Ухо человека может улавливать такие звуки, частота которых варьирует в пределах от 16 до 20000 колебаний в течение секунды.
Инфразвук - это низкочастотная звуковая волна (то есть с частотой ниже 16 колебаний), ультразвук - высокочастотная звуковая волна с частотой свыше 20 тысяч колебаний. Они не воспринимаются человеческим слуховым аппаратом, и для их обнаружения требуется использование специальных приборов.
Именно огромное число исследований, в которых анализировались признаки звуковой волны и воздействие ультразвука способствовало возникновению предпосылок, позволивших использовать ультразвук в больших масштабах в различных промышленных отраслях, в выпуске отдельных лекарственных средств, в медицине, физике, современной военной технике, биологии, народном хозяйстве и повседневной жизни. Рассмотрим подробнее влияние на организм человека ультразвука.
Что такое ультразвук?
Влияние ультразвука и инфразвука на организм человека уникально. Ультразвук является звуковой волной с высокой частотой, которая может распространяться в твердых материалах, в жидкости и в газообразной среде, что обусловлено влиянием упругих сил. Происхождение ультразвука может быть как естественным, так и искусственным. Так, в природе существуют органы чувств, которые позволяют воспроизводить и получать колебания, сформированные ультразвуковой волной, например у дельфинов, летучих мышей, бабочек, китов, саранчи, кузнечиков, сверчков, отдельных видов рыб и птиц.
Благодаря этому они способны прекрасно ориентироваться в пространстве, включая ночное время, а также общаться с сородичами. Дельфины и киты могут посылать необходимые сигналы на десятки тысяч километров. Кроме того, ультразвук способны улавливать собаки и кошки. На интенсивность и скорость распространения ультразвука непосредственно воздействуют признаки того вещества, в котором он передается: если он удаляется от источника, находящегося в воздухе, то звук довольно быстро ослабевает. В жидкостях, а также при прохождении сквозь твердое вещество сила ультразвука уменьшается медленно. Каково действие на организм человека ультразвука?
Отличие от обычного звука
От обычного звука он отличается тем, что распространяется во всех направлениях от источника. Ультразвук по сути своей является волной в форме узкого луча. Такие особенности позволяют применять его для исследования морского и океанского дна, обнаружения затонувших кораблей и подводных лодок, а также различных препятствий, находящихся под водой, и точного расстояния.
Но при распространении в воде ультразвуковые волны могут причинить вред тем организмам, которые в ней обитают. Под влиянием ультразвука у рыб нарушается чувство равновесия, они всплывают к поверхности воды вверх животом, и поэтому не могут принять свое нормальное положение. Если воздействие ультразвука интенсивное и продолжительное, превышает допустимые пределы, то в конечном итоге это станет причиной очень серьезных повреждений и даже смерти рыб. Если же его влияние временное, а интенсивность не слишком высокая, после прекращения его образ жизни и поведение рыб возвращаются в привычные рамки.
Влияние на организм человека ультразвука
Ультразвук воздействует на организм человека аналогичным образом. Во время проведения эксперимента в сложенную в форме чаши ладонь наливали воду, после чего испытуемый погружал ее в ультразвуковое пространство. При этом у него отмечались болезненные неприятные ощущения. Какое влияние ультразвука на организм человека, знают не все.
Стоит отметить, что сущность биологического влияния ультразвука до настоящего времени все еще не изучена до конца. Но с большей вероятностью оно основывается на локальных давлениях, возникающих в тканях, а также местном тепловом эффекте, который связан напрямую с поглощением энергии, происходящим при подавлении вибраций. Так как газообразная и жидкая среды способны отлично поглощать ультразвук, в то время как твердые вещества его проводят, скелетная система тела человека также представляет собой хороший проводник. Ультразвуковое воздействие в организме человека в первую очередь провоцирует появление термического эффекта, являющегося следствием энергетической трансформации волны ультразвука в тепло. Что еще нужно знать про ультразвук и его влияние на организм человека?
Стимулирует кровообращение
Помимо этого, он становится причиной микроскопических растяжений и сжатий ткани (это называется микромассажем), а также стимулирует кровообращение. В связи с этим происходит улучшение функционирования разных тканей организма человека и кровотока. Кроме того, ультразвук может оказывать стимулирующее влияние на протекание процессов обмена и рефлекторно-нервное действие. Он способствует изменениям не только в органах, на которые воздействует, но также на другие органы и ткани.
