Для чего нужен инфразвук

Инфразвук

Природа возникновения инфразвуковых колебаний такая же, как и у слышимого звука, поэтому инфразвук подчиняется тем же закономерностям, и для его описания используется такой же математический аппарат, как и для обычного слышимого звука (кроме понятий, связанных с уровнем звука). Инфразвук слабо поглощается средой, поэтому может распространяться на значительные расстояния от источника. Из-за очень большой длины волны ярко выражена дифракция.

Инфразвук, образующийся в море, называют одной из возможных причин нахождения судов, покинутых экипажем [1] (см. Бермудский треугольник, Корабль-призрак).

Содержание

Источники инфразвука

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

Распространение инфразвука

Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах, вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния. Поскольку инфразвук слабо поглощается, он распространяется на большие расстояния и может служить предвестником бурь, ураганов, цунами. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды.

Физиологическое действие инфразвука

Все случаи контакта человека и инфразвука можно поделить на две большие группы: контакты в пространстве, не ограниченном жесткими стенками, и контакты в помещениях, то есть в пространстве, ограниченном жесткими стенками. Таким образом, с точки зрения акустики, это контакты с бегущей волной (в первом случае) и контакты в полости резонатора (во втором случае).

Физиологическое действие инфразвука на открытом пространстве

Физиологическое действие инфразвука в помещении

В процессе трудовой деятельности большинство контактов человека и инфразвука (ИЗ) происходит в пространстве, ограниченном жесткими стенками.

С физической точки зрения все многообразие помещений может быть сведено к резонаторам двух типов: резонатору типа Гельмгольца и резонатору типа труба. В эксперименте [источник не указан 439 дней] показано, что даже небольшая, по сравнению с длинной ИЗ волны, комната может служить четвертьволновым резонатором частотой 5,5 Гц.

Таким образом, человек, в силу привычки или служебной необходимости находящийся в той или иной части помещения, будет контактировать с различными физическими компонентами распределенной в пространстве помещения акустической волны. С точки зрения биологии контакт с разными раздражителями должен вызвать разную ответную реакцию органов и систем.

В то же время у людей и животных, находящихся в противоположном конце помещения, умеренно, но статистически достоверно, растет работоспособность, уменьшается активность свертывающих систем крови и улучшаются показатели реакции на частоту световых мельканий.

Зависимость ответной реакции организма на нахождение человека и животных в разных частях одного и того же помещения сохранялась в пределах проверенной интенсивности ИЗ от 80 до 120 дБ (что соответствует уровням громкости обычного звука от «Опасный для здоровья» до «Болевой порог») и частотах 8, 10 и 12 Гц.

Никаких психических реакций на наиболее часто встречающиеся в промышленности уровни ИЗ выявлено не было. Данные опытов указывают, что ИЗ, даже невысокой интенсивности, в зависимости от места нахождения подопытного объекта, может быть небезопасен для здоровья и может, в то же самое время, обладать положительным стимулирующим эффектом.

Зональная биологическая активность ИЗ может послужить основой сравнительно простых способов защиты от ИЗ, основанных на выведении рабочего места человека-оператора из биологически вредной зоны.

Медузы и инфразвуки

На краю купола медузы расположены примитивные глаза, статоцисты и слуховые колбочки. Размеры их сравнимы с размерами булавочной головки. С их помощью медузы воспринимают инфразвуки с частотой 8—13 Гц.

Бионики создали технику, предсказывающую бури, работа которых основана на принципе работы инфрауха медузы. Такой прибор может предупредить о надвигающейся буре за 15 часов, а не за два, как обычный морской барометр.

Источник

Инфразвук среди нас

К звуковому диапазону частот относят акустические колебания от 20 Гц до 20 кГц, которые воспринимаются человеческим ухом. Под шумом понимают беспорядочное сочетание разных по силе и частоте звуков. По преимуществу преобладания акустической энергии в той или иной части спектра шум делят на низкочастотный (до 500 Гц), среднечастотный (от 500 до 1000 Гц) и высокочастотный (от 1000 до 8000 Гц).

