Инфразвуки и ультразвуки их вред и польза для человека

Инфразвук – распространяющиеся в воздушной среде колебания с частотой ниже 16 Гц. Низкая частота инфразвукового колебания обусловливает ряд особенностей его распространения в окружающей среде.

Эффективным способом защиты от инфразвука является уменьшение его в источнике образования.

Это достигается путём:

– повышения быстроходности машин, что позволит перейти в слышимый диапазон звуков;

-повышения жёсткости конструкций;

– устранение низкочастотных вибраций;

– установкой глушителей реактивного типа.

Источниками инфразвука в промышленности являются компрессоры, дизельные двигатели, вентиляторы, ветро-энергоустановки, реактивные двигатели, транспортные средства и др. В природе это землетрясения, извержения вулканов, морские бури, движение большого количества газа, жидкости, при вращательном движении, при ветре в горах. Инфразвук распространяется быстрее звука.

Воздействие на человека.

Действие инфразвука на человека воспринимается как физическая нагрузка:

– нарушается пространственная ориентация,

– возникают морская болезнь,

– пищеварительные расстройства,

– нарушения зрения,

– головокружение,

– изменяется периферическое кровообращение.

При воздействии инфразвука на организм уровнем 110 ÷ 150 дБ могут возникать неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения: нарушения в ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе.

Отмечаются жалобы на:

– головные боли, головокружение, осязаемые движения барабанных перепонок, звон в ушах и голове, снижение внимания и работоспособности;

– может появиться чувство страха, сонливость, затруднение речи;

– специфическая для действия инфразвука реакция – нарушение равновесия.

При воздействии инфразвука с уровнем 105 дБ отмечены психофизиологические реакции в форме повышения тревожности и неуверенности, эмоциональной неустойчивости. Особенно неблагоприятно воздействие на организм человека инфразвуковых колебаний с частотой 4 ÷ 12 Гц.

Средства и методы защиты от инфразвука.

Что же касается инфразвука, то для этого физического фактора воздействия на человека в производственной среде пока не разработаны специфические методы защиты, а также четкие санитарно-гигиенические рекомендации.

К ним следует отнести:

– снижение уровня инфразвука в его источнике;

– увеличение жесткости колеблющихся конструкций;

– применение глушителей реактивного типа.

Ультразвук – колебания свыше 20 кГц, распространяющиеся как в воздухе, так и в жидких и твердых средах.

В зависимости от способа передачи от источника к человеку ультразвук подразделяют:

1. Контактный это ультразвук, передающийся при соприкосновении рук или других частей тела человека с его источником, обрабатываемыми деталями, приспособлениями для их удержания, озвучиваемыми жидкостями, сканерами медицинской ультразвуковой аппаратуры, искательными головками ультразвуковых дефектоскопов (передаётся на руки работающего через твёрдую или жидкую среду).

2. Воздушный это ультразвуковые колебания в воздушной среде (передаётся воздушным путём).

В зависимости от частотного диапазона (от спектра) ультразвук подразделяют на:

– низкочастотный (от 1,12?104 до 1?105 Гц), который передаётся человеку воздушным и контактным путём;

Низкочастотный ультразвук применяется при сварке, пайке, лужении, механической обработке материалов, при кристаллизации металлов, при обезжиривании, при очистке загрязнённых воды и воздуха; в медицине – для резки и соединения биологических тканей, обезболивания, разрушения новообразований, стерилизации инструмента и др.

– высокочастотный (от 1?105 до 1?109 Гц), который передаётся человеку только контактным путём.

Высокочастотный ультразвук применяется в аппаратуре для сбора информации, для контроля, анализа, обработки и передачи сигналов, в дефектоскопии, в радиолокации; в медицине – для диагностики, для лечения различных заболеваний, в офтальмологии, дерматологии и др.

Воздействие на человека.