Вред интенсивного влияния
При этом интенсивное и продолжительное влияние разрушает клетки и приводит к их гибели. Связано это с тем, что в жидкостях организма под воздействием ультразвука формируются полости (такое явление называется кавитацией), из-за чего происходит отмирание тканей. Волна ультразвука способна также разрушить многие микроорганизмы, а это способствует инактивации таких вирусов, как энцефалит либо полиомиелит. Влияние ультразвука на белок вызывает нарушение структуры составляющих его частиц и дальнейший их распад. Кроме того, он разрушает в крови эритроциты и лейкоциты, ее свертываемость и вязкость значительно повышаются, также происходит ускорение РОЭ. Волна ультразвука угнетающе воздействует на клеточное дыхание, снижает количество кислорода, потребляемого ею, становится причиной инактивации ряда гормонов и ферментов.
Так что влияние на организм человека ультразвука все же не очень хорошее.
Последствия для человеческого организма
Высокоинтенсивный ультразвук может вызвать такие последствия у человека:
Появление усиленного болевого синдрома;
Облысение;
Гемолиз;
Помутнение хрусталика и роговицы глаза;
Увеличение содержания молочной и мочевой кислоты, холестерина в крови;
Небольшие кровоизлияния в ряде органов и тканей организма;
Значительные дефекты со стороны слуха;
Патологическое формирование и разрушение костной ткани;
Разрушение нервных клеток и клеток Это основные заболевания, вызванные воздействием ультразвука.
В результате продолжительного влияния ультразвука появляются чрезмерная сонливость, головокружения, высокая утомляемость, симптомы вегетососудистой дистонии (расстройства сна, дефекты памяти, апатия, нерешительность, уменьшение аппетита, пугливость, склонность к состоянию депрессии и т. п.).
Где чаще всего применяется воздействие ультразвука на организм?
Использование ультразвука в области медицины
Терапевтическое влияние ультразвука обусловлено способностью его к проникновению в ткани, их прогреванию и микромассажу. Необходимо отметить, что ультразвук, вероятно, обладает рядом специфических особенностей воздействия, поскольку глубокое прогревание тканей достигается и посредством других методик, но положительный эффект в некоторых случаях наступает только после использования ультразвука.
С учетом рефлекторного механизма можно использовать ультразвук не только для того, чтобы он прямо воздействовал на эпицентр боли, но также для влияния косвенного.
Благодаря свойствам, указанным выше, ультразвук при ряде условий способен оказывать бактерицидное, спазмолитическое, противовоспалительное и болеутоляющее действие. Использование ультразвука может сочетаться с другими терапевтическими приемами. Из-за повышенной биологической активности необходимо соблюдать осторожность при лечении ультразвуком. Положительные результаты при его терапевтическом применении получены в ряде заболеваний. Очень эффективен он при лечении невралгий, миальгий, невритов ампутированных конечностей, периартритов, артритов и артрозов. Вреден ли ультразвук для человека, интересно многим.
Общее воздействие
Общее воздействие ультразвука на человеческий организм подтверждается, в частности, тем, что при поражении ряда суставов зачастую достаточно ограничиться терапией какого-либо из них, поскольку при этом отмечается параллельное улучшение остальных суставов. Положительные результаты были получены при лечении с помощью ультразвука спондилитов, болезни Бехтерева, варикозных, вяло гранулирующих и трофических язв, облитерирующих эндартериитов.
Существуют отдельные указания о положительном использовании ультразвука при бронхиальной астме, язве двенадцатиперстной кишки и желудка, бронхоэктазиях, легочной эмфиземе, болезни Меньера и отосклерозе. Есть также наблюдения, которые свидетельствуют о том, что предварительное кожное озвучение усиливает эффективность облучения рентгеном.
Противопоказания к использованию ультразвука
Запрещается озвучивать половые органы, растущие кости, опухоли, сердечные области (это может стать причиной стенокардии). При гипертонической болезни, легочном туберкулезе, беременности, гипертиреозе, изменениях паренхиматозных органов использование ультразвука тоже противопоказано. Если применять его во все более широких масштабах, то необходимо организовать тщательное наблюдение за пациентами, которые контактируют с ультразвуком, чтобы выявить ранние симптомы заболевания и вовремя провести требуемые профилактические и лечебные мероприятия. Также есть данные о положительном влиянии ультразвука на некоторые формы неврита и рака. Но еще не определена с точностью ширина безопасной области между положительным и повреждающим воздействием.
