۴

اندازه گيري تراز فشار صدا

براي اندازه گيري ترازهاي صدا وسايل اندازه گيري مورد نياز است. يكي از اين وسايل تراز سنج صدا است. براي تعيين ميزان همبستگي مقادير اندازه گيري شده با احساس بلنـدي، اكثـر وسايل اندازه گيـري مجهـز به شبكه هاي حساسيت اند. شبكه A مطابق با منحني 40 فان است و تواترهاي پايين را از هم مجـزا مي‌كنـد. شبكه B با منحني 70 فان مطابق دارد و شبكه C حساسيت‌هاي خطي رانشان مي‌دهد. در عمل، شبكه هاي B و C به خوبي با نمودارهاي بلندي مطابقت ندارند. اين بدان علت است كه منحني‌هاي بلندي براي نغمه هاي خالص بدست آمده است. در حالي كه صدا در محيط به صورت صداهاي مختلط است. شبكه A ، به عنوان مقياس اندازه گيري معيار براي بلندي صداهايي تا هر تواتر و هر شدتي تعيين شده است. اندازه گيري‌هايي كه با استفاده از شبكه A انجام مي‌گيرد و به صورت dBA نشان داده مي‌شود. هر صداسنج مجهز به دو وضعيت سريع و كند است. از اولي به هنگام تغييرات سريع تراز فشار صدا و از دومي هنگامي كه مقدار متوسط صدا تغييراتي بيش از 4 dB دارد، استفاده مي‌گردد، براي اندازه گيري صداي كوبه اي، وسايل مخصوصي نياز است.

اندازه گيري‌هاي دقيق تر صداهاي مختلط توسط دستگاه هاي دقيقي كه شدت را بر حسب بندهاي هنگامي اندازه مي‌گيرد امكان پذير است. چنين اندازه گيري‌هايي در استفاده صحيح از اثر جذب صدا وهمچنين استفاده از مواد كاهش دهنده صدا كه داراي ويژگي‌هاي غيرخطي در تمام بيناب تواتر هستند لازم به نظر مي‌رسد. در صورتي كه تراز صدا فقط بر حسب dB A اندازه گيري شود، تراز كلي ناميده مي‌شود كه فقط اطلاعات كلي و اوليه اي را ارائه مي‌دهد.

واژه هاي مرتبط با آلودگي صدا

تراز صدا (Sound Level)

تراز هر صدايي با تقريبي كه در عمل قابل قبول است بر اساس يكي از دو رابطه زير مشخص مي‌گردد:

 L_p = 20log P/P_o يا L1 = 10 log/I/I_o كه در آن : L1  = تراز شدت صدا، به مقياسdB ،  = Lpتراز فشار صدا، به مقياسdB  ،  = I_oشدت صداي مبنا (وات به مترمربع Io = 10^{-12  ،}  = Poفشار موثر صداي مبنا كه مقدار آن برابر است با 2 x 10^-5 نيوتن به مترمربع (پاسكال) ، I = شدت صداي مورد نظر، بر حسب وات به مترمربع، P = فشار موثر صداي مورد نظر، بر حسب نيوتن به مترمربع (پاسكال)، log = لگاريتم به پايه ده نسبت مورد نظر.

وزن يافته (Sound Level)

وقتي بيناب صدايي عمدتاً و به روش خاصي تغيير داده شود عمل انجام شده را وزن دادن مي‌نامند. اعمال اين روش بر روي يك بيناب به صورت پسوندي استاندارد در فراسنج اندازه گيري شده مشخص مي‌گردد.

اثرات صدا بر روي انسان

بطور كلي اثرات صدا بر روي انسان را مي‌توان در دو قسمت جداگانه شنيداري و غيرشنيداري، مورد مطالعه قرار داد :

الف ـ اثرات صدا بر روي دستگاه شنوايي

هر چند صداهاي خيلي شديد (مثلاdB  150) مي‌تواند باعث پارگي پرده صماخ يا تخريب ديگر قسمت‌هاي گوش بشود اما صدمه به شنوايي معمولاً در ترازهاي پايين تر (90-85 dB) رخ مي‌دهد كه ناشي از آسيب موقت يا دائم سلول‌هاي مژه دار حسّي كه روي سطح و ستيبولي غشاء پايه در گوش داخلي قرار دارند، مي‌باشد. وقتي در فركانس‌هاي معيني افت شنوايي ايجاد شود براي آنكه شخص قادر به شنيدن آن فركانس باشد بايستي تراز صدا از حد معمول آستانه شنوايي بالاتر باشد، به اين جهت افرادي كه دچار افت شنوايي هستند بطور غيرعادي بلند حرف مي‌زنند، چون صداي خودشان را نمي‌شنوند. به علاوه اين افراد اغلب اوقات حرف بي صدا را كه داراي فركانس بالا هستند خوب درك نمي‌كنند. به اين جهت براي آنان درك صحيح كلمات مشكل مي‌شود. شخص با وجود اينكه اصوات حاصل از كلمات را درك مي‌كند اما قادر به فهم صحيح كلمات و تعقيب مكالمه نمي‌باشد، مگر اينكه گوينده كلمات را به آرامي و بطور واضح و مشخص ادا نمايد. اين چنين افت شنوايي معمولاً به يكي از دو صورت زير است:

1 ـ تغيير موقت آستانه شنوايي (Temporary Threshold Shifts : TTS)

كه در آن شنوايي معمولاً درطي 16 ساعت پس ازتماس با صداي آسيب زا برگشت مي‌كند.

