от 20 до 40 - тихая; от 40 до 60 - средняя; от 60 до 80 - шумная; выше 80 дБ - очень шумная.

Распространение звуковых волн сопровождается появлением ряда акустических факторов, имеющих важное значение для характеристик шума, рассмотренных выше, ги­гиенической оценки шума и выбора мер защиты.

Действие шума на организм человека

К настоящему времени накоплены многочисленные данные, позволяющие судить о характере и особенностях влияния шумового фактора на слуховую функцию. Течение функциональных изменений может иметь различные стадии.  Кратковременное  понижение остроты слуха под воздействием шума с быстрым восстановлением функции после пре­кращения действия фактора рассматривается как проявление адаптационной защитно-приспособительной реакции слухового органа. Адаптацией к шуму принято считать вре­менное понижение слуха не более чем на 10-15 дБ с восстановлением его в течение 3 мин после прекращения действия шума. Длительное воздействие интенсивного шума может приводить к перераздражению клеток звукового анализатора и его утомлению, а затем к стойкому снижению остроты слуха.

Установлено, что утомляющее и повреждающее слух действие шума пропорционально его высоте (частоте). Наиболее выраженные и ранние изменения наблюдаются на частоте 4000 Гц и близкой к ней области частот. При этом импульсный шум (при одинаковой эквивалентной мощности) действует более неблагоприятно, чем непрерывный.

Особенности его воздействия существенно зависят от превышения уровня импульса над среднеквадратичным уровнем, определяющим шумовой фон на рабочем месте.

Развитие профессиональной тугоухости зависит от суммарного времени воздействия шума в течение рабочего дня и наличия пауз, а также общего стажа работы. Начальные стадии профессионального поражения наблюдаются у рабочих со стажем 5 лет, выраженные (поражение слуха на все частоты, нарушение восприятия шепотной и разговор ной речи) - свыше 10 лет.

Помимо действия шума на органы слуха, установлено его вредное влияние на многие органы и системы организма, в первую очередь, на центральную нервную систему, функциональные изменения в которой происходят раньше, чем диагностируется на­рушение слуховой чувствительности. Поражение нервной системы под действием шума сопровождается раздражительностью, ослаблением памяти, апатией, подавленным на­строением, изменением кожной чувствительности и другими нарушениями, в частности, замедляется скорость психических реакций, наступает расстройство сна и т. д. У работ­ников умственного труда происходит снижение темпа работы, ее качества и производи­тельности.

Действие шума может привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта, сдвигам в обменных процессах (нарушение основного, витаминного, углеводного, белко­вого, жирового, солевого обменов), нарушению функционального состояния сердечно­сосудистой системы. Звуковые колебания могут восприниматься не только органами слу­ха, но и непосредственно через кости черепа (так называемая костная проводимость). При действии шума очень высоких уровней (более 145 дБ) возможен разрыв барабанной пере­понки.

Таким образом, воздействие шума может привести к сочетанию профессиональной тугоухости (неврит слухового нерва) с функциональными расстройствами центральной нервной, вегетативной, сердечно-сосудистой и других систем, которые могут рассматри­ваться как профессиональное заболевание - шумовая болезнь. Профессиональный неврит слухового нерва (шумовая болезнь) чаще всего встречается у рабочих различных отраслей машиностроения, текстильной промышленности и пр. Случаи заболевания встречаются у лиц, работающих на ткацких станках, с рубильными, клепальными молотками, обслужи­вающих прессо-штамповочное оборудование, у испытателей-мотористов и других про­фессиональных групп, длительно подвергающихся интенсивному шуму. Шум на рабочих местах не должен превышать допустимых уровней, значения которых ведены в ГОСТ 12.1.003-76, соответствующие рекомендациям Технического комитета статистики при Международной организации по стандартизации.

Совокупность восьми допустимых уровней звукового давления называется предельным спектром. Исследования показывают, что допустимые уровни уменьшаются с ростом частоты (более неприятный шум).

Второй метод нормирования общего уровня шума,  используется для ориентировочной оценки постоянного и непостоянного шума, так как  этом случае мы не знаем спектра шума.

Снижение шума и вибрации достигается заменой возвратно-поступательного  движения в узлах работающих механизмов равномерным  вращательным.

При высоких тонах шумов эффективно демпфирование, при котором вибрирующая поверхность покрывается материалом с большим внутренним трением (резина, пробка, битум, войлок и др.). К демпфирующим материалам при этом предъявляются следующие требования: высокая эффективность, малая масса, способность прочно удерживаться на  металле и предохранять его от коррозии.

При невозможности достаточно эффективного снижения шума за счет создания совершенной конструкции той или иной машины следует осуществлять его локализацию у места возникновения путем применения звукопоглощающих и звукоизолирующих кон­струкций и материалов. Воздушные шумы ослабляются установкой на машинах специальных кожухов или размещением генерирующего шум оборудования в помещениях с массивными стенами без щелей и отверстий. Для исключения резонансных явлений кожухи следует облицовывать материалами с большим внутренним трением.

Для снижения структурных шумов, распространяемых в твердых средах, применяются звуко- и  виброизоляционные перекрытия. Ослабление шума достигается применением под полом упругих прокладок без жесткой их связи с несущими конструкциями зда­ний, установкой вибрирующего оборудования на амортизаторы или специальные изоли­рованные фундаменты. Вибрации, распространяющиеся по коммуникациям , ослабляются стыковкой последних через звукопоглощающие материалы (прокладки из резины и пластмассы). Широко применяются противошумные мастики на  битумной основе, наносимые на поверхность металла.

Помимо мер технологического и технического характера, широко применяются средства индивидуальной защиты - антифоны, выполненные в виде наушников или вкладышей. Существует несколько десятков вариантов заглушек - вкладышей, наушников и шлемов, рассчитанных на изоляцию слухового прохода от шумов различного спек­трального состава. Наиболее удобными и эффективными считаются вкладыши из смеси волокон органической бактерицидной ваты и ультратонких полимерных волокон из мате­риала ФП («беруши»), позволяющие снизить уровень громкости шума на различных час­тотах от 15 до 31 дБ.