Мы рассмотрели влияние на организм человека ультразвука.
Ультразвук обладает главным образом локальным действием на организм, поскольку передается при непосредственном контакте с ультразвуковым инструментом, обрабатываемыми деталями или средами, где возбуждаются ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания, генерируемые ультразвуком низкочастотным промышленным оборудованием, оказывают неблагоприятное влияние на организм человека. Длительное систематическое воздействие ультразвука, распространяющегося воздушным путем, вызывает изменения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов, гуморальные нарушения. Наиболее характерным является наличие вегетососудитой дистонии и астенического синдрома.
Степень выраженности изменений зависит от интенсивности и длительности воздействия ультразвука и усиливается при наличии в спектре высокочастотного шума, при этом присоединяется выраженное снижение слуха. В случае продолжения контакта с ультразвуком указанные расстройства приобретают более стойкий характер.
При действии локального ультразвука, помимо обще церебральных нарушений, возникают явления вегетативного полиневрита рук (реже и ног) разной степени выраженности, вплоть до развития пареза кистей и предплечий, вегетомиофасцикулита рук и вегетативно-сосудистой дисфункции.
Характер изменений, возникающих в организме под воздействием ультразвука, зависит от дозы воздействия.
Малые дозы - уровень звука 80 - 90 дБ - дают стимулирующий эффект - микромассаж, ускорение обменных процессов.
Влияние на ткани ограничивается раздражением нервных рецепторов. Изменения функционального состояния ЦНС сопровождаются нормализацией сосудистых реакций, снижением артериального давления, расширением сосудов. Большие дозы - уровень звука 120 и более дБ - дают поражающий эффект.
Оздоровление условий труда
Основу профилактики неблагоприятного воздействия ультразвука на лиц, обслуживающих ультразвуковые установки, составляет гигиеническое нормирование.
В соответствии с ГОСТом 12.1.01 - 83 (ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности), «Санитарными нормами и правилами при работе на промышленных ультразвуковых установках» ограничиваются уровни звукового давления в высокочастотной области слышимых звуков и ультразвуков на рабочих местах (табл. 11).
Таблица 11. Допустимые уровни ультразвука
Ультразвук, передающийся контактным путем, нормируется «Санитарными нормами и правилами при работе с оборудованием, создающим ультразвуки, передающиеся контактным путем на руки работающих» № 2282 - 80. В качестве нормируемого параметра ультразвука, распространяющегося контактным путем, устанавливается пиковое значение виброскорости в полосе частот 0,1 - 10 мГц или в дБ относительно 5*10 -8 м/с. Максимальная величина ультразвука в зоне контакта рук оператора с рабочими органами приборов в течение 8-часового рабочего дня по виброскорости не должна превышать 1,6*10 -2 м/с или 110 дБ.
Допускается ультразвук при контактной передаче по интенсивности в Вт/см 2 . Предельно допустимое значение составляет 0,1 Вт/см 2 . Меры предупреждения неблагоприятного действия ультразвука на организм операторов технологических установок, персонала лечебно-диагностических кабинетов состоят в первую очередь в проведении мероприятий технического характера. К ним относятся создание автоматизированного ультразвукового оборудования с дистанционным управлением; использование по возможности маломощного оборудования, что способствует снижению интенсивности шума и ультразвука на рабочих местах на 20 - 40 дБ; размещение оборудования в звукоизолированных помещениях или кабинетах с дистанционным управлением; оборудование звукоизолирующих устройств, кожухов, экранов из листовой стали или дюралюминия, покрытых резиной, противошумной мастикой и другими материалами.
При проектировании ультразвуковых установок целесообразно использовать рабочие частоты, наиболее удаленные от слышимого диапазона - не ниже 22 кГц.
Чтобы исключить воздействие ультразвука при контакте с жидкими и твердыми средами, необходимо устанавливать систему автоматического отключения ультразвуковых преобразователей при операциях, во время которых возможен контакт (например, загрузка и выгрузка материалов), для защиты рук от контактного действия ультразвука рекомендуется применение специального рабочего инструмента с виброизолирующей рукояткой.
Если по производственным причинам невозможно снизить уровень интенсивности шума и ультразвука до допустимых значений, необходимо использование средств индивидуальной защиты - противошумов, резиновых перчаток с хлопчатобумажной прокладкой.
