Влияние звука на здоровье человека

Муниципальное автономное образовательное учреждение Белоярского района

«Общеобразовательная средняя (полная) школа №2 г. Белоярский»

Проект в номинации № 2

Исполнитель:          Дробахина Елена Витальевна

ученица 10б класса, МОСШ №2 г. Белоярский, ХМАО – Югра Тюменская область

Руководитель:         Панченко-Бондаренко

Галина Константиновна учитель физики, МОСШ №2 г. Белоярский, ХМАО – Югра Тюменская область

2013

ВЛИЯНИЕ ЗВУКА НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Дробахина Елена Витальевна

Ханты-Мансийский автономный округ, Тюменская область, г. Белоярский, МОСШ №2, 10б класс

Аннотация

Предлагаемая работа – направлена на актуализацию и расширение знаний. В проекте актуализируются вопросы о волновых свойствах звука, о некоторых характеристиках звука, использовании и влиянии звука на человека. Особенно большое внимание уделялось проблеме шумового загрязнения и его воздействие на организм человека.

Данная работа способствует развитию мыслительной деятельности учащихся и формированию представлений о воздействии звука разных диапазонов на здоровье человека. Также это перспективная возможность попробовать привлечь внимание учащихся на отношение к своему здоровью.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.................................................................................................................................... 4

1.       Основная часть

1.1.       Звук и его виды................................................................................................................ 5-6

1.2.       Шум и его источники................................................................................................... 7-8

1.3.       Проблема шума.............................................................................................................. 9-10

1.4.       Влияние шума на организм человека....................................................................... 11-13

1.5.       Пути решения шумового загрязнения....................................................................... 14

2.       Вывод................................................................................................................................... 15

3.       Литература......................................................................................................................... 16

4.       Приложение....................................................................................................................... 17-20

ВЛИЯНИЕ ЗВУКА НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Дробахина Елена Витальевна

Ханты-Мансийский автономный округ, Тюменская область, г. Белоярский, МОСШ №2, 10б класс

ВВЕДЕНИЕ

Наш мир прекрасен. Но он бы не был таковым без многочисленных звуков, которые нас постоянно преследуют. Эти звуки иногда очень сильно отличаются друг от друга. Все звуки можно разделить на те, которые непомерно раздражают и наоборот те, которые нравятся и к тому же даже полезны. Но категоричного разделения звуков на неприятные и приятные оказывается, не существует. Да и все люди разные со свои ми предпочтениями. Допустим один просто в восторге от прослушивания классической музыки, при прослушивании которой он становится более спокойным, иному же человеку данная музыка может не нравиться или даже раздражать, зато тяжелы композиции, к примеру, рок-металл, наоборот приводят в норму и позволяют жить и действовать в привычном темпе. Иногда реакция на одни и те же звуки у одного и того же человека может быть разная. В большой степени реакция на звуки зависит от конкретной ситуации, от интенсивности того или иного звука, а еще и от настроения слушателя. Люди уже давно начали обращать внимание на то, что звуки могут воздействовать на организм, поэтому поставила перед собой цель:

изучить влияние звука на здоровье человека.

Для достижения цели определила задачи:

1.  Изучить виды механических колебаний.

2.  Изучить действие звука на организм человека и вытекающие отсюда проблемы.

3.  Подчеркнуть познаваемость явлений и открыть перспективы о непознанных явлений.

4.  Показать позитивное и отрицательно влияние звука.

5.  Расширить знания о способах уменьшения вреда шумов на организм.

Данное исследование является актуальным, ведь выдвигается гипотеза: если подробно изучить механизм образования звука, то можно уменьшить отрицательное воздействие на здоровье   человека.   Объектом   моего   исследования   являются   механические  колебания.

 Предметом – звук.

1.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1.ЗВУК И ЕГО ВИДЫ

Звук — физическое явление, представляющее собой распространение в виде упругих волн механических колебаний в твёрдой, жидкой или газообразной среде. В узком смысле под звуком имеют в виду эти колебания, рассматриваемые по отношению к тому, как они воспринимаются органами чувств животных и человека. Обычно человек слышит колебания, передаваемые по воздуху, в диапазоне частот от 16—20 Гц до 15—20 кГц.