Ультразвук оказывает существенное влияние на организм человека. Ультразвук способен распространяться во всех средах: газообразной, жидкой и твердой. Нарушает микроокружение мембран клеток, изменяет проницаемость мембран, приводит к возникновению новых синтезов в клетках. Поэтому в организме человека он воздействует не только собственно на органы и ткани, но и на клеточную и другие жидкости.

Длительное систематическое влияние ультразвука, распространяющегося в воздухе, вызывает функциональные нарушения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. У людей, работающих на ультразвуковых установках, отмечают выраженную астению, сосудистую гипотонию, снижение электрической активности сердца и мозга. Изменения ЦНС в начальной фазе проявляются нарушением рефлекторных функций мозга.

Характерны жалобы на резкое утомление, головные боли и чувство давления в голове, затруднения при концентрации внимания, торможение мыслительного процесса, на бессонницу. Контактное воздействие высокочастотного ультразвука на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности, т. е. развиваются периферические неврологические нарушения. Установлено, что ультразвуковые колебания могут вызывать изменения костной структуры с разрежением плотности костной ткани.

Профессиональные заболевания зарегистрированы лишь при контактной передаче ультразвука на руки – вегетосенсорная (ангионевроз) или сенсомоторная полиневропатия рук.

Средства и методы защиты от ультразвука.

Существуют требования по ограничению неблагоприятного влияния контактного ультразвука, а именно:

– при разработке нового оборудования должны предусматриваться меры по максимальному ограничению ультразвука, как в источнике возникновения, так и на пути его распространения;

– запрещается непосредственный контакт человека с рабочей поверхностью источника ультразвука и с контактной средой во время возбуждения в ней ультразвука;

– ультразвуковые искатели и датчики, удерживаемые руками оператора, должны иметь форму, обеспечивающую минимальное напряжение мышц, удобное для работы расположение;

– исключается передача ультразвука другим частям тела кроме рук;

– применение дистанционного управления; приспособления для удержания источника ультразвука или предметов, которые могут служит в качестве твердой контактной среды;

– для защиты рук от неблагоприятного воздействия контактного ультразвука в твердых и жидких средах, а также от контактных смазок необходимо применять нарукавники, рукавицы или перчатки (наружные резиновые и внутренние хлопчатобумажные);

– использование звукоизолирующих кожухов. Эти экраны изготавливают из листовой стали или дюралюминия толщиной 1 мм, пластмассы (гетинакса) либо из специальной резины.

Редко кто задумывается о том, сколько всего различных звуков существует в природе. Немногие знают и то, что самого звука как такового не существует, а то, что слышит человек, всего лишь преобразованные волны определенной частоты. Слуховой аппарат, который имеют люди, способен преобразовывать некоторые такие волны в звуки, к которым мы привыкли. Однако это лишь маленькая толика всех тех частот, которые окружают каждого. Некоторые из них, которые невозможно услышать без специальных приборов, способны нанести организму человека значительный вред.

Понятие

Инфразвук – это звуковые колебания, у которых частота менее 16 Гц. В существующем мире полно звуков, и все они имеют различный диапазон. Слуховой аппарат человека рассчитан на прием звуков, у которых частота не меньше 16 колебаний в секунду, но не более 18-20. Такие колебания измеряются в герцах (Гц). Вместе с тем подобные звуковые колебания могут быть как выше, так и ниже указанного диапазона. Такие неслышимые людьми частоты являются так называемыми областями, в которых существуют ультразвук и инфразвук. Эти колебательные процессы абсолютно не слышимы человеком, однако, в то же время именно они могут влиять на разные процессы, в том числе и на человеческий организм.

Мозг человека устроен таким образом, что способен воспринимать лишь небольшую часть тех явлений, происходящих в звуковой среде, каковые могут достичь внутреннего уха, его периферических рецепторных приборов. При этом восприятие таких акустических волн будет определяться несколькими факторами, среди которых и направленность внимания, и разрешающая способность рецепторов, и скорость передачи по нервным путям.