Организационные и медико-профилактические мероприятия. К мерам организационного плана относятся соблюдение режима труда и отдыха, запрещение сверхурочных работ. При контакте с ультразвуком более 50% рабочего времени рекомендуются перерывы продолжительностью 15 мин через каждые 1,5 ч работы.
Значительный эффект дает комплекс физиотерапевтических процедур – УФ-облучение, водные процедуры, витаминизация и др.
Рабочие должны проходить предварительный и периодические медицинские осмотры в соответствии с приказом МЗ СССР (№ 700). К работам с ультразвуком не допускаются лица моложе 18 лет, а также лица, имеющие противопоказания к работе в условиях ультразвука.
Все рабочие должны быть ознакомлены с «Гигиеническими требованиями к устройству и эксплуатации ультразвуковых установок», утвержденными ГСЭУ МЗ СССР от 30.12.69 г., и обучены безопасным приемам труда.
КЛАССИФИКАЦИЯ УЛЬТРАЗВУКА
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УЛЬТРАЗВУКЕ И ЕГО ИСТОЧНИКИ
Ультразвук – область акустических колебаний с частотой выше 20 кГц, неслышимых человеческим ухом.
Ультразвук наряду со слышимыми звуками издают тикающие часы, летящий самолет, телефонный звонок.
По своей природе ультразвуковые волны ничем не отличаются от звуковых волн слышимого диапазона. Распространение ультразвука подчиняется основным законам, общим для акустических волн любого диапазона частот.
Вместе с тем, ультразвук, обладая высокими частотами и, следовательно, малыми длинами волн, характеризуется особыми свойствами. Из – за малых длин ультразвуковые волны легче сфокусировать и соответственно получать более узкое и направленное излучение, т.е. сосредотачивать всю энергию ультразвука в нужном направлении и концентрировать её в небольшом объеме. Кроме того, ультразвуковые волны можно визуально наблюдать оптическими методами.
Источниками ультразвука являются все виды технологического оборудования, ультразвуковые приборы и аппараты промышленного, медицинского и бытового назначения, генерирующие ультразвуковые колебания в диапазоне частот от 18 кГц до 100 МГц и выше, а также оборудование, при эксплуатации которого ультразвуковые колебания возникают как сопутствующий фактор.
В настоящее время ультразвук широко применяется в различных отраслях экономики: геологии, медицине, металлургии, химической промышленности, машиностроении, радиоэлектронике и др.
Низкочастотные ультразвуковые волны, распространяющиеся контактным или воздушным путем, применяют для активного воздействия на вещества и технологические процессы: очистка, обезжиривание, сварка, механическая и термическая обработка материалов, коагуляция аэрозолей и многие другие.
В медицине ультразвук применяется для диагностики заболеваний, микромассажа тканей, ультразвуковой хирургии, стерилизации рук медперсонала и др.
При пропускании ультразвуковых колебаний через исследуемую деталь можно обнаружить в ней дефекты по характерному рассеиванию пучка и появлению ультразвуковой тени. На этом основана целая отрасль науки – ультразвуковая дефектоскопия.
Для неразрушающего контроля и в медицине – для диагностики и лечения различных заболеваний используются высокочастотный ультразвук, распространяющийся исключительно контактным путем.
Для унификации критериев и методов оценки условий труда установлена гигиеническая классификация ультразвука, воздействующего на человека (таблица 7) (СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96» Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения»).
Ультразвуковые волны могут вызывать в организме человека различные биологические эффекты, характер которых определяется:
1. характеристиками ультразвуковых колебаний:
- интенсивностью;
- частотой;
- временными параметрами (постоянный, импульсный);
2. длительностью воздействия ;
3. чувствительностью тканей человека .
Эффекты, вызываемые в организме человека, условно подразделяются на:
- механические , вызываемые знакопеременным смещением среды;
- физико – химические , связанные с ускорением процессов диффузии через мембраны, изменением скорости биологических реакций;
- термические , проявляемые в результате выделения тепла при поглощении тканями энергии ультразвуковых колебаний;
Эффекты, связанные с возникновением в тканях ультразвуковой кавитации (пустоты), то есть с образованием и последующим захлопыванием парогазовых пузырьков.
