CC BY
12
физиолого-гигиеническое обоснование предельно
допустимых уровней громкости шума в жилых
многоэтажных домах
Кандидат биологических наук П. Р. Вайнштейн, кандидат технических наук П. И. Леушин, доктор медицинских наук А. И. Шафир
Из Института радиационной гигиены Министерства здравоохранения РСФСР
По действующим в СССР строительным нормам и правилам (СНиП-1954) громкость шума в жилых помещениях не должна превышать 35 фонов; уровень громкости ударного шума под междуэтажными перекрытиями допускается до 40 фонов. Указанные строительные нормы шума для жилых помещений не имеют гигиенического обоснования. Единственным критерием их приемлемости является ссылка на то, что при шумах меньшей громкости обычно отсутствуют жалобы со стороны проживающих в квартирах.
С целью изучения влияния на организм жилищно-бытового шума в диапазоне от 35 до 45 фонов, характеризующегося относительно небольшим звуковым давлением и слабой раздражающей силой, были применены физиологические методики для учета функциональных нарушений главным образом со стороны высшей нервной деятельности людей: а) определение двигательных условных рефлексов на речевом подкреплении; б) изучение двигательной активности во время сна; в) исследование кожно-гальванического рефлекса (омического сопротивления кожи); г) установление дифференциальных слуховых порогов.
Исследования вели в звукоизолированной камере на 7 наблюдаемых под воздей ствнем специально подготовленного синтетического шумового раздражителя. Созданию его предшествовало детальное обследование в летнее и зимнее время жилых квартир различных акустических режимов (с окнами, ориентированными на оживленные уличные магистрали, на относительно тихие внутриквартальные территории). Специально подготовленной группой лиц производилась почти стенографическая запись всех слышимых звуков в обследуемых помещениях по единой форме. При этом учитывались характер звуков (разговор, смех, пение, лай собаки, хлопанье дверьми, хождение, звонки, движение уличного транспорта и т. п.) и уровень их громкости по трехбалльной оценке — шум сильный, средний и тихий. Длительность звучания отмечалась с помощью секундомера. Выборочно велись измерения шума шумомером. Обследование производилось в предвечерние часы. Каждая запись в квартирах, в которых велись наблюдения, продолжалась 40 минут (прежние исследования показали, что именно такая экспозиция представляет наибольшие удобства для физиологических наблюдений в связи с шумовым фактором). На всех жилых объектах регистрацию обычно вели в течение трех 40-минутных циклов. Материал, полученный по 100 с лишним циклам, подвергся статистической разработке с целью выявления, в каком количественном соотношении находятся отдельные компоненты жилищно-бытового шума. Данные разработки были положены в основу построения шумовых «сценариев» для зимнего и летнего периодов, для «шумных» и «тихих» квартир. Сценарии были затем разыграны и записаны на ленту магнитофона МАГ-8. Полученные таким образом синтетические шумовые раздражители («зимний» и «летний») достаточно полно отражали акустический режим «среднего» городского жилища, приближая условия наблюдений к действительной обстановке. Важным преимуществом полученных зимнего и летнего синтетических раздражителей (по сравнению с возможными записями шума на единичных жилых объектах) было то, что каждый из синтетических раздражителей характеризовал шумовой режим целой группы из 15 и более типичных городских квартир.
Частотную характеристику шумов, входящих в состав синтетических раздражителей, исследовали с помощью электроакустических фильтров Ленинградского научно-исследовательского санитарно-гигиенического института (Лен. НИСГИ). Представление о частотном составе синтетического раздражителя можно получить из рис. 1, на котором приведены кривые минимальных и максимальных уровней жилищного шума (в децибелах) для различных частотных полос шумового спектра. Заданные уровни громкости устанавливали посредством регулятора магнитофона и контролировали объективным шумомером Ленинградского института охраны труда (ЛИОТ-ШЗ) и субъективным шумомером Лен. НИСГИ.
Во всех приведенных физиологических наблюдениях использовали «зимние» и «летние» шумовые раздражители. Жилищно-бытовой шум
I 4
4
т 100 90
во
70
во 50 40 30
го
>ч ^ N V)-
Частотные полосы (в гц}
Рис. 1. Частотный и силовой состав синтетического шумового раздражителя.