2 ـ تغييردائم آستانه شنوايي ناشي از صدا (Permanent Threshold Shifts : PTS)

كه معمولاً يك ماه پس از توقف مواجهه با صداي آسيب زا اندازه گيري مي‌شود. بروز افت شنوايي ناشي از صدا معمولاً به صورت تدريجي بوده و در ابتدا فركانس‌هاي مكالمه اي را در بر نمي‌گيرد، در نتيجه شخص از نقصان شنوايي خود بي اطلاع است. تشخيص زودرس شروع افت شنوايي و اطلاع از كيفيت تحمل گوش فرد نسبت به صدا بوسيله آزمايشات شنوايي سنجي، امكان پذير است. در مجموع عواملي چون شدت صدا، طول مدت تماس، سن و حساسيت ويژه گوش فرد عواملي هستند كه در ايجاد و پيشرفت عارضه افت شنوايي دخالت دارند.

در رابطه با اثرات شنوايي صدا مطالعات زيادي به عمل آمده و با استفاده از دستگاه هاي شنوايي سنجي، عوارض شنوايي صدا بخوبي شناخته شده است به طوري كه در بسياري از كشورها افت شنوايي ناشي از صدا از نظر قانوني جزو "بيماري‌هاي ناشي از كار" منظور مي‌شود.

اثرات درازمدت صدا بر روي شنوايي

اثرات درازمدت صدا بر گوش انسان به صورت كري ادراكي يا عصبي ظاهر مي‌گردد. يعني به واسطه كار در محيط‌هاي پُر سروصدا سلول‌هاي شنوايي معدوم گشته و منجر به كري غيرقابل برگشت مي‌گردد. به اين نوع افت شنوايي كري حرفه اي هم مي‌گويند. اين افت شنوايي معمولاً متقارن و دو طرفه بوده و هر دو گوش مانند هم دچار افت شنوايي مي‌گردند. كري حرفه اي ناشي از كار كه در طي چندين سال فعاليت در محيط‌هاي پرصدا ايجاد مي‌گردد، معمولاً داراي چهار مرحله است:

مرحله اول : مرحله شروع يا مرحله خستگي گوش 

در اين مرحله كارگر بعد از پايان كار روزانه احساس گرفتگي و سنگيني و خستگي در گوش را دارد كه به فاصله دو يا سه ساعت از بين مي‌رود، چنانچه در اين مرحله اديومتري به عمل آيد كاهش شنوايي در فركانس‌هاي 4000 هرتز، مشهود خواهد بود كه جبران پذير است. اين مرحله دو يا سه هفته طول مي‌كشد و بعد از آن كارگر هيچگونه ناراحتي در گوش خود احساس نمي‌كند.

مرحله دوم : مرحله اختفاء كامل

اين مرحله ممكن است بسته به شرايط محيط كار و ويژگي‌هاي فردي و يا سن افراد از 20-2 سال طول بكشد. در اين مرحله سلول‌هاي شنوايي در فركانس‌هاي 6000ـ3000 هرتز و مخصوصا در فركانس 4000 هرتز آسيب ديده ولي چون اين فركانس‌ها در مكالمات روزمره لازم نيست و شنوايي فركانس‌هاي مكالمه اي سالم است، فرد آسيب ديده، هيچگونه احساسي از مصدوم شدن گوش خود ندارد.

مرحله سوم : مرحله اختفاي نسبي

در اين مرحله در اثر گسترش ناشنوايي از فركانس‌هاي 4000 هرتز به طرف فركانس‌هاي زير 6000 و 8000 و همچنين فركانس‌هاي بم 2000ـ100ـ500 كارگر به تدريج صوت‌هاي با فركانس‌هاي بالا را نمي‌شنود و احساس نيمه شنوايي دارد. گسترش و پيشرفت اين مرحله سرانجام منجر به كري يا ناشنوايي كامل مي‌گردد.

مرحله چهارم : مرحله ناشنوايي كامل يا قطعي

در اين مرحله كارگر به ناشنوايي خود پي مي‌برد و شنوايي فركانس‌هاي مكالمه اي شخص بطور واضح و قطعي مصدوم شده است.

ب ـ اثرات غيرشنيداري

كاوينيو (Cavigneaus) و دروبر (Derobert) اثرات غيرشنيداري صدا را به ترتيب زير بيان نموده اند: صداي مزاحم و ناخوشايند مي‌تواند باعث عصبانيت و تحريك پذيري شود. براي اين منظور لازم نيست حتما صدا شديد باشد بلكه تيك تاك يك ساعت ديواري در يك سالن انتظار كافي است كه روي يك زمينه حساس و آماده اثر نموده، باعث عصبانيت و حالت تهاجمي به خود گرفتن گردد.

