Действие ультразвука и инфразвука на человека

Под ультразвуком (УЗ) понимаются колебания, распространяющиеся в воздухе, жидкой или твердой средах с частотой свыше 16...20 кГц. Ультразвук широко применяется на производстве. В литейных цехах - для обработки жидких расплавов, очистки отливок, в установках и системах очистки газов. В гальванических цехах УЗ колебания возникают при работе УЗ ванн очистки и обезжиривания. При плазменной и диффузионной сварке, резке металлов, напылении, источниками УЗ колебаний являются УЗ генераторы и т.д.

УЗ колебания подразделяются на низкочастотные - распространяющиеся воздушным и контактным путем, и высокочастотные - распространяющиеся контактным путем. УЗ, как и звук, характеризуется УЗ давлением (Па), интенсивностью (Вт/м²) и частотой колебаний (Гц). При распространении в различных средах происходит поглощение УЗ колебаний, причем тем больше, чем выше их частота. Низкочастотный УЗ довольно хорошо распространяется в воздухе, а высокочастотный практически не распространяется. В упругих средах (воде, металле и др.) УЗ колебания мало поглощаются и способны распространяться на большие расстояния. Поглощение УЗ сопровождается нагреванием среды. Специфической особенностью ультразвука, обусловленной большой частотой и малой длиной волны, является возможность распространения УЗ колебаний направленными пучками, получившими название УЗ лучей. Они создают очень большое звуковое давление на небольшой площади.

Действие УЗ на человека проявляется в виде функциональных нарушений нервной системы, головных болей, изменений давления, состава и свойств крови, потери слуховой чувствительности, повышенной утомляемости.

Характеристикой УЗ, передаваемого контактным путем, является пиковое значение виброскорости в частотном диапазоне Гц или его логарифмические уровни (дБ), определяемые по уравнению:

где V - пиковое значение виброскорости (м/с)

V₀ - опорное значение виброскорости = (м/с)

Инфразвук - это колебания, распространяющиеся в воздухе, жидкой и твердой среде с частотой ниже 16 Гц. По своей физической природе инфразвук (ИЗ) аналогичен звуку. Такие колебания человек не слышит, однако чувствует. ИЗ в воздухе мало поглощается и способен распространяться на большие расстояния. ИЗ, также как и другие виды звуковых колебаний, характеризуется инфразвуковым давлением (Па), интенсивностью (Вт/м²) и частотой колебаний (Гц). Уровни интенсивности ИЗ (L_I) и ИЗ давления (L_P) выражаются в децибелах (дБ).

Многие явления природы (землетрясения, извержения вулканов, морские бури) сопровождаются излучением ИЗ колебаний. В условиях производства ИЗ образуется, главным образом, при работе тихоходных крупногабаритных машин и механизмов (компрессоров, дизельных двигателей, вентиляторов, турбин и др.), совершающих вращательные или возвратно-поступательные движения с повторением цикла менее 20 раз в секунду (ИЗ механического происхождения).

ИЗ оказывает неблагоприятное воздействие на весь организм человека, в том числе и на органы слуха, понижая слуховую чувствительность на всех частотах. Инфразвуковые колебания воспринимаются как физическая нагрузка: возникают утомления, головная боль, головокружение, вестибулярные нарушения, снижается острота зрения и слуха, нарушается периферическое кровообращение, появляется чувство страха и т.п.

Тяжесть воздействия зависит от диапазона частот, уровня звукового давления и длительности воздействия. Низкочастотные колебания с уровнем инфразвукового давления свыше 150 дБ совершенно не переносятся человеком. Особенно неблагоприятные последствия вызывают ИЗ колебания с частотой 2...15 Гц в связи с возникновением резонансных явлений в организме человека, причем наиболее опасна частота 7 Гц, т.к. возможно ее совпадение с a-ритмом биотоков головного мозга.