I— максимальный уровень; 2— минимальный уровень.
летом отличается, как известно, некоторым преобладанием звуков низкой частоты со свойственной им маскирующей способностью и хорошей способностью проникать через ограждающие строительные конструкции. В пределах вариаций уровня громкости (35—45 фонов) шумовых раздражителей, под воздействием которых в отдельных сериях опытов находились наблюдаемые, частотный состав практически не изменялся и поэтому не оказывал влияния на результаты наблюдений. Лишь в исследованиях слуховых порогов удалось выявить небольшие различия в
воздействии на организм летнего и зимнего синтетических раздражителей.
Продолжительность основных и контрольных наблюдений (когда люди находились в полной тишине) равнялась 40 минутам (иногда 30 минутам). Контрольные наблюдения ставились вперемежку с основными.
Наблюдения по изменению двигательных условных . рефлексов под влиянием жилищного шума проводились при использовании специальной установки для ре-флекторно-двигательной методики. Условные рефлексы вырабатывались главным образом на световые сигналы. После выработки и упрочения условных рефлексов приступали к изучению влияния синтетического раздражителя на наблюдаемых. В частности, исследовали внутреннее активное торможение в виде наблюдений над дифференцировкой и условным тормозом (последний представлял собой комбинированный раздражитель от вспышки электрического света и звука зуммера). Параллельно это давало возможность учитывать изменения в величине реакции и скорости ее возникновения. Одной из задач было выявить обратимость возникавших изменений в течении физиологических реакций, скорость их возвращения к норме.
Контрольные наблюдения, за редким исключением, показали, что выработанные условные рефлексы, положительные и тормозные, оставались без изменения. Величина рефлекса (в условных единицах) оставалась при этом практически без изменений, как и скрытый период рефлекса. Обычно контрольные наблюдения свидетельствовали о благотворном влиянии тишины на наблюдаемых. В бесшумной обстановке сокращалось время рефлекса, а ответные реакции отличались большой собранностью и уравновешенностью.
Всего было поставлено более 65 серий наблюдений. Как показали их результаты, жилищный шум громкостью в 45 фонов вызывает довольно значительные изменения в условнорефлекторной деятельности. Они выражаются в удлинении скрытого периода рефлекса и в уменьшении его величины, что свидетельствует о возникновении пассивного торможения. Одновременно нарушается активное внутреннее торможение, проявляемое в форме срыва дифференцировки и условного тормоза. Подобные изменения отмечались у всех наблюдаемых, что характеризовало определенное снижение активности корковых элементов головного мозга.
Воздействие шума громкостью в 40 фонов также вызывало отчетливые изменения в условнорефлекторной деятельности наблюдаемых, хотя они проявлялись в более слабой форме, чем при шуме в 45 фонов. Срывы условного тормоза и дифференцировки регистрировали сравнительно редко.
Шум в 35—37 фонов никогда не вызывал неприятных субъективных ощущений у наблюдаемых, что было типично для шума громкостью в 45 фонов. Наблюдавшиеся при шуме в 35—37 фонов изменения в реакциях (увеличение скрытого периода, ослабление двигательной реакции и изредка срыв условного торможения) после пребывания в тишине полностью снимались (рис. 2). Таким образом, доказана обратимость устанавливаемых изменений при шумах в 35—37 фонов. Проводилось так-
lit
^ ^ S S ч
II
I £
г
111 III ill
Рис. 2. Результаты испытания условного тормоза при изучении обратимости изменений, вызванных шумом с уровнем громкости в 40 фонов..
же исследование влияния шума низкого уровня громкости на динамику сна методом актографии. Регистрация двигательной активности спящих— актография, несмотря на присущие людям индивидуальные особенности, позволяет судить о продолжительности периода засыпания, пробуждения и вообще о характере сна. Как известно, во время сна производится довольно много одиночных движений, не связанных с пробуждением. Промежутки полного покоя длятся от 30 минут до Р/г часов. Для глубокого сна характерна минимальная подвижность.