تحقيقات به عمل آمده در محيط ‌هاي صنعتي نشانگر آن است كه صداي شديد با سردرد، حالت تهوع، پرخاشگري، اضطراب، ناتواني جنسي و تغييرات در خلق و خو ارتباط دارد. همچنين مطالعات انجام شده بر روي كارگران صنايع فلزي كه در محيط پُرصدا كار مي‌كنند، نشان داده كه نسبت اختلافات خانوادگي و مناقشات كارگران در بين اين افراد به مراتب بيش از كارگراني است كه در محيط‌هاي كم صدا و آرام كار مي‌كنند.

اثرات صدا بر روي كارايي (Performance)

بر اساس تحقيقات آزمايشگاهي هر چند صداي پيوسته بر ميزان كارايي درفعاليت‌هاي ذهني و حركتي سـاده اثـر سويـي نـدارد، امـا اگـر صدا نامنظـم و متنـاوب و غيرقابـل پيش بيني باشد بر كارايي در امور مراقبتي (Vigilance tasks)، حافظه اي (Memory tasks) و وظايف پيچيده (Complex tasks) كه شخص در آنِ واحد بايد دو عمل انجام دهد تاثير منفي مي‌گذارد. ضمنا اثرات صدا برروي كارايي به عوامل مختلفي چون : نوع صدا و شدت آن، قابل پيش بيني يا غيرقابل پيش بيني بودن آن، نوع كار و وظيفه، ميزان قدرت تحمل استرس و ديگر ويژگي‌هاي شخصيتي فرد بستگي دارد.

برنامه هاي حفاظت از شنوايي (Hearing Conservation Programs) 

هدف از برنامه هاي حفاظت از شنوايي در محيط كار، جلوگيري از بوجود آمدن و پيشرفت افت شنوايي ناشي از مواجهه با صدا در كارگران مي‌باشد. در آمريكا پس از شناخت افت شنوايي به عنوان يك مشكل بهداشتي،   OSHA (Occupational Safety and Health Administration) دستورالعمل‌هايي را اعلام نمود كه شامل حداقل اصول و مقررات لازم بود تا كارفرمايان بتوانند آن‌ها را در محيط كار برقرار كنند. هر چند اجراي اين اصول به تنهايي نيز ضامن موثر بودن كامل اين برنامه در جلوگيري از بوجود آوردن ضايعات شنوايي نيست.

افت شنوايي بدون توجه به منشاء توليد آن به جنبه هاي مختلف زندگي صدماتي وارد مي‌كند، در درجه اول تداخل در ارتباطات شغلي و اجتماعي است كه قسمت اعظم زندگي را تشكيل مي‌دهد. در اكثر مشاغل و حرفه ها داشتن حس شنوايي سالم جزء اركان اصلي است. در محيط كار، افراد نياز دارند تا دستورات و علائم آگاهي دهنده و غيره را بخوبي بشنوند، علاوه بر اين در ساير موارد نيز در اجتماع، ارتباط با خانواده، فاميل و دوستان قسمت اساسي از زندگي اجتماعي را تشكيل مي‌دهد. تمام اين موارد، بر لزوم حفظ قدرت شنوايي بيش از پيش تاكيد مي‌كند. اجراي برنامه حفاظت از شنوايي در محيط كار علاوه بر مسائل شغلي موارد غيرشغلي را شامل خواهدشد، چون ناراحتي‌هاي شنوايي غيرشغلي نيز از طريق معاينات شنوايي دوره اي مشخص خواهد شد. مزاياي اجراي اين برنامه براي كارفرمايان، مستقيما متوجه حفظ و ارتقاء سطح توليد خواهد شد. بازده كار افزايش يافته و سبب كاهش حوادث ناشي از كار مي‌شود و علاوه بر اين استرس و خستگي ناشي از مواجهه با صدا نيزكاهش خواهد يافت.

برنامه حفاظت در برابر شنوايي كارگران شامل 5 مرحله مي‌شود كه عبارتنداز: بررسي منظم صدا، اجراي روش‌هاي مهندسي يا اداري به منظور برقراري حدود مجاز، آموزش، استفاده از وسايل حفاظت فردي، ارزشيابي از طريق اديومتري. در محيط كار، بر حسب مورد، اجراي يكي از مراحل فوق مي‌تواند مورد تاكيد بيشتري قرار گيرد. ولي به طور كلي اجراي تمام 5 مرحله، اساسي و موثر مي‌باشد.

آموزش

مرحله آموزش از اهميت خاصي برخوردار است، زيرا كارگران و همچنين كارفرمايان تا زماني كه بخوبي از هدف برنامه و مزاياي اجراي آن آگاه نباشند، نمي‌توانند بطور موثر و فعال در اين برنامه شركت كنند. بايد تاكيد داشت كه رعايت و اجراي اصول حفاظت و بهداشت نيز جزء شرايط كار، محسوب مي‌شود. بدون آموزش و آگاهي افراد، برقراري اصول بهداشتي و اجراي برنامه HCP موفقيت آميز نخواهد بود. به منظور اجراي صحيح بررسي صدا، پذيرش تغييرات محيطي، تغييرات احتمالي در ماشين آلات و همچنين اجراي موفقيت آميز استفاده از وسايل حفاظت فردي و اديومتري مرحله آگاهي و آموزش كارگران حتي قبل از 4 مرحله فوق بايد بخوبي انجام گيرد و در فواصل منظمي تكرار گردد.

