Низкочастотный ультразвук
Ультразвуки получили сейчас широкое распространение в промышленности. В одних случаях они генерируются специальными аппаратами и применяются в технологии, например при сварке, сверлении, чистке и т. п. В других — они сопутствуют шуму при работе быстродействующих станков, двигателей и т. д. В этом случае они являются паразитирующими ультразвуками.По данным Bugard (1958), в состав шума на станциях по испытанию авиационных моторов входят три группы звуков — инфразвуки, слышимые звуки и ультразвуки частоты до 70 кГц. Bugard, Tupen и др. обнаружили у рабочих понижение восприятия высоких звуков, которое они связывают с воздействием именно ультразвука, поскольку интенсивность слышимых звуков была небольшой.
С гигиенической и аудиологической точек зрения наибольший интерес представляют те частоты колебаний, которые используются в промышленности и достигают, судя по техническим условиям генераторов, 20—80 кГц. При получаемых сейчас частотах -(миллиарды колебаний в секунду) нужно считать эту частоту звуков весьма незначительной. Тем не менее эти ультразвуки выделены в особую группу — низкочастотного ультразвука — благодаря их способности распространяться по воздуху.
Они регистрируются до 31,5 кГц современной записывающей аппаратурой и воспринимаются некоторыми животными.Человек низкочастотного ультразвука не слышит, так как верхняя граница его слуха равна 20 кГц. Такая граница, по данным Rosen и др. (1963), имеется у обследованных ими жителей пустыни — первобытного племени мабанов в Африке; у жителей же индустриальных районов она равна 14—16 кГц. Таким образом, понятие низкочастотного ультразвука несколько расширяется в сторону седьмой октавы. Этот вопрос заслуживает внимания потому, что в спектре шума, как мы увидим далее, частоты от 14 до 20 кГц имеют большую интенсивность.
Чувствительность уха к высоким тонам выше 6 кГц быстро падает; с дальнейшим повышением частоты пороги их восприятия резко повышаются.Может быть, термин «низкочастотный ультразвук» не совсем удачен, однако он подчеркивает очень важное его свойство распространяться по воздуху и действовать на организм на расстоянии, в то время как ультразвуки более высоких частот по воздуху не распространяются.
Поэтому выделение этой группы целесообразно и оправдано.В производственных условиях ультразвук обычно сочетается с широким диапазоном слышимых звуков, которые по своей интенсивности нередко превышают порог вредного действия. Основная масса звуковой энергии в обследованных производствах находится, по данным 3. С. Лисичкиной (1961), в области высоких частот от 6300 Гц до 20 000 Гц. Ультразвуковые колебания распространяются по всему помещению, их энергия падает с увеличением расстояния, примерно как и энергия слышимых звуков.
Суммарный уровень звукового и ультразвукового давления при работе ультразвуковых сверлильных станков, измеренный автором на уровне уха рабочего, составляет 115—123 дБ; на расстоянии 1 м от станка он равен 107-115 дБ, а 3 м — 100-102 дБ.Имеющиеся в литературе данные о безопасности ультразвука для рабочих основываются на затухании этих колебаний в воздухе Koelsch (1959) считает, что для ограждения от излучателя ультразвука, который находится в руках рабочего, достаточно пользоваться нитяными перчатками, которые создают уже достаточную воздушную прослойку для амортизации ультразвука.Вопрос о влиянии ультразвука на слух изучался экспериментально еще Р. А. Зйсосовым и В. Ф. Ундрицем (1935). После воздействия ультразвуком они обнаружили во внутреннем ухе животных кровоизлияния, повреждение кортиева органа с последующей дегенерацией клеток и отрыв отолитовой мембраны.
Portmann, Portmann и Barba (1951) действовали ультразвуком 1000 кГц непосредственно на улитку морских свинок, кроликов и белых крыс. Озвучивание проводилось в течение 10 минут через наружный слуховой проход, в который вводили герметическую трубку, наполненную водой. Слуховая функция у животных исследовалась с помощью рефлекса Прейера (ритмическое подергивание ушной раковины в ответ на звуковое раздражение).Согласно полученным данным, при интенсивности ультразвука до 0,5 Вт/см2 даже отмечается некоторое улучшение слуха.
При звуке от 0,5 до 2 Вт/см2 слух остается неизмененным. При интенсивности выше 2 Вт/см2 появляется понижение восприятия на все частоты выше 256 Гц, более выраженное на высокие звуки.
При последующем гистологическом исследовании внутреннего уха обнаружены изменения различной степени, которые зависят от интенсивности раздражения в стадии развития поражения. В легких случаях имеется гиперемия, в более тяжелых — геморрагия и отек и, наконец, разрушение кортиева органа и спирального ганглия. Изменения были обнаружены также в среднем ухе.