Актографичсская запись, согласно общепринятой в настоящее время в клинике и физиологических лабораториях методике, осуществлялась на ленте барабана, полный оборот которого совершался за 12 часов. Пружинную сетку кровати соединяли резиновой трубкой через капсулу Марея с записывающим прибором. Установка была столь чувствительна, что учитывала не только движения туловища, но также рук, ног и головы. Наблюдения начинали в 11 —12 часов вечера и заканчивали в 7—8 часов утра. Наблюдения проводили на людях в возрасте от 23 до 53 лет. Результаты представлены на 48 актограммах: 23 основных и 25 контрольных.
В контрольных наблюдениях громкость шума в помещении не превышала 28—32 фонов. За редким исключением, все наблюдаемые при таком шуме спали хорошо и не жаловались на неудобства. Помимо синтетического раздражителя, в наблюдениях был использован шум работающего пылесоса как образец однообразного шума, довольно хорошо имитировавшего шум некоторых промышленных предприятий, расположенных по соседству с жилыми домами, а также шумы от инженерного оборудования зданий (отопления, лифтов и т. п.). Источник обычно
включали дважды в течение ночи: первый раз одновременно с началом наблюдения или спустя 30 минут, второй раз через 4—5 часов после начала наблюдения (во время сна).
Характерные результаты исследований показаны на актограммах (рис. 3 и 4).
На тонкой прямой линии под актограммой отложены интервалы времени в часах. Жирная линия указывает время включения и продолжи-
23
Рис. 3. Актограмма наблюдаемой М., 23 лет. Контрольное наблюдение (А) — хороший, спокойный сон; движений мало, они незначительные. Звучание синтетического раздражителя (Б) и мотора (В) несколько нарушает глубину сна, особенно под утро при шуме мотора
Магнитофон I
23—
Рис. 4. Актограмма наблюдаемой С., 50 лет.
Контрольный опыт (А) — хороший сон с малым количеством движений. Звучание синтетического раздражителя (Б) вызывает заметное увеличение числа движений. Шум мотора (В) способствует еще большему увеличению движений наблюдаемой, нарушая глубину сна в течение всей ночи.
тельность звучания источника шума. Несмотря на проявление индивидуальности наблюдаемых, представленные на рис. 3 и 4 актограммы контрольных наблюдений (Л) характеризуют постоянно встречающуюся картину сна практически здоровых людей. Несколько усиленная подвижность при засыпании обычна для нормального сна. В последующий период и на протяжении всей ночи ритм движений у всех наблюдаемых был относительно равномерным. Характер шумовых раздражителей, применявшихся в наблюдениях, обусловливал различие в динамике дви-
жений спящих. Звучание магнитофонной записи (Б) в двух вариантах (35—37 и 38—40 фонов) не являлось сильным физиологическим раздражителем, вследствие чего устанавливаемые при этом изменения особо выраженного характера не имели. Так, у наблюдаемой М. синтетический раздражитель только на очень короткий промежуток нарушил довольно глубокий сон. У наблюдаемой С. звучащий магнитофон искажает обычную картину засыпания, но спустя некоторое время наступает нормальный сон. Аналогичную динамику движений под воздействием синтетического шумового раздражителя можно было наблюдать у всех остальных наблюдаемых с учетом 6,0- __
возрастных особенностей. Однообразный шум мотора (В) вызывает более отчетливые изменения в дви- ^ гательной активности у всех спящих. ^ 2,0-
При этом также проявляются инди- -.-.-.-.-г-.—
видуальные и возрастные черты на- ,га 266 *096
блюдаемых. ГЧ
Кожно-гальванический рефлексРнс 5 Увеличение дифференциаль-является вариабильной и в то жених порогов (ДР в децибелах) че-время чувствительной биоэлектриче-рез 15 минут в процессе раздраже-ской реакцией. Источником кожно-ния чистым ™ном в 512 та и гром- '
, КОСТЬЮ В 41) фонов.
гальванического рефлекса бывает;_в начале наблюдения. 2_в конце любая форма нервной деятельности. наблюдения
Можно предположить, что движущей силой кожно-гальванического
рефлекса служат основные нервные процессы — возбуждение и торможение. В поставленных опытах по изучению влияния шума на кожно-гальванический рефлекс был использован кожно-гальванический реф-лексометр конструкции экспериментально-технического отдела Ленинградского института болезней уха, горла и носа. Этот визуальный измерительный прибор позволяет непосредственно наблюдать изменения омического сопротивления кожи под влиянием внешних раздражителей.