بررسي صدا

هدف اصلي از بررسي صدا در محيط كار تعيين TWA براي كارگران يا براي ايستگاه كار و يا به منظور طبقه بندي مشاغل برحسب ميزان صداي موجود مي‌باشد. به طور كلي بررسي صدا ميزان مخاطره آميز بودن آن را براي كارگران تعيين مي‌كند تا به دنبال آن خط مشي مناسب براي HCP تعيين شود. پس از بررسي صحيح و مناسب صدا، ميزان صداي بيش از حد مجاز در كارخانه تعيين شده و مي‌توان روش‌هاي موثر كنترل را براي كاهش دائم صدا در آن محيط به كار بست و يا بر حسب نوع كار، به عنوان يك روش تكميلي، استفاده از وسايل حفاظت فردي را به كارگران توصيه نمود.

كنترل مهندسي و اداري

روش‌هاي كنترل مهندسي و اداري سبب كاهش مواجهه كارگران با صدا مي‌شود. اصول كنترل مهندسي شامل ايجاد تغييرات در منابع مولد صدا (مانند نصب مافلرها و غيره، كاهش انتشار صدا در محيط مانند نصب جاذب‌ها، مانع‌ها و نصب محفظه هاي كامل مي‌شود. كنترل اداري عبارتست از جابجايي و تعويض تجهيزات قديمي و مستهلك شده، تعيين و اجراي مرتب برنامه تعميرات و نگهداري وسايل. علاوه بر اين، تغييرات در برنامه كارگران توسط محدود كردن زمان مواجهه، جزو مراحل مختلف كنترل اداري است.

وسايل حفاظت فردي

در صورتي كه اجراي روش‌هاي كنترل مهندسي به طور كامل نتواند صدا را به حد مجاز كاهش دهد. استفاده از وسايل حفاظت فردي مي‌تواند بطور مكمل مورد استفاده قرار گيرد از اين رو در چنين مواردي با انتخاب مناسب اين وسايل از نظر راحتي كارگران به هنگام استفاده و همچنين موثر بودن آن‌ها در كاهش صدا مي‌توان شنوايي كارگران را حفاظت نمود.

ارزشيابي از طريق اديومتري

وضعيت شنوايي هر كارگر بايد بطور دوره اي و منظم توسط شنوايي سنجي مورد بازرسي قرار گيرد. در صورتي كه برنامه حفاظت از شنوايي بطور صحيح و موفقيت آميز انجام گيرد، اوديوگرام افراد نبايد تغييري در آستانه شنوايي آن‌ها كه ناشي از كار در محيط پر صدا است را نشان دهد. در صورت مشاهده هرنوع تغيير لازم است افراد مسئول به چاره جويي بپردازند، هنگامي كه تغيير در وضعيت شنوايي منشاء غيرشغلي داشته باشد، در اوديوگرام‌هاي مشخص شده و جهت تصحيح اين ضايعه روش‌هاي اصولي اعمال خواهد شد، ازجمله كاهش زمان مواجه با صدا در محيط كار.

منابع

۳

كميّت صدا

كميّت علامت صوتي موضوع پيچيده تري است زيرا از عبارات مختلفي استفاده مي‌شود و اعداد و مقادير زيادي در اين ميان مطرح است. هنگامي كه از قدر مطلق صدا صحبت مي‌شود، ما به بلندي فكر مي‌كنيم كه كميتي ذهني (Subjective) و نشان دهنده واكنش غيرخطي گوش نسبت به كميّت فيزيكي صدا است. تراز (كميت) صدا برحسب توان صوتي، فشار صدا، تراز فشار صدا (SPL) ، شدت صوت و تراز شدت صدا (IL) تعريف مي‌شود كه تمام آن‌ها با يكديگر و با كميّت ذهني بلندي نيز تفاوت دارند. به منظور درك اين مفاهيم، لازم است چگونگي شنيدن و نحوه انتشارصدا در فضاي آزاد را بدانيم.

آستانه شنوايي، يعني حداقل شدت صدايي كه يك گوش سالم مي‌تواند تشخيص دهد 10^-16 W / cm² است كه (عملا گوش همچنان كه شرح داده خواهد شد به فشار صدا جواب مي‌دهد). حداكثر شدت صدايي كه گوش بدون صدمه مي‌پذيرد تقريبا  W/cm²10³ است. گسترده اين دوآستانه  10¹³ است.

جدول 2 ـ  مقايسه مقادير اعشاري، نمايي و لگاريتمي شدت‌هاي مخلتف اكوستيكي

جدول 2 مفهوم فيزيكي اين اعداد را نشان مي‌دهد. هنگام بررسي اين نوع كليات دو مشكل وجود دارد. خود اعداد كوچك هستند، در حالي كه نسبت‌هايشان بسيار بزرگ است. به علاوه گوش انسان بطور لگاريتمي به فشار و شدت جواب مي‌دهد. يعني با دو برابر شدن شدت، احساس بلندي دو برابر نمي‌شود. اين تغييرات كوچك قابل درك هستند. براي حل اين مشكلات لازم است معياري به ترتيب زيرتعيين نمود:

1 ـ  حداقل شدت يا فشار قابل درك را صفر فرض كرد.