Однако, человеческое ухо не воспринимает инфразвуки. Это звуковые волны, которые возбуждают тела, совершающие меньше 16 колебаний в секунду. В природе источником таких звуков могут быть движения воздушных масс, колебания воды в большом водоеме, биение сердца или другое медленно вибрирующее тело. Подает свой «голос» промышленность и транспорт. Но иногда привычный хор нарушается катаклизмами. Дело в том, что бури, цунами, землетрясения, ураганы, подводные и подземные взрывы, пожары, тоже генерируют инфразвук.

Длина инфразвуковой волны весьма велика (на частоте 3,5 герца она равна 100 метрам), проникновение ее в ткани тела также велико; фигурально говоря, человек слышит инфразвук всем телом. Какие же неприятности может причинить проникший в тело инфразвук? Более сотни лет человечество усиленно изучает свой слуховой орган, занимающий лишь ничтожную часть поверхности тела, и все еще нельзя считать процесс слухового восприятия полностью изученным.

Инфразвуковые частоты от 0,1–10 Гц являются резонансными для внутренних органов человека и могут вызывать боли в желудке, кишечнике, в сердце, суставах. Частоты от 10 Гц до 30 Гц вызывают целый комплекс различных заболеваний. Добавим сюда частоты 64–75 Гц, совпадающие с частотой пульса. Совпадение частот может привести к возникновению резонанса:

20-30 Гц (резонанс головы);

40-100 Гц (резонанс глаз);

0,5-13 Гц (резонанс вестибулярного аппарата);

4-6 Гц (резонанс сердца);

2-3 Гц (резонанс желудка);

2-4 Гц (резонанс кишечника);

6-8 Гц (резонанс почек);

2-5 Гц (резонанс рук).

Ритмы, характерные для большинства систем организма человека, лежат в инфразвуковом диапазоне:

сокращения сердца 1-2 Гц

дельта-ритм мозга (состояние сна) 0,5-3,5 Гц

альфа-ритм мозга (состояние покоя) 8-13 Гц

бета-ритм мозга (умственная работа) 14-35 Гц

Выделяют инфразвуки природного и промышленного происхождения. К природным источникам относят ураганы, штормы, цунами, землетрясения, извержения вылканов, крупные водопады, сильные грозы. В эту группу включен ветер, возникающий между высотными зданиями, а также хлопающие двери. Промышленными (техногенными) причинами инфразуковых колебаний являются движущийся автомобильный транспорт, сельскохозяйственные тракторы, самолеты, вибростолы, промышленные установки аэродинамического и ударного действия, вентиляционные системы промышленных зданий.

Во время сильных порывов ветра уровень инфразвуковых колебаний (частота 0,1 Гц) достигает на верхних этажах высотных зданий 140 децибел, то есть даже несколько превышает порог болевого ощущения уха в диапазоне слышимых частот.

Воздействие шума с низкочастотной и инфразвуковой составляющей на работников в промышленном производстве или на транспорте (автомобильном, авиационном, морском и речном) сопровождается увеличением общей заболеваемости и увеличением числа болезней, характерных для действия шума и инфразвука. Это указывает на суммирование неблагоприятных эффектов при сочетанном влиянии шума и инфразвука. В структуре заболеваемости преобладают болезни органов слуха, дыхания, кровообращения, пищеварения, кожи и подкожной клетчатки, нервной системы, а ведущее место среди них занимают нейросенсорная тугоухость и артериальная гипертензия. При наличии на рабочих местах одновременно шума и инфразвука условия труда должны оцениваться на одну ступень выше.

При выборе средств и способов защиты от низкочастотного шума и инфразвука необходимо иметь в виду, что специализированных средств защиты от инфразвука нет; в производственных условиях инфразвук часто сочетается с интенсивным шумом; большинство средств индивидуальной защиты, предназначенных для защиты органа слуха, малоэффективны на частотах ниже 500 Гц (ослабление звука не превышает 15 дБ).

При воздействии инфразвука с уровнями, превышающими ПДУ, и интенсивного шума необходимо обеспечить защиту не только органа слуха, но и центральной и вегетативной нервных систем, сердечно-сосудистой системы, органов дыхания. Разработаны промышленные образцы наушников и экспериментальные образцы противошумных шлемов и жилетов, существенно снижающих уровень акустической энергии в низкочастотном и инфразвуковом диапазонах.

Важная роль в обеспечении защиты от низкочастотных шумов и инфразвука на рабочих местах принадлежит мероприятиям по оптимизации условий профессиональной деятельности — применению коллективных средств защиты, снижению продолжительности пребывания в зоне шума, чередованию периодов работы и отдыха.

