3. Ультразвук, инфразвук, их влияние на организм, профилактика профессиональных заболеваний.

Ответ.

Ультразвук – это упругие колебания и волны с частотой выше 20 000 Гц, не слышимые человеческим ухом. 

В настоящее время ультразвук широко применяется в разных отраслях хозяйства: машиностроении, металлургии, химии, ра­диоэлектронике, строительстве, геологии, легкой и пищевой про­мышленности, рыбном промысле, медицине и др.

Среди много­образия способов применения ультразвука с гигиенических пози­ций целесообразно выделить два основных направления:

1. Применение низкочастотных (до 100 кГц) ультразвуковых колебаний, распространяющихся контактным и воздушным пу­тем, для активного воздействия на вещества и технологические процессы (очистка, обеззараживание, сварка, пайка, механиче­ская и термическая обработка материалов, коагуляция аэрозолей) и в медицине (ультразвуковой хирургический инструментарий, стерилизация рук медперсонала и различных предметов) и др.

2. Применение высокочастотных (от 100 кГц до 100 МГц и выше) ультразвуковых колебаний, распространяющихся исключительно контактным путем, для неразрушающего контроля и измерений, а также в медицине для целей диагностики и лечения различных заболеваний.

Биофизическая характеристика действия ультразвука

Взаимодействие ультразвука с веществом.

а) Акустические течения и кавитация.

б) Выделение теплоты и химические реакции. Поглощение ультразвука веществом сопровождается переходом механической энергии во внутреннюю энергию вещества, что ведет к его нагреванию.

в) Отражение звука. Звуковидение.

Биологическое действие ультразвука, т.е. изменения, вызываемые в жизнедеятельности и структурах биологических объектов при воздействии на них ультразвука, определяется, главным образом, его интенсивностью и длительностью воздействия и может оказывать как положительное так и отрицательное влияние на жизнедеятельность организмов. Так, возникающие при сравнительно небольших интенсивностях УЗ (до 1,5 Вт/м²) механические колебания частиц производят своеобразный микромассаж тканей, способствующий лучшему обмену веществ и лучшему снабжению тканей кровью и лимфой. Локальный нагрев тканей на доли и единицы градусов, как правило, способствует жизнедеятельности биологических объектов, повышая интенсивность процессов обмена веществ. Ультразвуковые волны малой и средней интенсивности вызывают в живых тканях положительные биологические эффекты, стимулирующие протекание нормальных физиологических процессов.

Успешное применение УЗ указанных интенсивностей находит применение в неврологии при реабилитации таких заболеваний, как хронический радикулит, полиартрит, неврит, невралгия. Ультразвук используется при лечении болезней позвоночника, суставов и т.д.

УЗ большой интенсивности (3-10 Вт/см²) оказывает вредное воздействие на отдельные органы и человеческий организм в целом. Высокая интенсивность ультразвука может привести к возникновению в биологических средах акустической кавитации, сопровождающейся механическим разрушением клеток и тканей. Длительные интенсивные воздействия ультразвуком могут привести к перегреву биологических структур и к их разрушению (денатурация белков и др.). Воздействие интенсивного ультразвука может иметь и к отдаленные последствия. Например, при длительных воздействиях УЗ частотой 20-30 кГц, возникающих в некоторых производственных условиях, у человека появляются расстройства нервной системы, повышается утомляемость, поднимается температура, возникают нарушения органа слуха.

Очень интенсивный УЗ для человека смертелен. 

Действие ультразвука на клеточном уровне

В основе биологического действия УЗ могут лежать также вторичные физико-химические эффекты. Так, при образовании акустических потоков может происходить перемешивание внутриклеточных структур. Кавитация приводит к разрыву молекулярных связей в биополимерах и других жизненно важных соединениях и к развитию окислительно-восстановительных реакций. Ультразвук повышает проницаемость биологических мембран, вследствие чего происходит ускорение процессов и обмена веществ из-за диффузии. Изменение потока различных веществ через цитоплазматическую мембрану приводит к изменению состава внутриклеточной среды и микроокружения клетки. Это влияет на скорость биохимических реакций с участием ферментов, чувствительных к содержанию в среде тех или иных ионов. В некоторых случаях изменение состава среды внутри клетки может привести к ускорению ферментативных реакций, что наблюдается при воздействии на клетки ультразвуком низких интенсивностей.

Многие внутриклеточные ферменты активируются ионами калия. Поэтому при повышении интенсивности ультразвука более вероятным становится эффект подавления ферментативных реакций в клетке, так как в результате деполяризации клеточных мембран концентрация ионов калия во внутриклеточной среде уменьшается.

Клиника:

• полинейропатия,

• асенсибилизация, парестезии,

• ВСД,

• нарушения гемодинамики,

• гипергидроз.

К инфразвукам относят механические колебания и волны с частотами ниже 20 Гц.

Естественные источники

Возникает при землетрясениях, во время бурь и ураганов, цунами. При помощи достаточно сильных инфразвуков (более 60 дБ) общаются между собой киты.