2 ـ  از توان‌هاي مثبت در پايه 10 استفاده كرد.

3 ـ رابطه ثابتي بين تفاضل حسابي و تغييرات بلندي وجود داشته باشد، درصورتي كه بين دو شدت صدا 10 واحد اختلاف باشد، اين اختلاف معادل دو برابر شدن (يا نصف شدن) بلندي است. بنابراين در چنين مقياسي، تفاوت بين 20 تا 30 و همچنين 60 و 70 ، هميشه معادل دو برابر شدن بلندي است و آن رامقياس دسي بل گويند.

تراز شدت  (IL) دسي بل (dB)

كلمه "تراز" نسبت كميّت اندازه گيري شده به كميّت مبنا است. تراز شدت، نسبت شدت اندازه گيري شده به شدت مبنا است. تراز شدت با رابطه زير نشان داده مي‌شود.

 رابطه: IL = 10 Log /I/I_o   كه : IL = تراز شدت، بر حسب dB ، I = شدت، بر حسب W/cm²  _o I  = شدت مبنا (يعني،W/cm²   10¹⁶، آستانه شنوايي است)  log  = لگاريتم در پايه 10 .

بنابراين ما مقياسي را برقرار كرده ايم كه سه شرط بالا را در برمي‌گيرد. تراز شدت صدا بدون بُعد است زيرا نسبت دو كميتي است كه داراي واحد يكسان بوده و واحدها حذف مي‌شوند. تراز شدت برحسب dB اندازه گيري مي‌شود. جدول 2 سهولت استفاده از مقياس لگاريتمي دسي بل را در مقايسه با اعداد اعشاري و نمايي نشان مي‌دهد. جدول 3 فهرست كوتاهي از تغييرات شدت بر حسب dB وتغييرات ذهني احساس بلندي را نشان مي‌دهد. توجه كنيد كه تراز شدت 10 دسي بل معادل دو برابر شدن بلندي است. تغييرات تراز شدت به ميزان dB معادل 4 برابر شدن احساس بلندي صدا است. تفاوت بين دو تراز شدت به صورت رابطه زيراست :

رابطه :  IL = 10LogI²/I₁         

چند مثال كه در آن از dB و محاسبات لگاريتمي استفاده شده، به خواننده كمك مي‌كند تا با اين سيستم مفيد بيشتر آشنا شود.

جدول 3 ـ  تغييرات ذهني و تغييرات تراز شدت مربوطه

(1)    وقتي فاصله از منبع در ميدان آزاد دو برابر يا (نصف) مي‌شود، اين معادل است با تغيير  dB  در تراز فشار صدا

فشار صوت و تراز فشار صوت (SPL)

آستانه شنوايي يا حد اقل فشار صوت قابل درك براي انسان 20 pa يا 2 x 10⁴ ميكروبار فرض مي‌شود. در محاسبات تراز فشار صوت مبنا، مشابه تراز شدت مبنا،  OdB مي‌باشد. از آنجا كه گوش بطور لگاريتمي به شدت جواب مي‌دهد و كميّت فشار با ريشه دوم شدت متناسب است رابطه تراز فشار صوت به صورت زير نشان داده مي‌شود :

 رابطه  : SPL = 10 log (P²/P_o²) SPL = 20 log (P²/P_o) ، در اين رابطه : SPL = تراز فشار صوت، بر حسب dB ، P = فشار، بر حسب پاسكال (بار) Po = فشار صوت مبنا، بر حسب پاسكال pa) pa 20 يا bar 2 x 10^-4μ) . چون براي تراز شدت و تراز فشار صوت، مبناي OdB را مطابق با آستانه قرار داديم، از اين رو مي‌توان مقياس dB را براي تراز فشار صوت (SPL) و تراز شدت صوت (IL) به كار برد و همچنين مقادير dB مربوط به دو كميّت فوق را به جاي هم به تناوب استفاده كرد، هر چند كه كميّت شدت و كميّت فشار مربوط به تراز dB بخصوص از نظر مقدار و واحد با هم كاملا متفاوتند. براي مثال، تراز 70 dB معادل شدت W/cm2 10⁹ و فشار  0/063 pa است. واقعيت اين است كه 70 dB تقريبا مطابق با تراز نوفه خاصي است. مي‌گوييم " تقريبا" زيرا اگر يك عدد براي تراز صدا به دسي بل (dB) تعيين كنيم، دو مشكل ايجاد مي‌شود:

1 ـ تراز فشار صوت با زمان تغيير مي‌كند، مگر براي صداي خالص پايا

2 ـ تراز فشار اجزاي مختلف اكثر صداهاي عادي متغير است.

براي فايق آمدن بر اين دو مشكل از دو روش فني مي‌توان استفاده كرد. اگر صدايي داراي يك تواتر مشخصي باشد، تراز فشار صوت مربوط به آن تواتر را مي‌توان به كار برد. اين حالت در مورد صداهاي نسبتا ثابت مانند صداي ناشي از موتور يا هواكش و يا دستگاه دمنده (Blower) صادق است. صداهاي ديگري كه تراز و تواترشان متغيرند را مي‌توان روي نمودار بند يك هنگامي رسم كرد و حداكثر تراز فشار صوت را به ازاي درصد زماني، روي آن مشخص نمود. بنابراين صداي ناشي از تردد وسايل حمل و نقل توسط ترازهايي نشان داده مي‌شود كه 90% از زمان داراي بيشترين مقدار است.

