Вплив ультразвуку та інфразвуку на організм людини

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
 
 
 
 
 
 
 
 

ІНДЗ  на тему:

«Вплив  ультразвуку та інфразвуку на організм людини» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Тернопіль 2009 
 

Зміст  
 

Вступ

1. Поняття ультразвуку
2. Вплив ультразвуку на організм людини
3. Профілактика негативного впливу ультразвуку
4. Поняття інфразвуку
5. Біологічна дія інфразвуку на людину

Висновок

Список використаної літератури 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вступ 
 

  У трудовій діяльності на працівників  впливають різні шкідливі фактори  виробничого середовища. Тому умови  праці на виробництві значною мірою визначаються наявністю виробничих шкідливостей (шкідливих факторів виробничого середовища). Під виробничими шкідливостями розуміють умови виробничого середовища, трудового та виробничого процесів, які за нераціональної організації праці впливають на стан здоров’я працівників та їх працездатність.

     Фізична природа всіх звуків, незалежно від  частоти, одна  й та ж : це пружні коливання, які поширюються у  тому  середовищі, в якому вони збуджені. У повітрі  звукові хвилі поширюються у  вигляді розбіжної (сферичної) хвилі. Звукова сферична хвиля заповнює все більший об’єм, оскільки коливання частинок повітря, зумовлені джерелом звуку, передаються все зростаючій масі повітря. Ми звикли до того, що звукові хвилі поширюються в усі боки від їх джерела.

     На  відміну від звичайних звуків ультразвуки мають значно меншу  довжину хвиль. Внаслідок цього  вони дають ультразвукові тіні і  їх можна одержати у вигляді вузьких  пучків, які за аналогією із світловими прийнято називати ультравуковими пучками.

     Інфразвук - це коливання частоти нижче 16 Гц. Виявлено, що інфразвук пагубно впливає на організм людини і оточуюче середовище. Це зумовлено тим, що частота інфразвуку співпадає з власною частотою предмета, а це, як нам відомо - явище резонансу. Це і є основною причиною згубного впливу інфразвуку на оточуюче середовище.

     У даній доповіді я розгляну природу  створення, поширення та шкідливого впливу ультразвуку та інфразвуку на організм людини та його наслідки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Поняття ультразвуку 

     Ультразвук  — це механічні пружні коливання і хвилі, які відрізняються від звуку вищою частотою коливань (понад 20 кГц) і не сприймаються вухом людини. Ультразвукові коливання, як і звукові, поширюються у вигляді змінних стиснень і розріджень і характеризуються довжиною хвилі, частотою і швидкістю поширення. Частотна характеристика і довжина хвилі визначають особливості поширення коливань у навколишньому середовищі (повітряному, рідинному і твердому) — від 1,12-Ю4 до 1,0-109 Гц. Що вища частота ультразвукових коливань, то більше вони поглинаються середовищем і менше заглиблюються у тканини людини. Поглинання ультразвуку супроводжується нагріванням середовища. Швидкість поширення ультразвуку залежить від властивостей середовища — його щільності, пружності, в'язкості та температури. Так, у воді, особливо при підвищенні її температури, ультразвукові коливання поширюються швидше, ніж у повітрі. При поширенні ультразвукових коливань у повітрі їх, як і звуки, характеризують в одиницях звукового тиску — децибелах. 

     Ультразвуковий  діапазон частот поділяють на низькочастотні коливання (1,12 • 104 — 1,0 • 105 Гц), які поширюються через повітря і контактно, і високочастотні (1,0 • 105—1,0- 109 Гц), які поширюються тільки контактно. 

     Ультразвук  застосовують у різних галузях народного  господарства — металургії, машино- і приладобудуванні, радіотехнічній, хімічній і легкій промисловості, медицині тощо. Внаслідок поширення застосування ультразвуку збільшується кількість працюючих, які перебувають під його впливом. 

     Для технічних і медичних цілей ультразвук одержують за допомогою спеціальних пристроїв, де використовують п'єзоелектричний, магнітострикційний, електродинамічний, аеро- і гідродинамічний ефекти. Основними елементами ультразвукового устаткування є генератор і джерело ультразвукових коливань — акустичний перетворювач, вмонтований у ванну, верстат, машину тощо. Ультразвукові коливання до 120-130 дБ можуть виникати як супутні фактори при експлуатації технологічного і вентиляційного устаткування. Режим генерації ультразвуку може бути безперервним та імпульсним. 