Исследования выполнялись по обычной схеме. После снятия «фоновых» показаний прибор отключали и наблюдаемые подвергались воздействию шума. Следует указать, что кожно-гальванический рефлекс характеризуется чрезвычайной индивидуальной изменчивостью и во многом зависит от функционального состояния организма в данный период. В контрольных исследованиях кожно-гальванический рефлекс не менялся или несколько снижался (в пределах только ошибки самого прибора).
Шум громкостью 35—37 фонов не вызывал заметных изменений в кожно-гальваническом рефлексе, как и в контрольных наблюдениях. Однако шум в 38—40 фонов обусловливал хотя и слабые, но регистрируемые у всех наблюдаемых определенные изменения. На рис. 5 представлены данные одного из типичных наблюдений.
Омическое сопротивление кожи, измеренное в начале контрольного опыта, равное 63 ООО ом, после пребывания наблюдаемой в обстановке тишины практически не изменялось. Омическое сопротивление кожи, равное 54 500 ом, после 40-минутного звучания раздражителя увеличивалось до 59 700 ом; 30—40-минутное пребывание в тишине приводит омическое сопротивление кожи к исходным показаниям. Отмеченное повышение омического сопротивления кожи, как известно из литературы, характеризует развитие процессов пассивного торможения. Этот факт находится в полном соответствии с данными описанных выше наблюдений по изучению двигательных рефлексов при шумовом раздражении: влияние шума громкостью в 38—40 фонов на двигательные условные рефлексы также отчетливо выражалось в возникновении пассивного торможения.
Проводилось также определение дифференциальных слуховых порогов (А Р) в процессе воздействия шумов слабой интенсивности. Сущность методики исследования дифференциальных слуховых порогов состояла в следующем. Источник чистого тона или синтетического шумового' раздражителя располагали в тамбуре, отгороженном от камеры перегородкой. Источник звука заранее устанавливали на заданный уровень громкости, контролируемый шумомером. Слуховой порог определяли при помощи звука зуммера, подаваемого через наушники. Панель управления, регулирующего уровень подаваемого звука, была скрыта от глаз наблюдаемого. Наблюдаемый условными сигналами отмечал, произошло ли ослабление или усиление уровня звука. Если ответ совпадал с произведенной манипуляцией, то это означало, что дифференциальный порог (едва различимое изменение уровня тона или шума) еще не достигнут. Диапазон тех предельных изменений уровней тона или шума, при которых наблюдаемый начинал давать сбивчивые ответы, принимали за дифференциальный порог ощущения при данной громкости подаваемого звука.
Всего было произведено 6 серий измерений дифференциальных слуховых порогов у наблюдаемых: в первых двух сериях звуковым раздражителем были чистые тоны в 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096 гц громкостью в 35 и 40 фонов; в третьей и четвертой сериях был синтетический раздражитель для летнего времени года громкостью в 35 и 40 фонов; в пятой и шестой сериях — тот же раздражитель для зимнего периода громкостью в 35 и 40 фонов.
При воздействии чистыми тонами средние значения дифференциальных слуховых порогов, наблюдаемых в конце звукового раздражения и в конце отдыха (после пребывания в тишине — контрольное наблюдение), оказались для всех тонов громкостью в 35 фонов меньшими, чем при громкости в 40 фонов. Чистые тона громкостью в 40 фонов оставляют некоторые изменения в слуховой чувствительности после отдыха, тогда как раздражения, вызванные тонами в 35 фонов громкости, практически полностью снимаются за тот же срок.
При производстве исследований с чистыми тонами было замечено, что уже после 15-минутного раздражения любым тоном чувствительность уха начинает понижаться. Характерным при этом является резкое уменьшение чувствительности на тех тонах, которые служили раздражителями (см. рис. 5).
Синтетические раздражители в 40 фонов громкости вызывают большее по силе и более продолжительное по времени раздражение у всех наблюдаемых, чем те же раздражители в 35 фонов громкости. Установлено, что для большинства наблюдаемых шумовые раздражения громкостью в 35 фонов практически полностью снимаются после отдыха.
Вывод
Исследования, выполненные четырьмя различными физиологическими методиками, дают совпадающие результаты и позволяют считать, что допустимый уровень громкости шума, типичного для жилых комнат городских квартир, можно принять равным 35—37 фонам.