Звук

Как упоминалось, частотный диапазон инфразвука находится ниже диапазона восприятия звуков человеком. Суть инфразвука не отличается от иных звуков. Вообще звуком называются упругие волны, которые перемещаются в определенной среде и своими такими перемещениями создающие механические колебания. Другими словами, звуком можно назвать перемещение молекул воздуха, которое происходит в результате колебания какого-либо физического тела. Как пример, можно привести колебания, происходящие от струнных инструментов. Для того чтобы звук распространялся, должна быть воздушная среда. Общеизвестно, что в вакууме всегда царит тишина. Это объясняется тем, что в результате физического действия происходят возвратно-поступательные движения воздуха, которые, в свою очередь, вызывают волны сжатия и разрежения.

Особенности инфразвука

Инфразвук – это низкочастотный волновой процесс, и хотя его физическая сущность такая же, как и у другого звука, он имеет несколько особенностей. Так, низкочастотные волны обладают большой проникающей способностью. Это обуславливается тем, что они характеризуются малым поглощением. Инфразвук, распространенный на глубине океана или в воздушном пространстве возле земли, имеющий частоту от десяти до двадцати герц, как правило, затухает, преодолев тысячу километров всего лишь на несколько децибел. Такое же незначительное рассеивание инфразвуковых волн происходит и в естественной среде. Это связано с огромной длиной волн. Так, последняя величина, если частота инфразвука 3,5 Гц, будет составлять около 100 метров. Единственное, что способно оказать значительное влияние на рассеивание этих акустических волн, это большие объекты (высотные здания и сооружения, горы, скалы и т. п.). Эти два фактора – небольшое поглощение и низкое рассеяние – способствует перемещению инфразвука на дальние расстояния.

Например, несколько раз могут обойти поверхность земного шара такие звуки, как извержения вулкана или ядерные взрывы, а волны, появляющиеся в результате каких-то сейсмических колебаний, могут преодолеть всю толщу планеты. В результате названных причин инфразвук, влияние на человека которого очень негативно, практически невозможно изолировать, а все применяемые материалы, предназначенные для звукоизоляции и звукопоглощения, теряют свои свойства на низких частотах.

Инфразвук и процессы, происходящие в организме человека

Как уже было замечено, длина низкочастотной волны довольно большая, поэтому ее проникновение в организм человека, в его ткани тоже может быть выражено в значительной степени. Если выразиться фигурально, то человек, хотя и не слышит инфразвука ушами, он слышит его всем своим телом. Инфразвук на человека может воздействовать по-разному, он может совпадать со многими процессами, происходящими в организме человека. Ведь многие органы также создают определенные звуки. Например, сердце при сокращении создает инфразвук с частотой 1-2 Гц, мозг в период сна – от 0,5 до 3,5 Гц, а в период его активной работы – от 14 до 35 Гц. Естественно, что если внешние инфразвуковые колебания каким-то образом совпадут с колебаниями, происходящими в организме человека, то последние будут только усиливаться. А это усиление может в конечном счете привести к повреждению органа, его расстройству или вообще к разрыву.

Источники в природе. Морские волны

Природу буквально пронизывает инфразвук. Это вызывается многими явлениями, среди которых и резкие перепады давления, и извержения вулканов, и сейсмическая активность, и ураганы, а также многие другие факторы. Многочисленные исследования, проводившиеся над людьми, попавшими в зону действия низкочастотных волн, дали основания ученым полагать, что инфразвук опасен для человека, для его здоровья. Эти волны провоцируют утрату чувствительности органов, предназначенных для регулировки равновесия тела. В свою очередь, эта утрата является причиной для возникновения ушных болей, повреждений мозга, болей в позвоночнике. Некоторые ученые и психологи считают, что инфразвук – это основная и наиболее серьезная причина психологических расстройств.

Он существует всегда, даже тогда, когда люди считают, что в атмосфере царит тишина. Источники инфразвука различны и многообразны. Удары морских волн о берег, во-первых, вызывают небольшие сейсмические колебания в недрах, а во-вторых, способствуют переменам в давлении воздуха. С помощью специальных барометров возможно такие колебания уловить. Мощные порывы ветра, сочетаясь с морскими волнами, являются источником мощных низкочастотных волн. Они перемещаются со скоростью звука, а распространяясь по волнам моря, еще больше усиливаются.