تراز بلندي : مقياس فان (Phon) 

گوش انسان، به تمام گستره تواتر 20 Hz تا 20 KHz به طور يكنواخت حساس نيست. حد آستانه دردناكي به ميزان 120 تا 130 dBبراي تمام تواترها وجوددارد. در حالي كه حد پايين آستانه (آستانه شنوايي) به ميزان OdB فقط درتواتر  1000 Hz تعيين شده است. گوش انسان درتواتر 3000 تا 4000 هرتز بيشترين حساسيت را دارد و آستانه شنوايي در اين تواترها –5 dBكمتر از ساير تواترها است. اين حساسيت غيرخطي درتمام طيف شنوايي وجود دارد. براي تعيين حساسيت غيرخطي گوش، آزمايش‌هاي زيادي در تواترهاي مختلف با نغمه هاي ساده انجام گرفته است و از شنونده خواسته شده تا بلندي ذهني برابر را اعلام كند.

اندازه گيري تراز فشار صدا

۲

مطالعات انجام شده در ساير كشورها

در بررسي ديگري كه در مركز بهداشت حرفه اي دانشگاه دانيو اسكاتلند در بين سال‌هاي 1970ـ1969 تحت عنوان اثرات اجتماعي كاهش شنوايي در نتيجه صداهاي ناشي از ماشين‌هاي بافندگي بر ريو 96 نفر كارگرانجام گرديد، نتايج زير به دست آمد :

1 ـ كاهش آستانه شنوايي در بين كارگران بافنده بيش از گروه شاهد بود

2 ـ بافندگان در درك صحبت ضعيف تر از گروه شاهد بودند

3 ـ بافندگان از نظر عقب افتادگي اجتماعي از نقطه نظر شنوايي نسبت به گروه شاهد درصد بيشتري  بودند

4 ـ نه درصد از بافندگان از وسايل كمك شنوايي نظير سمعك استفاده مي‌كردند، در صورتي كه در گروه شاهد هيچ يك از وسايل كمكي شنوايي استفاده نمي‌كردند.

پژوهشي كه در سال 1978 بر روي 100 كارگر مرد تحت عنوان تاثير حساسيت‌هاي فردي بر روي اثرات صدا از نظر كاهش قدرت شنوايي انجام گرفت، تاثير عواملي چون سن، سابقه تماس با صدا، اختلالات قلبي و عروقي، ديابت و اعتياد به سيگار بر روي افراد تحت مطالعه ارزشيابي گرديد. نتايج حاصله از اين مطالعه نشان داد كه:

1 ـ علاوه بر تاثير مستقيم سن و سابقه كار، اعتياد به سيگار نيز با كاهش شنوايي ارتباط مستقيم دارد

2 ـ هيچگونه ارتباطي بين كاهش شنوايي و اختلالات قلبي و عروقي، ديابت به دست نيامد.

پژوهش‌هاي انجام شده در زمينه اثرات صدا بر انسان

باوجود قوانين و دستورالعمل‌هاي مناسب جهت جلوگيري از انتشار آلودگي صدا در نواحي مختلف شهري در كشورهاي مختلف دنيا هنوز بررسي آلودگي صدا يكي از موضوعات مهم تحقيقاتي نيز به شمار مي‌رود. بطوري كه نتيجه اين تحقيقات مستمر معمولاً منجر به كاهش تراز فشار صورت مجاز از سوي مراجع بين المللي وملي مي‌گردد: در سال 1990 در لهستان تحقيقي توسط Gorynski, Koszarng تحت عنوان مواجهه معلمين و دانش آموزان با صدا انجام شد. صداي موجود در مدرسه مورد مطالعه ناشي از فعاليت كودكان تراكم بيش از حد در كلاس‌هـا، عـدم وجـود وسايل و مواد آكوستيكي بوده است. در بررسي به عمل آمده، تراز فشار صوت گستره (60-95 dBA) با حداكثر dBA  80 داشته است. گاهي تراز فشار صوت اندازه گيري شده در حد تراز فشار صوت صنعتي بوده است. اين وضعيت در مورد دفاتري مثل دفتر پزشك مدرسه، مدير مدرسه، اتاق قرائت و دفتر آموزگاران صدق مي‌كند و معمولاً در اين فضاها اصول كنترل صدا رعايت نشده است.

مطالعه اي توسط W-Baumbah و همكارانش در آلمان در زمينه جنبه هاي جديدي از مشكل صداي ترافيك در داخل شهر در سال 1990 انجام گرفته است. محققين، ميزان آرامش افرادي را كه در مناطق مختلف شهر زندگي مي‌كنند و ارتباط آن را با تراز معادل، Leq و تراز حداكثر Lmax ، صداي ترافيك و همچنين ارتباط آن را باكاهش صدا بررسي مي‌كنند و علاوه بر آن نتايج اثرات صداي ترافيك راروي ساكنين قبل و بعد از كاهش بار ترافيك نشان داده اند. يك مطالعه جامعه شناسي راجع به اثرات صداي ترافيك و استرس ناشي از آن توسط B. Schulze  و همكاران در شهر Erfurt آلمان انجام شد. نمونه هاي مورد مطالعه به صورت تصادفي از ميان ساكنين شهر انتخاب گرديد و ميزان ناراحتي و آزردگي در ميان آنها مورد مقايسه و مطالعه قرار گرفت. با اندازه گيري ميزان صدا و تعيين ارتباط آن با ناراحتي يك حد آستانه مبتني بر آسايش افراد به دست آمد.