Техногенные источники

К основным техногенным источникам инфразвука относится мощное оборудование — станки, котельные, транспорт, подводные и подземные взрывы.

Кроме того, инфразвук излучают ветряные электростанции и, в некоторых случаях, вентиляционные шахты.

Биологическое действие.

Инфрашумы воспринимаются человеком, главным образом, как физическая нагрузка: возникает утомление, головная боль, головокружение. Инфразвук силой свыше 150 дБ совершенно непереносим человеком; при 180 – 190 дБ наступает смерть вследствие разрыва легочных альвеол.

Вредное воздействие инфразвука на организм человека усугубляется при совпадении частоты инфразвуковых колебаний с собственной частотой того или иного органа. Резонансные частоты для человека находятся в диапазоне 4…15 Гц. Инфразвук частотой до 10 Гц вызывает резонансные явления со стороны крупных внутренних органов – желудка, печени, сердца, легких.

Длительное воздействие инфразвука 4…10 Гц может вызвать, например, хронический гастрит, колит, сохраняющиеся длительное время после прекращения его воздействия.

При воздействии на человека повышенных уровней инфразвука наряду с указанными признаками наблюдается также затруднения дыхания, связанные, по-видимому, с вибрацией грудной клетки, с резонансными явлениями; тошнота вследствие раздражения рецепторов различных органов; расстройства терморегуляции, выражающиеся в возникновении озноба и ознобоподобного дрожания; нарушения зрительного восприятия; многообразные вегетативные реакции, вызванные нарушением функционирования гипоталамуса и другие.

Система профилактики вредного действия инфразвука на производстве

Группы мероприятий	Мероприятия
Законодательные мероприятия	Санитарное законодательство в области обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия и в области охраны труда на промышленных предприятиях (федеральные и региональные законы, нормативные правовые акты)
	Гигиеническое нормирование шума (одновременно санитарно-эпидемиологическое мероприятие)
Организационно-административные мероприятия	Регламентирование организации труда и отдыха работающих с учетом уменьшения вредного воздействия инфразвука с помощью распорядительных актов
	Обучение работающих основам охраны труда при работе с источниками инфразвука
	Организация и проведение конкурсов на лучшую организацию защитных мероприятий и лучшие технические и технологические решения по снижению уровней воздействия инфразвука

Технические и технологические мероприятия	Снижение уровня инфразвука в его источнике – наиболее эффективное и практически единственное средство борьбы с воздействием данного фактора: - при выборе конструкций предпочтение должно отдаваться малогабаритным машинам большой жесткости, так как в конструкциях с плоскими поверхностями большой площади и малой жесткостью создаются условия для генерации инфразвука; - изменение режима работы технологического оборудование – увеличение его быстроходности (например, увеличение числа рабочих ходов кузнечно-прессовых машин, чтобы основная частота следования силовых импульсов лежала за пределами инфразвукового диапазона); - снижение интенсивности аэродинамических процессов – ограничение скоростей движения транспорта, снижение скоростей истечения жидкостей (авиационные и ракетные двигатели, двигатели внутреннего сгорания, системы сброса пара тепловых электростанций и т. д.).
	Применение поглотителей резонансного типа для конструирования звукопоглощающих панелей, кожухов, эффективных в области низких частот
Охрана труда и медико-профилактические мероприятия	Использование СИЗ – наушников, вкладышей, защищающих ухо от сопутствующего шума
	Проведение предварительных и периодических медицинских осмотров
	Динамическое медицинское наблюдение за рабочими первого года работы в условиях действия инфразвука
	Повышение сопротивляемости (резистентности) организма рабочих к неблагоприятному воздействию ультразвука (витаминно-минеральные комплексы, адаптогены, облучение ультрафиолетом, водные процедуры, общие оздоровительные процедуры и т.д.)
	Устройство комнат психологической разгрузки
	Санаторно-курортное лечение и другие меры социальной защиты
	Гигиеническое образование и воспитание работающих

Билет №24

1. Инфракрасное (тепловое) излучение.

Ответ.

По своему биологическому действию солнечная радиация неоднородна: действие на организм человека зависит от длины волны. В связи с этим весь солнечный спектр условно разделен на 3 участка:

1) инфракрасные лучи от 760 до 2800 нм.

2) видимый спектр – от 400 до 760 нм;

3) ультрафиолетовые лучи с длиной волны от 280 до 400 нм;

Инфракрасные лучи составляют большую часть солнечного электромагнитного спектра (около 50 %).

Биологическое действие ИКЛ заключается в усилении колебательных и ротационных движений молекул и атомов, вызывая тепловой эффект. Особенностями тепловой эритемы, в отличие от загарной (УФ), является моментальное появление и размытость границ. При локальном действии на ткани ИКЛ ускоряют биохимические реакции, ферментативные и иммунобиологические процессы, кровоток, рост клеток и регенерацию тканей, усиливают действие УФЛ. В результате проявляются болеутоляющий и противовоспалительный эффекты, а также нормализация тонуса вегетативной нервной системы.