Восприятие посредством слуха создает акустическое пространство, центр которого в каждый данный момент находится там, где находится источник звука, — в отличие от визуального пространства, центром которого является каждый воспринимающий посредством зрения человек.

В философии, психологии и экологии средств коммуникации звук исследуется в связи с его воздействием на восприятие и мышление (речь идет, например, об акустическом пространстве как пространстве, создаваемом воздействием электронных средств коммуникации).

Существуют два вида звука:

·        Ультразвука

·        Инфразвук

Ультразвук — упругие колебания в среде с частотой за пределом слышимости человека. Обычно под ультразвуком понимают частоты выше 20 000 Герц. Хотя о существовании ультразвука известно давно, его практическое использование достаточно молодо. В наше время ультразвук широко применяется в различных физических и технологических методах. В природе УЗ встречается как в качестве компонентов многих естественных шумов (в шуме ветра, водопада, дождя, в шуме гальки, перекатываемой морским прибоем, в звуках, сопровождающих грозовые разряды, и т. д.), так и среди звуков животного мира. Некоторые животные пользуются ультразвуковыми волнами для обнаружения препятствий, ориентировки в пространстве и общения (киты, дельфины, летучие мыши, грызуны, долгопяты).

Ультразвук применяют:

·        В медицине (УЗИ) (см. Приложение №1, рис. 1)

Благодаря    хорошему    распространению    ультразвука   в    мягких   тканях    человека,    его относительной   безвредности   по    сравнению   с    рентгеновскими   лучами   и    простотой

использования в сравнении с магнитно-резонансной томографией ультразвук широко применяется для визуализации состояния внутренних органов человека, особенно  в брюшной полости и полости таза.

Помимо широкого использования в диагностических целях, ультразвук применяется в медицине как лечебное средство. Ультразвук обладает действием: противовоспалительным, рассасывающим, спазмолитическим.

·        В биологии (см. Приложение №1, рис. 2)

Способность ультразвука разрывать оболочки клеток нашла применение в биологических исследованиях, например, при необходимости отделить клетку от ферментов. Ультразвук используется также для разрушения таких внутриклеточных структур, как митохондрии и хлоропласты с целью изучения взаимосвязи между их структурой и функциями. Другое применение ультразвука в биологии связано с его способностью вызывать мутации. Исследования, проведённые в Оксфорде, показали, что ультразвук даже малой  интенсивности может повредить молекулу ДНК.

·        Для очистки (см. Приложение №1, рис. 3)

В лабораторных и производственных условиях для мытья мелких деталей и посуды применяются ультразвуковые ванны заполоненные растворителем (вода, спирт и т. п.). В быту, для стирки текстильных изделий, используют специальные, излучающие ультразвук устройства, помещаемые в отдельную ёмкость.

Инфразвук (от лат. infra — ниже, под) — звуковые волны, имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. Верхняя граница частотного диапазона инфразвука равна 16 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0,001  Гц. Инфразвук возникает при землетрясениях, во время бурь и ураганов, цунами. При помощи достаточно сильных инфразвуков (более 60 дБ) общаются между собой киты. К основным техногенным источникам инфразвука относится мощное оборудование — станки, котельные, транспорт, подводные и подземные взрывы (см. Приложение №2). Кроме того, инфразвук излучают ветряные электростанции и, в некоторых случаях, вентиляционные шахты.

Органы человека имеют собственную резонансную частоту. Под воздействием звука с этой частотой они могут испытывать внутреннее изменение структуры, вплоть до потери собственной работоспособности. Предполагается, что на этом принципе может быть создано инфразвуковое оружие. Также при совпадении воздействующего звука с ритмами мозга, такими как альфа-ритм, бета-ритм, гамма-ритм, может возникнуть нарушение активности

церебральных механизмов мозга.

1.2.            ШУМ И ЕГО ИСТОЧНИКИ

Шум — беспорядочное сочетание различных по силе и частоте звуков. Под бытовым шумом понимают всякий неприятный, нежелательный звук или совокупность звуков, нарушающих тишину, оказывающих раздражающее или патологическое воздействие на организм человека.