     При поширенні в середовищах ультразвук зумовлює механічний, термічний і  фізико-хімічні ефекти. Так, при поширенні  ультразвуку в повітрі виникає  термічний ефект, що зумовлюється механічною дією ультразвуку (хвильовий рух  газоподібних, рідких і твердих частинок приводить до перетворення механічної енергії на теплову). Механічний ефект супроводжується зміною акустичного тиску під час стиснення і розрідження середовища силами, які розвиваються внаслідок великих прискорень частинок. Цими властивостями визначається диспергуюча дія ультразвуку. Фізико-хімічні ефекти пов'язані з кавітацією, виникненням зон стиснень і розриву внаслідок руху пружних хвиль, які викликають утворення бульбашок, заповнених парами рідини і розчиненим у ній газом. Під час проходження хвиль бульбашки зникають, підвищуються температура і тиск у рідині, виникають місцеві ударні явища, іонізація, утворюються гідроксильні радикали, атомарний кисень. 

     Механічний, термічний і фізико-хімічні ефекти, властиві для ультразвукових коливань, широко використовують у різних галузях народного господарства для адекватного впливу на речовини і технологічні процеси, структурного аналізу і контролю фізико-механічних властивостей речовин і матеріалів, у дефектоскопії і медицині для діагностики й лікування при багатьох захворюваннях. Завдяки високій біологічній активності в медицині найчастіше застосовують високочастотні ультразвукові коливання. 

     У промисловості й техніці широко застосовують низькочастотний ультразвук (18-44 кГц) великої інтенсивності (0,5-20 Вт/см2 і більше) для активного впливу на речовини і прискорення технологічних процесів, для очищення і знежирювання деталей, емульгації, подрібнення твердих речовин у рідинах, механічної обробки твердих матеріалів (різання), зварювання металів і пластмас, паяння, прискорення хімічних реакцій тощо. У медицині ультразвук застосовують для розтину і з'єднання біологічних тканин, стерилізації інструментів, рук. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Вплив ультразвуку  на організм людини 

     У виробничих умовах можливий вплив низькочастотного ультразвуку на працюючих як через повітря, так і при безпосередньому контакті з рідким або твердим середовищем зі збудженими коливаннями. Контактна дія спостерігається при утримуванні інструмента, чи оброблюваної деталі (при лудінні та паянні), при завантажуванні виробів в ультразвукові ванни і розвантажуванні їх, зварюванні та інших операціях. Розрізняють короткочасну та періодичну контактну дію. 

     Ультразвукові коливання, які генеруються промисловим  устаткуванням, несприятливо впливають на організм людини. При тривалій систематичній дії ультразвуку, який поширюється через повітря, можуть виникати порушення нервової, серцево-судинної і ендокринної систем, слухового аналізатора, системи крові. 

     Характерним є розвиток вегетосудинної дистонії і астенії. Ступінь вираженості змін, що відбуваються в організмі людини під впливом ультразвуку, залежить від інтенсивності й тривалості його дії і може посилюватися за рахунок наявності у спектрі високочастотного шуму і можливості контакту із середовищем, яке озвучується. 

     Біологічна  дія ультразвуку на організм при  контактному його передаванні залежить від потужності ультразвукових коливань, їх частоти, тривалості дії, способу  випромінювання ультразвукової енергії (безперервного, імпульсного), чутливості тканин, інтенсивності кровопостачання і стану метаболізму у тканинах. Поширюючись у тканинах організму, ультразвукові хвилі впливають на фізико-хімічні та біологічні процеси, що відбуваються в цих тканинах. Найчутливіші до дії контактного високочастотного ультразвуку вегетативна і периферична нервові системи. 

     В осіб, які працюють в умовах інтенсивного ультразвуку, що супроводжується шумом, поряд із змінами функцій нервової системи спостерігається зниження судинного тонусу, особливо в місцях контакту з джерелами ультразвуку. Загальноцеребральні порушення часто поєднуються з помірним вегетативним поліартритом рук, парезом пальців, кистей і передпліччя. Іноді у працівників спостерігаються вестибулярні розлади, підвищення температури тіла тощо. 

     Залежно від інтенсивності ультразвукових хвиль розрізняють три види ультразвуку і впливу його на живі тканини: 

1. Ультразвук  малої інтенсивності (до 1,5Вт/см2). Викликає зміни фізико-хімічних  реакцій організму, прискорення  обмінних процесів, слабке нагрівання  тканини, мікромасаж і не призводить до морфологічних порушень всередині клітин. 