در سال 1991 نتيجه تحقيقات I. Kawabata در ژاپن در زمينه اثرات صداي ترن‌هاي Tohoku Shinkansen با سرعت‌هاي زياد بر محيط زندگي دانش آموزان، منتشر شده حداكثر سرعت اين ترن‌ها در مارس 1985 از 210 كيلومتر بر ساعت به 240 كيلومتر بر ساعت افزايش داده اند. در اين بررسي، ميزان صدا اندازه گيري شده و از طريق پرسشنامه مطالعه اي بر روي دانش آموزان و مادران آن‌ها صورت گرفت. در فاصله 25 متري از خط آهن تراز صدا از 73 به 76 دسي بل افزايش يافته و در كنار ريل ميزان تراز فشار صوت از 77 دسي بل افزايش را نشان داده است. وقتي ترن با سرعت Km/hr 216 حركت مي‌كند تراز صدا در محيط كلاس 67 دسي بل گزارش شده است. بيشترين ناراحتي گزارش شده، اختلال در شنيدن و گفتار بوده است. در محيط خانه بيشترين ناراحتي ناشي از ارتعاش ساختمان خانه، اختلالات در تصاوير تلويزيوني و اختلال در شنيدن و ميزان ناراحتي گزارش شده در مادران، بيش از كودكان بوده است.

به منظور بررسي اثر صداي ناشي از ترافيك بر روي مراحل و كيفيت خواب، Rylander و Ohrstrom  تحقيقي بر روي 28 نفر با سنين 20 الي 29 سال انجام دادند. نتايج تحقيق نشان داد كه كيفيت خواب اين افراد با افزايش صدا به ميزان dB  60 كاهش مي‌يابد و اين كاهش به ازاي 16 تردد صوتي در شب معني داراست.Kuno و Hyashi در سال 1993 مطالعه اي روي ميزان صدا در مناطق مسكوني شهرهاي ناگوياي ژاپن و پكن انجام داده اند. تراز صوت در مدت زمان يك شبانه روز انجام گرفته و بررسي اجتماعي واكنش ساكنين نسبت به صدا صورت گرفته است نتايج اين پژوهش نشان داده است كه توزيع تراز صدا در هر دو شهر تقريبا مشابه است ولي واكنش ساكنين اين دو شهر نسبت به صدا كاملا متفاوت بوده است ؟

صدا : تعريف و كليات

صدا مي‌تواند به طرق مختلف كه بستگي به نحوه مطالعه ما دارد تعريف شود. صدا يك موج فيزيكي، يا ارتعاشي مكانيكي و يا به زبان ساده، يك سري تغييرات فشار، در يك فراگير (Mediume) كشسان (Elastic) است. در مورد صداي هوابرد، فراگير كشسان هواست. براي صوت پيكري فراگير كشسان، بتن، فولاد، چوب، شيشه و تركيباتي از اين مواد است. در اين گفتار، صدا را ساده تر و محدود تر تعريف مي‌نماييم. يعني صدا را با علائم قابل شنيدن تعريف مي‌كنيم. ولي اين بدان معنا نيست كه علائم مادون صوت و فراصوت، جزء صدا نيستند و حتي منظور اين نيست كه آيا صداهاي غيرقابل شنيدن براي انسان وجود دارد يا خير. صداهايي كه نمي‌توانيم بشنويم معمولاً به اين بحث مربوط نمي‌شوند. براي روشن تر شدن مطلب، هميشه فرض بر اين است كه شنونده، جواني است با قدرت شنوايي طبيعي در گستره 20 تا 20000 هرتز. با اين فرضيات، صدا به صورت يك سري از تغييرات فشار، تعريف مي‌شود. در هوا، اين تغييرات فشار شكل تراكم و انبساط را به خود مي‌گيرد. صداي يك زنگ، صوت خالص (Pure tone) را بطور يكنواخت در تمام جهات پخش مي‌كند، يعني از پخش اين صدا سطح موج دايره اي بوجود مي‌آيد.

بايد توجه داشت كه تغييرات فشار، حامل اطلاعات صوتي در جهت سطح موج حركت مي‌كند يعني طولي. اين بر خلاف علائم راديويي است، براي مثال در علائم راديويي، موج به صورت طولي حركت مي‌كند ولي اطلاعات يعني آمايش، بر حسب ارتفاع موج و شكل آن تشريح مي‌شود يعني عرضي. بنابراين صدا حركت موجي مكانيكي طولي است.