Шум имеет определенную частоту или спектр, выражаемый в герцах, и интенсивность уровень звукового давления, измеряемый в децибелах (дБА).

По виду спектры шума могут быть разбиты:

·         на низкочастотные от 16 до 400 Гц

·         на среднечастотные от 400 до 800 Гц

·         на высокочастотные свыше 800 Гц. Шумы подразделяют:

·        на постоянные, уровень звука которых изменяется во времени не более, чем на 5 дБА

·        на непостоянные, или прерывистые, уровень звука которых изменяется во времени более, чем на 5 дБА.

Постоянный шум в жилых помещениях это звук часов или доносящийся с улицы шум дождя. К непостоянному относится транспортный шум, шум включающегося агрегата холодильника.

Источники шума в окружающей человека среде могут быть разбиты на две большие группы: внешние и внутренние.

Наиболее распространенным источником городского внешнего шума является транспорт. Автотранспорт, троллейбусы и трамваи на магистралях городов создают шум, который воздействует на человека в течение 16–18 часов в сутки, движение иногда затихает лишь на короткий срок. Значительное влияние на шумовой режим города оказывают внешние шумы железнодорожного транспорта и открытых линий метрополитена. Шумовой режим многих городов определяется близостью расположения аэропортов гражданской авиации. В жилой зоне, кроме улично-транспортного шума, возникает свой собственный, так называемый внутриквартальный шум. Основными источниками этого шума являются игры детей на детских площадках, игры детей и подростков на спортивных площадках, бытовые процедуры: выбивание мягкой мебели, ковров, одежды, мойка автомобилей и т.п.. Большой шум связан с автотранспортом, доставляющим товары и продукты в магазины, он  возникает

у мест разгрузки. Внутри дворов неприятный импульсный шум связан с включением защитной сигнализации личного легкового транспорта. Лебедки лифтов, насосы, вентиляторы и другое механическое оборудование зданий являются источниками воздушного и структурного шумов. Эти шумы легко распространяются по вентиляционным каналам, по конструкциям здания и проникают в помещения, даже далеко расположенные от источника шума.

1.3.            ПРОБЛЕМА ШУМА

Звук – явление столь же древнее, как и сама Земля. Хаос, в котором рождалась наша планета, сопровождался мощными ударами, вибрацией, звуками чудовищной силы. Когда Земля остыла и возникла жизнь, природа не затихла: волны с шумом бились о скалы, ветер завывал в ветвях, гром гремел в небе. И теперь природа порою создает не меньше шума, чем человек.

У животных, которые в процессе эволюции приспосабливались к жизни на недавно остывшей Земле, возникли особые отростки головного мозга – органы слуха, и животные получили возможность улавливать звуки из окружающего их мира. Это увеличило шансы на выживание, так как звуки несут информацию; для обитателей первобытной Земли эта информация сводилась в основном к предупреждениям об опасности. Позже с помощью звуков начала устанавливаться связь. Различные звуки, издаваемые животными, служили для передачи сигналов опасности, способствовали объединению животных со стадным инстинктом и даже помогали процессу размножения – пользуясь любовным зовом, особи разных полов легче отыскивали партнеров. Из всех живых существ только человек сумел полностью воспользоваться свойствами окружающей среды как носителя звуков. Не довольствуясь ворчанием и мычанием, человек, по мере того, как росло количество информации, которую ему надо было передавать, учился издавать наиболее разнообразные звуки. Общение с себе подобным стало для него жизненно необходимым.

Вскоре человек обнаружил, что звуки могут служить и другим целям, он обратил внимание на грохот, возникающий при ударах по пустому котлу для варки пищи, на звон и гудение тетивы натянутого лука при вылете стрелы – так появились первые музыкальные инструменты.