2. Ультразвук  середньої інтенсивності (1,5-3 Вт/см2). Викликає реакцію пригнічення  у нервовій тканині. Швидкість  відновлення функцій залежить  від інтенсивності і тривалості  впливу ультразвуку. 

3. Ультразвук  великої інтенсивності. Викликає  незворотне пригнічення аж до  повного руйнування тканини. 

     Ультразвук  високочастотного діапазону викликає підвищення проникності судин шкіри, що виражається гіперемією аж до крововиливів на поверхні шкіри (петехій). 

     Під час контактної дії ультразвуку  підвищується серцевий ритм, помітно змінюється ЕКГ; при збільшенні його інтенсивності виникає аритмія, а в окремих випадках — зупинка серця (у піддослідних тварин). Аналогічні реакції спостерігаються і в людей: виникають неприємні відчуття при озвучуванні грудної клітки, згодом розвиваються тахікардія та стенокардія. 

     Високочастотний ультразвук малої інтенсивності (0,2-1,0 Вт/см2) викликає судинорозширювальний ефект, великої (3,0 Вт/см2 і більше) —  судинозвужувальний. При цьому змінюється тонус артерій: ультразвук малої  інтенсивності дає гіпотензивний ефект, при збільшенні його інтенсивності виникає артеріальна гіпертензія. 

     Зміни в нирках, печінці, статевих органах, ендокринних залозах відбуваються внаслідок впливу ультразвуку на гіпоталамус, який регулює діяльність внутрішніх органів рефлекторним і нейрогуморальним шляхами. Спостерігається зміна морфологічної картини крові; зменшується кількість еритроцитів та лейкоцитів. Зміни нагадують такі, що відбуваються під впливом радіоактивного випромінювання. Виявляються вегетативно-судинні ураження рук (парез пальців, кистей і передпліччя, вегетативний поліневрит). Ступінь вираженості патології залежить від рівня ультразвукового тиску. Негативні наслідки більшою мірою виражаються у працівників, які зазнають одночасного впливу ультразвуку через повітря і контактно. Істотно підвищує негативний вплив ультразвуку шум чутного діапазону. 

3. Профілактика негативного  впливу ультразвуку 

     При обслуговуванні ультразвукового обладнання профілактичні заходи передбачають попередження контактного озвучування через тверді та рідкі середовища і боротьбу з поширенням ультразвуку й шуму в повітрі робочої зони. Ультразвукове устаткування слід обладнувати звукоізолюючими кожухами, конструкції ультразвукових верстатів і устаткування для зварювання та паяння повинні мати екрани з органічного скла, які забезпечують зниження рівнів звукового тиску на робочих місцях. Забороняється контакт з робочими поверхнями устаткування у процесі його роботи, з оброблюваними рідинами і деталями. Для боротьби з контактним озвучуванням слід застосовувати дистанційне керування, автоблокування, тобто автоматичне вимкнення устаткування і приладів при завантажуванні та розвантажуванні продукції, нанесенні контактних мастил, а також спеціальні пристрої для завантажування і виймання деталей, затискачі, щипці, ручки яких повинні мати еластичне покриття, що поглинає ультразвук. 

     Індивідуальний  захист органу слуху досягається  застосуванням протишумів. Для захисту  рук від впливу ультразвуку в  зоні контакту з твердим або рідким середовищем слід застосовувати захисні рукавички. До роботи з ультразвуковим устаткуванням допускаються особи віком понад 18 років. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Поняття інфразвуку 

     Під інфразвуком розуміють акустичні  коливання з частотою до 20 Гц. Фізична  природа чутного звуку, ультразвуку та інфразвуку однакова, їх поділ зумовлений особливостями сприйняття їх слуховим аналізатором людини. Для інфразвуку характерні дуже великі пороги слухового сприйняття, що робить його практично нечутним. Фізичні особливості інфразвукових коливань зумовлені їх малою частотою і великою довжиною хвиль. Характерною ознакою інфразвуку є його здатність поширюватися на значну відстань без істотної втрати енергії, огинати перепони внаслідок дифракції або проникати крізь них. 

     За  характером спектра інфразвук поділяють на широкосмуговий з безперервним спектром завширшки понад октаву і гармонічний, у спектрі якого є виражені дискретні складові. Гармонічний характер інфразвуку встановлюють в октавних смугах частот за перевищенням рівня в одній смузі над сусідніми щонайменше на 10 дБ.