Происходящие под воздействием контактного или воздушного ультразвука изменения в организме человека имеют общие закономерности: малые интенсивности стимулируют, активируют, средние и большие угнетают, тормозят и могут полностью подавлять функции.
Так, при воздействии на человека контактного ультразвука низкой интенсивности (до 1,5 Вт/см 2)происходит ускорение обменных процессов в организме, легкий нагрев тканей, микромассаж. Морфологических изменений внутри клеток не происходит.
Ультразвук средней интенсивности (1,5÷3,0 Вт/см 2)за счет увеличения переменного звукового давления вызывает обратимые реакции угнетения, в частности нервной ткани.
Таблица 7 – Гигиеническая классификация ультразвука
| Классифицируемый признак | Характеристика классифицируемого признака |
| 1. Способ распространения ультразвуковых колебаний | Контактный способ – ультразвук распространяется при соприкосновении рук или других частей тела человека с источником ультразвука, обрабатываемыми деталями и т.д. |
| Воздушный способ – ультразвук распространяется по воздуху | |
| 2. Тип источников ультразвуковых колебаний | Ручные источники |
| Стационарные источники | |
| 3. Спектральная характеристика ультразвука | Низкочастотный ультразвук - 16÷63 кГц |
| Среднечастотный ультразвук - 125÷250 кГц | |
| Высокочастотный ультразвук - 1÷31,5 МГц | |
| 4. Режим генерирования ультразвуковых колебаний | Постоянный ультразвук |
| Переменный ультразвук | |
| 5. Способ излучения ультразвуковых колебаний | Источники ультразвука с магнитострикционным генератором |
| Источники ультразвука с пьезоэлектрическим генератором. |
Контактный ультразвук высокой интенсивности (3,0÷10,0 Вт/см 2) вызывает необратимые реакции угнетения, переходящие в процесс полного разрушения клеток.
Ультразвуковые колебания, генерируемые в импульсном режиме, оказывают менее выраженное, более мягкое действие на человека, чем постоянные колебания. Мягкость действия импульсного ультразвука связана с преобладанием физико – химических эффектов действия над тепловым и механическим.
Действие ультразвука на организм человека приводит к изменениям почти во всех тканях, органах и системах: центральной и периферической нервной системе, сердечно – сосудистой, эндокринной системах, слуховом и вестибулярном анализаторах и др.
При систематическом воздействии интенсивного низкочастотного ультразвука наиболее характерным является наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома.
Высокочастотный ультразвук вызывает, прежде всего, поражения нейрососудистого, нейромышечного аппарата, изменение костной структуры в виде остеопороза, остеосклероза и других изменений дегенеративно - дистрофического характера.
Лица, длительное время обслуживающие ультразвуковые установки, страдают также от головных болей, головокружений, общей слабости, болевых ощущений в области сердца, ухудшения памяти.
С 1989 г. вегетативно – сенсорная полинейропатия рук, развивающая при воздействии контактного ультразвука, признана профессиональным заболеваний и внесена в список профзаболеваний.
Ультразвук - считать колебания свыше 20 кГц, распространяющиеся как в воздухе, так и в твердых средах. Это обусловливает контакт его с человеком через воздух и непосредственно от вибрирующей поверхности (инструмента, аппарата и других возможных источников). Человеческое ухо воспринимает распространяющиеся в среде упругие волны частотой приблизительно до 16-20 кГц; колебания с более высокой частотой представляют собой ультразвук (за пределом слышимости). Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 Гц до нескольких гигагерц.
Влияние:
Ультразвук обладает главным образом локальным действием на организм, поскольку передается при непосредственном контакте с ультразвуковым инструментом, обрабатываемыми деталями или средами, где возбуждаются ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания, генерируемые ультразвуком низкочастотным промышленным оборудованием, оказывают неблагоприятное влияние на организм человека. Длительное систематическое воздействие ультразвука, распространяющегося воздушным путем, вызывает изменения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Наиболее характерным является наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома.
Степень выраженности изменений зависит от интенсивности и длительности воздействия ультразвука и усиливается при наличии в спектре высокочастотного шума, при этом присоединяется выраженное снижение слуха. В случае продолжения контакта с ультразвуком указанные расстройства приобретают более стойкий характер. При действии локального ультразвука возникают явления вегетативного полиневрита рук (реже ног) разной степени выраженности, вплоть до развития пареза кистей и предплечий, вегетативно-сосудистой дисфункции. Характер изменений, возникающих в организме под воздействием ультразвука, зависит от дозы воздействия.