Но не только речь и музыку внес человек в мир звуков. С отдаленнейших времен человек изготовлял примитивные орудия, обрабатывая камни, и, вероятно, ни один пещерный житель затевал драку со своим соседом из-за непрерывного шума, сопровождающего обтесывание каменного топора. А когда человек изобрел колесо, он, сам того не осознавая, посеял первое зерно современной проблемы шума. Уже в древнем мире стук колес по каменной мостовой у многих вызывал бессонницу; позже в городах мостовые возле домов стали устилать соломой, чтобы приглушить цокот копыт и грохот железных колесных ободьев.

Железный век принес новые шумы: звон и грохот металла, из которого ковали оружие

и утварь, не смолкая разносились над поселениями. Человек производил все более громкие и

неприятные шумы: треск и стук, скрежет и грохот, - он загрязнял звуками окружающую среду и притуплял свой слух.

Изобретение пороха принесло относительно новый вид шума – звуки взрывов, а так же первую реальную опасность повреждения слуха.

В VI в. до н.э. местные власти древнегреческого города Сибариса, в котором проживало более 100 тысяч человек, издали указ, который запрещал ремесленникам города выполнять какую бы то ни было работу, связанную с шумом. Даже запретили держать петухов, чтобы те  своим криком  не мешали спать жителям города.

В своих советах сенату (44 г. до н.э.) Юлий Цезарь писал: «Отныне – с восхода солнца и до наступления темноты – ни единой повозке не разрешено будет въезжать в черту города… Тем же, что въедут в город и ещё будут находиться в нем на заре, надлежит разгрузиться и стоять порожняком  до указанного выше часа…»

В средние века возникали процессы, связанные с шумом в жилищах. В Англии до сих пор существует закон, принятый ещё в начале XVII века, по которому запрещается мужьям бить своих жен от девяти вечера до шести утра, так как шум, с которым связаны такие действия, может нарушить покой соседей.

Но только промышленная революция возвестила о приходе эпохи шума. Новые фабрики, рудники, доменные печи принесли с собой всестороннее загрязнение среды: зловоние, дым, обезображенный пейзаж, и, разумеется, шум. С изобретением паровой машины и созданием больших механизмов проблема шума обострилась. Развитие железных дорог, появление двигателей внутреннего сгорания и рост применения стали – все это сопровождалось усилением шума. Затем мы изобрели ракетный и дизельный двигатели, сложнейшие станки и все они вносят свой вклад в общую какофонию (см. Приложение №3).

Печальная истина заключается в том, что за редкими исключениями, развитие  техники и успехи технологии всегда сопровождались общим усилением шума. Это и неудивительно, потому что до середины XIX века никаких конкретных познаний о шуме не было, и борьба с ним не выходила за рамки, которые непосредственно подсказывал здравый смысл.

Борьба с шумом, как объект серьезного изучения, вышла на беговую дорожку технического соревнования с большим опозданием. По-видимому, шум считался либо дозволенным, либо просто неизбежным. Год за годом все пожимали плечами и полагали, что это одна из тех проблем, с которыми все равно никто не справится. У тысяч рабочих и работниц  хлопкопрядильных фабрик  уже  после  нескольких лет  работы  возникает стойкое

повреждение слуха.

1.4.            ВЛИЯНИЕ ШУМА НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

За последние 80 лет в результате жизнедеятельности человека на поверхности Земли произошло больше изменений, чем в течение всей истории человечества. В процессе этой гигантской работы возникли и неизбежны в будущем такие изменения в окружающей нас среде, которые могут отрицательно повлиять на нормальную жизнедеятельности человеческого организма. Так, в результате бурного развития техники в мире изменились акустические условия. Побочный продукт  прогресса – шум стал большим бедствием для  всех развитых стран современного мира, бичом нашего времени.

Мир звуков сопутствует человеку со дня его рождения и на протяжении всей жизни. Исследователи подводных глубин, будучи в герметически закрытом батискафе, испытывали крайне неприятное ощущение от гнетущей тишины. О том же рассказывали космонавты, впервые проводившие тренировки в барокамере. Им не хватало звуков. Абсолютная тишина угнетает, она противоестественна для всего живого. Шумы естественного происхождения не оказывают отрицательного воздействия на организм. Наоборот, звуки, рождаемые самой природой, на него влияют благотворно. Они так же необходимы человеку, как зелень деревьев и голубое небо над головой.