Большое значение для понимания процессов образования инфразвука на производстве, разработки мероприятий по доведению его уровней до гигиенического норматива, обоснованию способов индивидуальной и коллективной защиты, выбору средств индивидуальной защиты имеет производственный контроль условий труда за факторами рабочей среды.

Для защиты населения от низких инфразвуковых частот звукоизоляция крайне неэффективна — требуются очень толстые и массивные звукоизолирующие перегородки. Также неэффективны звукопоглощение и акустическая обработка помещений. Поэтому основным способом борьбы с инфразвуком является уменьшение шума в источнике, по пути распространения, в ограниченном пространстве.

Понижение уровня инфразвука в источнике предполагает уменьшение колебаний вибрирующего объекта, возмущающих сил. Понижение уровня инфразвука по пути распространения достигается применением реактивных глушителей. Понижение уровня инфразвука в ограниченном пространстве осуществляется увеличением жесткости ограждений.

Нормативный общий уровень звукового давления инфразвука на территории жилой застройки 75 дБ лин., в жилых и общественных помещениях – 90 дБ лин. (СН 2.2.4/2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки»), уровни инфразвука на рабочих местах не должны превышать 95-100 дБ лин. (СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах»).

2. Ихлов Б.Л. Инфразвук, микроволны и профилактика заболеваний // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 2

3. Нехорошев А.С.// Санитарно-эпидемиологический надзор за источниками инфразвука и эффективностью мероприятий по профилактике его воздействия на организм работающих. – ГОУВПО Санкт-Петербургская ГМА им.И.И.Мечникова ФАЗСР.

4. СН 2.2.4/2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки»

5. СанПиН 2.2.4.3359-16 «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах»

Источник

Инфразвук: влияние на человека, таблица, методы защиты

Инфразвук – это звуковые волны, которые не воспринимаются человеческим ухом, поскольку находятся ниже частоты диапазона слухового восприятия. Несмотря на это, такие волны способны оказывать влияние на человека и вызывать различные эффекты в организме.

Что такое инфразвук и как он образуется

Инфразвук представляет собой звуковые волны или колебания, диапазон частоты которых находится ниже 16 Гц.

Подобные звуковые волны образуются в результате множества различных процессов. Колебания могут генерироваться земной корой, во время землетрясения, извержения вулкана, при грозовых разрядах, ураганах и других природных явлениях.

Сам процесс обусловлен движением молекул, которое вызывается колебаниями предмета либо другими процессами. Подобный эффект можно объяснить с помощью струн гитары, которые вибрируют на определенной частоте и вызывают звуковые эффекты (движение молекул).

При этом следует учитывать, что инфразвуковые волны, как и другие виды волн, распространяются только в условиях воздушной среды. В вакууме подобный эффект не наблюдается, в нем всегда царит полнейшая тишина.

Таблица источников инфразвука и создаваемых им колебаний

У каждого источника инфразвуковых колебаний свой диапазон частот и действие на организм. Сами же источники подразделяются на техногенные и природные. К первым относятся звуки, издаваемые оборудованием и техникой (машины, поезда, самолеты, установки).

К природным относятся различные метеорологические и другие явления, вызываемые факторами без участия человека – ураганы, штормы, разряды молнии, землетрясения, извержение вулкана.

Среди животных наибольшим шумовым давлением обладают кашалоты, бегемоты, водяные клопы, цикады. Диапазон звука у них варьируется от 100 до 160 дБ.

Самым громким инфразвуком природного происхождения считается Тунгусский метеорит. Давление шума при его взрыве составило около 300-315 дБ. При этом волны были зафиксированы с помощью различных установок по всему миру.

Воспринимается ли инфразвук на слух?

Инфразвук (влияние на человека может быть незначительными или приводить к тяжелым и опасным состояниям) обладает низкой частотой колебания. Несмотря на такой невидимый диапазон, шум оказывает различное воздействие на организм.

Человеческое ухо не способно воспринимать инфразвуковые волны, поскольку их диапазон находится ниже частот, которые могут улавливать рецепторы, расположенные в области уха.

Воспринимаемый диапазон должен быть выше 16 (инфразвук) и ниже 18-20 КГц (ультразвук). Остальные частоты не воспринимаются не зависимо от возраста человека.