Предсказатели

Подобные инфразвуки являются предвестниками шторма или урагана. Не секрет, что животные обладают уникальной способностью предсказывать такие явления природы. Например, медузы, которые еще до начала шторма отдаляются от побережья. Такая способность предсказывания по утверждению некоторых ученых имеется и у отдельных людей. С давних времен были известны люди, которые смотря на спокойное и безмятежное море, могли заявить о скором шторме. При изучении данного факта выяснялось, что такие люди ощущают боли в ушах, которые вызываются инфразвуковыми волнами. Кроме того, низкочастотные волны, появляющиеся в результате шторма, оказывают влияние на поведение человека, на его психику. Это может выражаться как в недомогании, ухудшении памяти, так и в повышении количества суицидальных попыток.

Землетрясения и извержения вулканов

Инфразвук в природе может возникать и в результате землетрясения. С его помощью, например, японцы предрекают скорое появление цунами, возникающих в результате подводной сейсмоактивности. Борис Островский, исследователь в этой области, заявляет, что в Мировом океане ежегодно происходит свыше пятидесяти тысяч подводных землетрясений, и каждое из них создает инфразвук. Это явление и его механизм характеризуются следующим. Общеизвестно, что сейсмическая активность возникает в итоге скопления энергии в земной коре. В конце концов эта энергия высвобождается, а кора разрывается. Именно эти силы создают низкочастотные колебания. При этом интенсивность инфразвука прямо пропорциональна напряженности энергии в земной коре. Во время подводного землетрясения поперечные низкочастотные волны перемещаются сквозь толщу воды и далее, достигая ионосферы. Попавшее в район излучения таких волн судно, окажется под воздействием инфразвука. Если такое судно будет находиться в указанном районе длительное время, то оно может стать так называемым резонатором. То есть, другими словами, последующим источником низкочастотных волн. Это судно будет передавать, подобно динамику, инфразвук. Влияние на человека именно этого фактора порой является причиной возникновения у людей, находящихся на корабле, необъяснимого страха, зачастую переходящего в ужас. Некоторые исследователи утверждают, что в этом кроется разгадка обнаружений кораблей в открытом море без экипажа. Попавшие в такую ситуацию люди ищут пути выхода, бегства с корабля, лишь бы скрыться от этого неслышного звука, который доводил их до сумасшествия.

Чем больше интенсивность низкочастотных колебаний, тем большая паника может охватить людей, находящихся на корабле-резонаторе. Этот необъяснимый ужас сознанием человека будет интерпретироваться, будет подыскиваться его причина. Возможно, именно это и повлияло на появление таких распространенных мифов, как зовущие сирены. Если более детально изучать древние мифы, то можно предположить, что гребцы, закладывающие уши звуконепроницаемыми приспособлениями, а также другие члены команды корабля, которые привязывали себя к мачтам, пытались таким образом предохраниться. Это была своеобразная защита от инфразвука.

В истории немало случаев, когда корабль был обнаружен с мертвыми телами экипажа. И здесь применима теория об инфразвуке. Как уже говорилось выше, если он совпадал с частотами, издаваемыми внутренними органами человека, то, как правило, во много раз усиливался. Этот усиленный инфразвук был вполне способен разорвать внутренние органы, следовательно, причинить внезапную смерть. Убийственный инфразвук, скорее всего, был виновником нескольких смертей, случившихся в 1957 году в Монголии. Тогда, 4 декабря, произошло мощное землетрясение. По рассказам очевидцев, некоторые люди, в числе которых пастухи, пасшие скот, буквально падали замертво еще до начала Гоби-Алтайского землетрясения.

Извержения вулканов – еще одни источники инфразвука. Частота волн появляющегося при этом инфразвука составляет около 0,1 Гц.