По данным исследований акустической лаборатории Московского университета, установлено, что во всех исследованных ею шумах – шуме листвы тополя, липы,  лиственного леса, дождя, морского прибоя и других шумах естественного происхождения – определяющими являются примерно одни и те же частоты, соответствующие примерно 1000 колебаний в секунду. Это как раз зона наибольшей спектральной  чувствительности слухового аппарата человека. Этим объяснятся то приятное чувство успокоения и равновесия, которое они вызывают. В некоторых санаториях вместо обычных снотворных средств используются специально записанные на магнитофонные ленты ритмические звуки природы – шумы дождя и морского прибоя. Благодаря этому больные погружаются в длительный и глубокий сон.

Ничто живое небезразлично к звуку, и, как доказано, даже растительная клетка тоже реагирует на звук. Только звуки, по своей акустической характеристике приближенные к звукам, рождаемым самой природой, оказывают благоприятное воздействие и на растительные, и на животные клетки. И наоборот, звуки (искусственные) высоких тонов, тем более длительно звучащие, приводят к угнетению, а часто и к гибели не  только растительных, но и животных организмов.

Человек достиг высокого уровня цивилизации, в частности благодаря своей способности к общению, а связь посредством звуков – одна из двух основных форм общения людей. Шум препятствует этому общению, он обедняет нашу жизнь; снижает нормальную активность человека. Более того, шум может заглушить сигнал опасности,  предостерегающий крик, и тогда не исключены роковые последствия.

Слишком долго люди считали, что шумы влияют только на органы слуха. И в течение многих лет влияние шума на человека изучалось с точки зрения его воздействия только на органы слуха. Слуховой орган действительно чрезвычайно чувствителен к длительным и сильным звукам. В результате их воздействия происходят изменения слухового нерва и в чувствительных клетках внутреннего уха. Как следствие, наступает расстройство слуха, развивается тугоухость. Если не принять своевременных мер, может наступить глухота. Но ещё в конце прошлого века и особенно многочисленными исследованиями в последние два десятилетия неопровержимо установлено, что действие шума далеко не ограничивается влиянием на органы слуха. Шум является причиной и первоисточником многих заболеваний. Под разрушительным воздействием шума развиваются заболевания сердца и сосудов, шумовая болезнь. Это общее заболевание организма с преимущественным поражением органа слуха, центральной нервной и сердечнососудистой систем, развивающееся при длительном воздействии интенсивного шума. Такие болезни, как гастрит, язва желудка и двенадцатиперстной кишки, чаще всего встречаются у людей, живущих или работающих в шумной обстановке. Шумовые явления обладают свойством кумуляции: накапливаясь в организме, они все больше и сильнее угнетают нервную систему.

Шумы оказывают глубокое раздражающее влияние на весь организм человека: замедляют психические реакции, вызывают раздражительность, ускоряют процесс утомления, изменяют скорость дыхания и пульса, нарушают обмен веществ. Воздействуя на организм, как стресс-фактор, шум вызывает изменение реактивности центральной нервной системы, следствием чего являются расстройства регулируемых функций органов и систем. Одно из самых пагубных последствий шума – это нарушение сна, а сон – главнейший вид отдыха, при котором происходит восстановление сил организма. Вероятно, расстройство сна

– самый серьезный ущерб, который шум приносит человеку, исключая, конечно, повреждения слуха. Для эффективной работы, умственной и физической, почти всем нужен полноценный сон. Под действием шума человек пробуждается. Внезапное пробуждение может сопровождаться сердцебиением. Если человека будить каждый раз, когда он доходит до   стадии  сновидений  и  таким  образом  лишить  снов,  у  него   развиваются    симптомы,

приводящие, в конце концов, к галлюцинациям и дезориентации.

Шум в той или иной степени вредно отражается на здоровье всех людей, разного рода занятий и возраста. Естественно, он плохо действует и на детей. Шум делает детей раздражительными, капризными, понижает аппетит. Хрупкий, нежный организм ребёнка особо чувствителен к любым раздражителям, так как в его несозревшей и неокрепшей нервной системе процесс возбуждения преобладает над процессом торможения.