Звуковые колебания ниже 16 Гц не полностью недоступны для человеческого уха. Показатели свыше 20 КГц могут улавливаться у некоторых индивидов или детей и подростков.

Инфразвуковые диапазоны ритмов систем организма человека

Человеческий организм (внутренние органы) вибрирует на различных частотах и испускает незначительные звуковые колебания. Таким образом, частота вибраций у каждого органа или системы индивидуальная и будет отличаться друг от друга.

Резонансные частоты, при которых наблюдаются отклонения в работе органов:

Нормальными же показателями для работы систем считаются следующие показатели:

Наибольшему влиянию подвержены альфа-ритмы мозга, поскольку инфразвуковые колебания созвучны с работой данной системы. При этом выраженное психотропное действие наблюдается при показателях около 7 Гц.

Какие частоты воспринимаются организмом человека

Звуковые колебания выше 20 тыс. Гц являются ультразвуком, ниже 16 Гц – инфразвуком. Организм человека лучше всего воспринимает частоты в диапазон 500-2000 Гц. Крайним порогом для слухового восприятия считаются показатели ниже 16 и выше 20000 Гц. Диапазоны, выходящие за эти пределы, могут быть зафиксированы только с помощью специального оборудования.

Инфразвук: влияние на человека

В отличие от человека, животные более чувствительны к таким колебаниям и могут общаться между собой посредством этих частот (например, киты или слоны). Также предвестниками шторма служат медузы, которые чувствуют зарождение инфразвуковых волн за 15-20 ч до его начала, после чего уходят на глубину.

Физиологическое действие инфразвука

Инфразвук (влияние на человека может быть как при низких, так и высоких частотах колебаний) может оказывать воздействие на физиологию человека и приводить к различным ощущениям, симптома, нарушениям. При этом его физиологическое действие зависит от интенсивности, продолжительности и других его характеристик.

Негативное влияние инфразвуковых волн может привести к повреждению нервной и эндокринной системы, а также других внутренних органов – недостаточное поступление кислорода к тканям органов.

При низких колебаниях

Низкая частота звуковых волн является наименее опасной для здоровья человека, но также может приводить к различным нарушениям со стороны различных органов.

Низкочастотные колебания способны вызвать у человека тошноту, звон в ушах, ухудшение зрения и безотчетный страх. При этом интенсивность этих проявлений также зависит от длительности воздействия звуковых волн.

При продолжительном воздействии указанные симптомы могут сохраняться долгое время и привести к различным психическим или психосоматическим проблемам.

Колебания средней интенсивности

Колебания средней (умеренной) интенсивности могут приводить к нарушениям в различных внутренних органах и системах человеческого организма. В большинстве повреждаются органы пищеварения, ухудшается работа мозга. Однако могут развиваться и другие признаки в зависимости от длительности колебаний.

Симптомы:

Наиболее оптимальными значениями при умеренной частоте колебания звуковых волны являются показатели от 140 до 154 дБ. Данные цифры находятся в пределах допустимых норм.

Однако болевые ощущения в области барабанной перепонки могут возникать при показателях 130-140 дБ, поэтому людям, часто прослушивающим музыку в наушниках, рекомендуется не превышать нормы более 110 дБ.

При высоких колебаниях

Инфразвук с высоким уровнем колебания может также приводить к различным нарушениям в организме человека. При этом негативное влияние наблюдается при частоте диапазона волн от 0,20 до 0,71 Гц.

Помимо основных симптомов, интенсивность которых значительно повышена, у человека могут наблюдаться и другие психические нарушения.

Высокочастотное давление инфразвука (180-190 дБ) может привести к летальному исходу, поскольку такое воздействие может привести к разрыву легочных альвеол. В этом случае у человека может возникнуть остановка сердца.

Медико-психологическое воздействие инфразвука на организм

Проводимые исследования подтвердили воздействие инфразвука на психику и организм человека. Это обуславливается взаимодействием слухового центра с нервной системой.

Звуковые колебания, не воспринимаемые человеческим ухом, раздражают рецепторы звукового анализатора и приводят к различным изменениям. Подобное воздействие не осознается и отправляется на бессознательный уровень, откуда влияет на человека.