ЛИТЕРАТУРА
Андреев Б. В. Клин, мед., 1951, т. 29, № 6, стр. 81. — Он же. Бюлл. экспер. биол. и мед., 1951, т. 31, № 3, стр. 172. — Он же. Журн. высш. нервн. деят., 1951, т. 1, № 4, стр. 500. — Б р у ж е с А. П., А р к а д и е в с к и и А. А. Тезисы докл. 2-й научной конференции по вопросам физиологии труда. Киев, 1955, стр. 147. — В а й н-штейн П. Р. Доклады научной конференции по итогам работы за 1956 г. Ин-та радиационной гигиены. Л., 1957, стр. 57. — Иорданская Е. Н. Тезисы докл. 2-й научной конференции по вопросам физиологии труда. Киев, 1955, стр. 165. •— Л е у»
шин П. И. Гиг. и сан., 1948, № 10, стр. 7. — Он же. Мероприятия по борьбе с вредными жилищно-бытовыми шумами. Л., 1949. — Навяжский Г. Л. Учение о шуме. М., 1948. — Орлова Т. А. Тезисы докл. 2-й научной конференции по вопросам физиологии труда. Киев, 1955, стр. 162. — Ржевкин С. Н. Слух и речь в свете современных физических исследований. М.—Л., 1936. — Попов А. К. Жури. высш. неран. деят., 1954, т. 4, в. 1, стр. 133. — СторощукХ. В. Гиг. и сан., 1956, № 11, стр. 90,— Beranek L. L., Arch. Indust. Hyg., 1952, v. 5, p. 97. — G r i m a I d i J. V., J. Am. Soc. Safety Eng., 1957, v. 75, p. 9.
Поступила 5/111 1959 r.
PHYSIOLOGICAL AND HYGIENIC BACKGROUND FOR DETERMINING MAXIMUM PERMISSIBLE NOISE INTENSITY IN MULTY-STOREYED APARTMENT
HOUSES
P. R. Weinshtein, candidate of biological sciences, P. /. Leushin, candidate of technical sciences, A. /. Shafir, doctor of medical sciences
As the result of statistically prepared chronometric records of various noises met with in urban appartment houses a special "synthetic" noise irritator, registered on a tape-recorder has been produced.
The authors have used it, at the intensity of 35—45 phones, for an experimental study of the changes and functional disturbances of the higher nervous activity in man. These investigations consisted of the following physiological tests: 1) determination of the motor conditioned reflexes to voice stimulation; 2) observation of the motor activity during sleep; 3) study of the skin-galvanic reflex; 4) determination of differential noise threshold values. On the basis of the results obtained the authors have set the maximum permissible intensity of noise in dwelling rooms of an urban apartment at 35— 37 phones.
■fr -it -a-
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО И ИНТЕРМИТТИРУЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ЛЕТУЧИХ ЯДОВ-НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ
(К проблеме нормирования вредных веществ в воздухе производственных помещений) 1
Н. А. Толоконцев (Ленинград)
Вопрос о непрерывном и интермиттирующем (колеблющемся по интенсивности во времени) действии ядов на организм находится в прямой связи с проверкой формулы Габера. Важность этого вопроса для теории и практики нормирования вредных веществ в воздушной среде производственных помещений не подлежит сомнению. Однако в экспериментальном решении вопроса сделано очень мало. Мы располагаем только одной работой (Е. В. Кленова, 1949), посвященной сравнению токсического эффекта непрерывного и интермиттирующего действия веществ наркотического типа (ацетон, этиловый спирт, бензин) в опытах на белых мышах, при этом было найдено, что при интермиттирующем воздействии токсический эффект наступает в более короткий срок и при меньшей дозе, чем при непрерывном. Наиболее четкие результаты были получены в опытах с бензином, быстро насыщающим кровь при вдыхании его паров и быстро выделяющимся при прекращении затравки. Однако в эксперименте не определялось накопления веществ в крови при том и другом видах воздействия, поэтому объяснение более выраженного токсического эффекта при интермиттирующей затравке было затруднено.
1 Экспериментальные материалы были доложены на IX съезде Всесоюзного общества физиологов, биохимиков и фармакологов.