1.5.            ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ СО ЗДОРОВЬЕМ

Полностью оградить себя от шума невозможно, но мы можем сами уменьшить его влияние на себя и окружающих. Для этого стоит всего лишь перестать слушать любимого исполнителя, включая его диск на полную мощность, выражать свои эмоции так громко, встретившись со старым другом или ругая нашкодившего ребёнка, и поставить свою машину в гараж, а не с включённой сигнализацией под окно соседу. И тогда, возможно, выйдя на улицу, мы услышим пение птиц и вопрос обращающегося к нам человека, а не грохот проезжающего грузовика.

ВЫВОД

Среди основных чувств человека слух и зрение играют важнейшую роль – они позволяют человеку владеть звуковыми и зрительными информационными полями. Понятие

«звук», как правило, ассоциируется со слуховыми ощущениями человека, обладающего нормальным слухом. Слуховые ощущения вызываются колебаниями упругой  среды, которые представляют собой механические колебания, распространяющиеся в газообразной, жидкой и твердой среде. Звук – это энергия. Ученые изыскали пути использования звуковой энергии для различных целей в технике, сельском хозяйстве и медицине.

Диапазон слышимых человеком звуков по частоте — в пределах от 16 до 20000 Гц.

Колебания большей частоты называют ультразвуком, меньшей - инфразвуком.

Насыщение окружающего пространства шумами повышенной интенсивности может привести к искажению звуковой информации и нарушению слуховой активности человека.

Тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, легкий плеск воды и шум прибоя всегда приятны человеку (см. Приложение №4). Они успокаивают его, снимают стрессы. Но естественные звучания голосов природы становятся все более редкими, исчезают совсем или заглушаются промышленными транспортными и другими шумами.

Более десяти лет назад в классификации заболеваний появилась «шумовая болезнь». Однако шумовой фактор не стал ещё, как это необходимо, общемедицинской проблемой. Ведь  часто бессмысленно лечение болезни без устранения источника заболевания.

Шум – источник зла, отнюдь не менее опасный, чем возбудитель заразного заболевания, фактор, который значительно снижает эффект усилий в области укрепления здоровья граждан нашей страны. Проблемы борьбы с шумом, несмотря на широкие организационные формы и меры законодательного порядка, в практическом отношении всё ещё уделяется недостаточное внимание.

Всё больше и больше накапливается научных данных, не оставляющих сомнения в том, что гигиеническая проблема борьбы с шумом является на сегодня одной из наиболее актуальных. Практическая же реализация рекомендаций по ликвидации и снижению наиболее опасных шумов на предприятиях, на улице и в быту способствовала бы уменьшению заболеваний и укреплению здоровья населения нашей страны.

ЛИТЕРАТУРА

1.  Медведев  В.Т. Инженерная экология: учебник/ Под ред. проф. В.Т.Медведева.     -

М: Гардарики, 2002. – 687 с.

2.  Суворов Г.А. Гигиеническое нормирование производственных шумов  и вибраций./ Г.А. Суворов, Л.Н. Шкаринов, Э.И. Денисов. – М: Медицина, 1984. - 240 с.

3.  Тэйлор Р. Шум./ Р.Тэйлор.- М: Мир, 1978. – 307 с.

4.  Ческин М.С. Внимание: Шум!/М.С.Ческин.- Ленинград: Лениздат, 1978. – 191 с.

5.  Андреева-Галанина Е.Ц. Шум и шумовая болезнь. - М.: Наука, 2000

6.  В.Г.Артамонова, Н.Н.Шаталов “Профессиональные болезни”, - Медицина, 1996

7.  Юдина Т.В. Борьба с шумом на производстве. - М.: Просвещение, 2004г.

8.  Материал из «Википедии - Свободной Энциклопедии» Статья «Шумомеры» Состав и принцип работы.

16

Приложение №1

Рисунок 1

Рисунок 3

Рисунок 3

Приложение №2

Приложение №3

Приложение №4