К примеру, звуковые волны с частотой выше 100 Гц оказывают воздействие на мыслительные процессы, нервную систему, что приводит к развитию следующей симптоматики:

Низкие частоты (в пределах ниже 10 Гц) могут приводить к возникновению следующих признаков:

Волны средней длины способны вызывать у человека тошноту, слабость, мигрень. При этом негативное воздействие оказывается на сердце, ЦНС. В этом случае может происходить нарушение функций пищеварения и мозга. Были отмечены случаи паралича и слепоты.

Высокочастотные импульсы могут приводить к остановке сердца.

Инфразвук (влияние на человека наступает только при давлении свыше 120 дБ) неоднократно изучался специалистами различных областей, что позволило прийти к определенным выводам.

Считается, что многие нервные и соматические расстройства у людей, живущих в больших городах и мегаполисах, вызваны именно воздействием инфразвуковых колебаний. Такое утверждение является всего лишь предположением, поскольку специальные исследования на данную тему не проводились.

На что влияет инфразвук:

Инфразвук определенных частот относится к психотронному оружию, поэтому его воздействие крайне опасно. Он может влиять на психику человека, подавлять его и манипулировать им.

Действие звуковых волн на человеческую психику с помощью инфразвуковых волн схоже с принципами действия гипноза, внушения, нейролингвистического программирования (НЛП).

Недавние исследования подтвердили и положительное воздействие инфразвуковых волн на организм человека. Согласно опытам такие колебания могут применяться в медицине для лечения различных нарушений. Наибольшую эффективность низкие частоты показали при лечении ран, ожогов, порезов.

Однако более глубокие исследования на эту тему не проводились, поскольку подобные эксперименты и эффективность считаются сомнительными. Подобная частота малоэффективна в медицине, так как терапевтическим действием обладают звуковые волны с частотой 285 Гц (частота сольфеджио).

Какие могут быть последствия для человека под долгим воздействием инфразвука

Инфразвук (влияние на человека может быть смертельно опасным) обладает низкочастотным колебанием и амплитудой звуковых волн, что делает его возможным воздействовать на живые организмы – млекопитающих, птиц, других животных. Это обуславливается способностью мозга вибрировать на частоте альфа-ритмов, созвучных инфразвуку.

Длительное воздействие инфразвуковых волн различной интенсивности может приводить к развитию хронических симптомов, вызываемых такими колебаниями.

Таким образом, волны могут повреждать вестибулярный нерв и вызывать возникновение, так называемой, морской болезни. При этом у человека постоянно будет присутствовать симптоматика в виде головокружений, тошноты, головных болей, шума в ушах.

Также установлено, что звуковые колебания вызывают у человека хроническую усталость и бессонницу. Данные признаки возникают в результате повреждения части вегетативной системы (системы регуляции).

При длительном влиянии инфразвука высокой интенсивности может наступать летальный исход.

Как избежать вредного воздействия инфразвука на организм человека

Волны низкой частоты обладают высокой проникающей способностью, поэтому они могут преодолевать и огибать различные препятствия. Любые предметы, в том числе и стены, не оказывают никакой защитной функции.

Также неэффективны и стены со звукоизолирующим материалом (в случае природного происхождения звуковых волн).

Для защиты от высокий интенсивности звуковых волн одних берушей будет недостаточно. Это актуально как при природных, так и техногенных источниках происхождения шума. Они лишь способны сохранить барабанные перепонки от звуковых колебаний.

Единственным эффективным средством против негативного влияния инфразвука является удаленность от эпицентра, точки возникновения колебаний. Однако подобный способ применим не всегда, поскольку человек не может быть защищен от природных явлений (гром, шторм, землетрясение) или техногенных факторов (шум от транспортного движения или от других технических установок).

В качестве профилактики рекомендуется проводить регуляцию интенсивности инфразвука в точке его возникновения. Это касается оборудования, приборов и других технических приспособлений, обладающих высокой шумопроизводительностью.

Другие рекомендации по предупреждению образования и воздействия инфразвука в условиях производства (фабрик, заводов):

Защититься от негативного влияния инфразвука дома с техногенным источником помогут звукоизолирующие средства. Подобные средства способны защитить человеческий организм только при техногенных источниках с невысоким шумовым давлением. Природные шумы на данный момент изолировать невозможно, что создает определенную опасность для здоровья человека.

Видео об инфразвуке

Влияние инфразвука на человека:

Источник