По некоторым утверждениям, всевозможные недомогания, появляющиеся у людей во время плохой погоды, вызваны ничем иным, как инфразвуком.

Производственные источники

В отличие от природы, которая не столь часто осложняет жизнь человека своими низкочастотными звуками, инфразвук, появляющийся в результате человеческой деятельности, оказывает все более и более негативное воздействие на людей. Эти низкочастотные волны появляются вместе с теми же процессами, при которых возникают и слышимые человеком звуки. Одними из таких считаются выстрелы из орудий, взрывы, звуковое излучение, исходящее от реактивных двигателей.

Заводские компрессоры и вентиляторы, дизельные установки, всевозможные медленно работающие агрегаты, городской транспорт – это все источники инфразвука. Мощнейшие низкочастотные волны вызывают встречи двух железнодорожных составов на скорости, а также проезд поезда в туннеле.

Чем дальше развивается человечество, тем более мощные и объемные машины и механизмы разрабатываются и производятся. Соответственно, это сопровождается и усилением создаваемых инфразвуковых волн. Особую опасность составляет инфразвук в производстве в связи с тем, что он в этой сфере полностью не изучен.

Инфразвук и человек

Негативное воздействие инфразвука на человека подтверждается многими исследованиями. Одни ученые полагают, что он имеет несомненное отрицательное влияние не только на организм, но и на психику людей. Так, эксперименты, которым подвергаются космонавты, позволяют сказать, что испытуемые при низкочастотных волнах медленнее решают простые математические задачи.

Ученые в области медицины определили, что при частоте колебаний в 4-8 Гц обнаруживается опасный резонанс брюшной полости. Во время перетягивания этой области ремнями наблюдалось повышение частоты звуков, однако воздействие на организм инфразвука не прекращалось.

Одними из наиболее больших резонирующих объектов в организме человека являются сердце и легкие. В случаях совпадения их частот с внешними низкочастотными волнами они подвержена наиболее сильным колебаниям, которые в конечном счете могут привести к остановке сердца и к повреждению легких.

Многие труды ученых посвящены воздействиям, которые оказывает на мозг инфразвук. На человека низкочастотные волны могут воздействовать по-разному. Исследования показали, что имеется некая схожесть последствий применения алкоголя и влияния инфразвука. Так, и в том и в другом случае оба эти фактора активно угнетают умственную работу.

На кровеносную систему низкочастотные волны также оказывают негативное воздействие. Исследователями в этой области были проведены эксперименты. В результате них у испытуемых, над которыми было проведено применение инфразвука, наблюдалось резкое понижение артериального давления, проявлялась аритмия, сбой дыхания, утомляемость и иные нарушения нормальной жизнедеятельности организма.

Все встречались с ситуацией, когда после долгой и утомительной поездки на автотранспорте или плавания по морю, наступает нехорошее состояние, при котором проявляется рвотный рефлекс. Обычно люди в таких случаях говорят, что их укачало. Однако это и есть непосредственное воздействие инфразвука, которое проявляется в действии на вестибулярный аппарат. Интересно, что с помощью инфразвука еще в Древнем Египте жрецы пытали своих пленников. Они связывали их и посредством зеркала и солнечных бликов, направленных в глаза жертве, добивались появления у последних судорог. Это было влияние инфразвука. Воля таких пленников подавлялась, и они были вынуждены отвечать на задаваемые им вопросы.

Заключение

И хотя ультразвук и инфразвук еще до конца не изучены, и имеется множество пробелов в их понимании, последний уже с древних времен ассоциировался у людей с какими-то природными катаклизмами. Их подсознание позволяло им избегать многих бед, а сам инфразвук воспринимался человеком, как предвестник чего-то нехорошего. С течением времени это чувство у человечества постепенно атрофировалось. Однако и сейчас вдруг невесть откуда взявшийся необъяснимый страх может предостеречь человека от чего-то плохого, заставляя его убежать подальше и скрыться от настигающего ужаса.