Малые дозы - уровень звука 80-90 дБ - дают стимулирующий эффект - микромассаж, ускорение обменных процессов. Большие дозы – уровень звука 120 и более дБ – дают поражающий эффект. В поле ультразвуковых колебаний в живых тканях ультразвук оказывает механическое, термическое, физико-химическое воздействие (микромассаж клеток и тканей). При этом активизируются обменные процессы, повышаются иммунные свойства организма. Ультразвук оказывает выраженное обезболивающее, спазмолитическое, противовоспалительное и общетонизирующее действие, стимулирует крово- и лимфообращение, ускоряет регенеративные процессы, улучшает трофику тканей. Время воздействия на болевую зону 3-5 мин, а в сумме - на несколько зон – не более 12-15 мин на всю процедуру и не более 10-12 процедур раз в 3 месяца. Так как ультразвук полностью отражается от тончайших прослоек воздуха, к телу его подводят через безвоздушные контактные среды.
Особенности воздействия инфразвука на человека. (Инфразвук).
Инфразвук-колебания с частотой ниже 20 Гц, распространяющиеся в воздушной среде. Низкая частота инфразвуковых колебаний обусловливает ряд особенностей его распространения в окружающей среде. Вследствие большой длины волны инфразвуковые колебания меньше поглощаются в атмосфере и легче огибают препятствия, чем колебания с более высокой частотой. Этим объясняется способность инфразвука распространяться на значительные расстояния с небольшими потерями энергии. Вот почему обычные мероприятия по борьбе с шумом в данном случае неэффективны. Под воздействием инфразвука возникает вибрация крупных предметов строительных конструкций, из-за резонансных эффектов и возбуждения вторичного индуцированного шума в звуковом диапазоне случаев имеет место усиление инфразвука в отдельных помещениях.
Влияние:
Диапазон инфразвуковых колебаний совпадает с внутренней частотой отдельных органов человека (6-8 Гц), следовательно, из-за резонанса могут возникнуть тяжелые последствия.
Увеличение звукового давления до 150 дБА приводит к изменению пищеварительных функций и сердечному ритму. Возможна потеря слуха и зрения.
Все случаи контакта человека и инфразвука можно поделить на две большие группы. Контакты в пространстве, не ограниченном жесткими стенками и контакте в помещениях, то есть в пространстве, ограниченном жесткими стенками.Таким образом, с точки зрения акустики, это контакты с бегущей волной (в первом случае), и контакты в полости резонатора (во втором случае). В процессе трудовой деятельности большинство контактов человека и инфразвука происходит именно в пространстве, ограниченном жесткими стенками.
Экспериментально показано, что нахождение в разных частях даже небольшого помещения способно вызвать разнонаправленную реакцию органов и систем человека и животных. Выделена зона градиента ИЗ волны, в которой падает работоспособность, уменьшается частота различия звуковых импульсов и световых мельканий, резко активируется активность симпатического звена регуляции сосудистой системы и развивается реакция гиперкоагуляции крови. Это связано с прямым действием ИЗна стенки кровеносных сосудов.
Отдел контроля безопасности труда продолжает серию статей, рассказывающих о негативном влиянии вредных факторов на организм человека и борьбе с таковым.. Сегодня будет поговорим об ультразвуке.
Ультразвуки - механические колебания упругой среды, имеющие одинаковую со звуками физическую природу, но превышающие верхний порог слышимой частоты (свыше 20 кГц). Низкочастотные ультразвуки (частота - десятки килогерц) обладают способностью распространяться в воздухе, высокочастотные (частота - сотни килогерц) - быстро затухают. В упругих средах - воде, металле и др. - ультразвук хорошо распространяется, причем на скорость распространения существенное влияние оказывает температура этих сред.
По способу распространения колебаний ультразвук делится на контактный (при контакте рук или других частей тела человека с источником ультразвука) и воздушный (акустический).
Источники ультразвука на рабочих местах.
К техногенным источникам ультразвука относятся все виды ультразвукового технологического оборудования, ультразвуковые приборы и аппаратура промышленного, медицинского и бытового назначений, которые генерируют ультразвуковые колебания в диапазоне частот от 20 кГц до 100 МГц и выше. Источником ультразвука может также быть оборудование, при эксплуатации которого ультразвуковые колебания возникают как сопутствующий фактор.
Основными элементами ультразвуковой техники являются ультразвуковые преобразователи и генераторы. В настоящее время ультразвук широко применяется в машиностроении, металлургии, химии, радиоэлектронике, строительстве, геологии, легкой и пищевой промышленности, рыбном промысле, медицине и т.д. В производственных условиях кратковременное и периодическое контактное воздействие ультразвука имеет место при удержании инструмента, обрабатываемой детали, загрузке изделий в ванны, выгрузке их и других операциях.
Анализ распространенности и перспектива применения разнообразных ультразвуковых источников показал, что 60-70% всех работающих в условиях неблагоприятного воздействия ультразвука составляют дефектоскописты, операторы очистных, сварочных, ограночных агрегатов, врачи ультразвуковых исследований (УЗИ), физиотерапевты, хирурги и др.
Действие ультразвука на организм человека.
Происходящие под воздействием ультразвука (воздушного и контактного) изменения подчиняются общей закономерности: малые интенсивности стимулируют и активируют, а средние и большие угнетают, тормозят и могут полностью подавлять функции.
Наиболее изучено биологическое действие ультразвука при контактном его воздействии. В эксперименте установлено, что ультразвуковые колебания, глубоко проникая в организм, могут вызвать серьезные локальные нарушения в тканях: воспалительную реакцию, геморрагии, а при высокой интенсивности - некроз.
Высокочастотный контактный ультразвук вследствие малой длины волны практически не распространяется в воздухе и оказывает воздействие на работающих только при контакте источника ультразвука с поверхностью тела. Изменения, вызванные действием контактного ультразвука, обычно более выражены в зоне контакта, чаще это пальцы рук, кисти.
Длительная работа с ультразвуком при контактной передаче на руки вызывает поражение периферического нейрососудистого аппарата, причем степень выраженности изменений зависит от интенсивности ультразвука, времени озвучивания и площади контакта, т.е. ультразвуковой экспозиции, и может усиливаться при наличии сопутствующих факторов производственной среды, усугубляющих его действие (воздушный ультразвук, локальное и общее охлаждения, контактные смазки - различные виды масел, статическое напряжение мышц и т.д.).
Среди работающих с источниками контактного ультразвука отмечен высокий процент жалоб на наличие парестезий, повышенную чувствительность рук к холоду, чувство слабости и боли в руках в ночное время, снижение тактильной чувствительности, потливость ладоней. Имеют место также жалобы на головные боли, головокружение, шум в ушах и голове, на общую слабость, сердцебиение, болевые ощущения в области сердца.
У лиц, длительное время занятых экспериментальной работой на ультразвуковых установках, иногда наблюдаются диэнцефальные нарушения (потеря в весе, резкий подъем содержания сахара в крови с медленным падением до исходного уровня, гипертиреоз, повышение механической возбудимости мышц, зуд, пароксизмальные приступы типа висцеральных кризов). Нередки нарушения функции периферического отдела нервной системы, онемение, снижение всех видов чувствительности по типу коротких и длинных перчаток, гипергидроз. Наблюдаются также снижение слуха и своеобразные расстройства со стороны вестибулярного аппарата.
Мероприятия по защите и профилактике влияния ультразвука на работающих должны быть направлены на ограничение воздействия звуковых и ультразвуковых колебаний, передающихся по воздуху и контактным способом. Основной мерой снижения шума и ультразвука является понижение их интенсивности в источнике, но этот путь не всегда технически возможен. На промышленных предприятиях нередко применяется завышенная интенсивность ультразвуковых колебаний, поэтому в первую очередь следует уделять внимание рациональному подбору мощности оборудования. В тех случаях, когда снижение интенсивности противоречит интересам технологии, наиболее эффективной мерой снижения шума и ультразвука является звукоизоляция оборудования.
Профилактика контактного воздействия ультразвука достигается путем выключения колебаний в период загрузки и выгрузки деталей, для чего рекомендуется применение автоблокировки.
В значительной мере можно ослабить интенсивность контактного воздействия применением специальных приспособлений для загрузки деталей (сеток, сосудов из оргстекла и др. с ручками, имеющими эластичное покрытие). При необходимости периодического кратковременного контакта рекомендуется применение зажимов, щипцов, ношение резиновых и хлопчатобумажных перчаток. На стенках и сварочных машинах должны быть предусмотрены специальные приспособления для закрепления деталей во время обработки.