تواتر

تعداد دفعاتي كه چرخه تراكم و انبساط هوا در واحد زمان روي دهد، تواتر صدا تعريف مي‌شود. براي مثال اگر 1000 چرخه در يك ثانيه روي دهد تواتر (Frequency) صدا CPS 1000 (1000 هرتز) است. در صدا، مفهوم تواتر اغلب به واژه اي به نام "نواك" (Pitch) كه از موسيقي گرفته شده است، اطلاق مي‌شود. هر قدر تواتر بيشتر باشد، نواك بيشتر است و بر عكس. گستره تقريبي تواتر براي شنوايي يك جوان سالم، بين 20 تا 20000 هرتز است. ولي با افزايش سن و به علت پديده سنگيني گوش (Presbycusis) قدرت شنوايي كاهش مي‌يابد. شناخت اين پديده در مدارس از اهميت ويژه اي برخوردار است، زيرا صداهايي با نواك خيلي بلند كه براي اكثر افراد بالغ غيرقابل شنيدن است (صداي مردان بيشتر از صداي زنان) مي‌تواند براي دانش آموزان آزاردهنده باشد. براي مثال، به گزارش دندانپزشكان استناد مي‌كنيم كه صداي ناشي از مته هاي توربيني با سرعت زياد و وسايل پاك كننده دندان براي بسياري از بيماران جوان ناراحت كننده است. اين وسايل صداهايي را در گستره 15 تا 20 كيلو هرتز ايجاد مي‌كنند. تواتر اصـلي صـداي گفتاري انسان تقريبا در گستره 100 تا 600 هرتز است، ولي تواتر هماهنگ‌هاي (Harmonic) آن تا 7500 هرتز مي‌رسد. اطلاعات گفتاري، غالبا با تواترهاي زياد انجام مي‌گيرد. در حالي كه انرژي صوتي غالبا در تواترهاي پايين متمركز است. گستره بحراني ارتباطات گفتاري بين 300 تا 4000 هرتز است. ‌هارمونيك‌هايي خارج از اين حد تواتر، به صداي گفتاري، ويژگي خاص مي‌دهد.

صوتي كه تنها از يك تواتر تشكيل شده باشد، نغمه خالص(Pure tone) (موج صوتي كه به وسيله حس شنوايي طبيعي قابل شنيدن است) خالص است، غير از صوتي كه توسط دياپازون (Diapason : اين واژه فرانسوي است كه معادل آن در زبان انگليسي است و به معني آلتي دو شاخه و فولادين كه براي امتحان ارتعاشات يا ميزان كردن صدا به كار مي‌رود) ايجاد مي‌گردد، نغمه خالص به ندرت يافت مي‌شود. اصوات موسيقي از يك تواتر اصلي و مضرب‌هاي صحيح تواتر اصلي (هارمونيك) تشكيل شده است. صداهاي معمولي تركيبات مختلطي از تواترها هستند.

سرعت انتشار

صدا بسته به نوع محيط انتشار، با سرعت‌هاي متفاوتي حركت مي‌كند. در هوا، در سطح دريا، سرعت صوت 344 m/s يا 113 fps است. اين مقادير معادل 770 مايل بر ساعت يا 1239 كيلومتر بر ساعت است. سرعت صوت در مقايسه با سرعت نور كه 186000 مايل بر ثانيه است، آهسته به نظر مي‌رسد. از آنجا كه صداعلاوه بر هوا در محيط‌هاي ديگر نيز منتشر مي‌شود، لازم است سرعت آن را در ساير محيط ‌ها بدانيم. جدول 1 سرعت انتشار صدا را در محيط ‌هاي مختلف نشان مي‌دهد از تغييرات سرعت در دما و ارتفاع صرف نظر مي‌شود و محاسبات تقريبي با خطاي 3% ، سرعت را در هوا fps  1100 و m/s 350 تعيين مي‌كند.

طول موج و انواع انتشار

فاصله اي كه موج در يك چرخه طي مي‌كند يا فاصله بين دو نقطه مشابه از امواج پي درپي، طول موج ناميده مي‌شود. رابطه بين طول موج، تواتر و سرعت صوت در رابطه 1 ، بيان شده است.

رابطه :  λ = c / f  كه در اين رابطه λ =  طول موج، بر حسب متر يا فوت c = سرعت صوت بر حسب m/s  يا fps و f = تواتر بر حسب هرتز است. صداهاي كم تواتر با طول موج بلند و امواج با تواتر زياد با طول موج كوتاه مشخص مي‌شود. گستره طول موج قابل شنيدن براي انسان از 27/1 سانتي متر تا 24/15 متر است.

جدول 1 ـ سرعت انتشار صدا در محيط ‌هاي مختلف

توجه : اعداد جدول تقريبي هستند، زيرا چگالي محيط ‌ها متغير است. متوسط تواتر در نظر گرفته شده است.

كميّت صدا

۱

آلودگي صوتي

دكتر پروين نصيري

دانشكده بهداشت و انستيتو تحقيقات بهداشتي، دانشگاه علوم پزشكي تهران

اهداف درس

واژه هاي كليدي

            آلودگي صوتي، صنعت، محيط زيست، شنيداري، غيرشنيداري، حفاظت از شنوايي

مقدمه

نياز به صنعت در جوامع گوناگون، ايجاد كارخانه ها و صنايع توليدي مختلف را به دنبال داشته است. صنعتي شدن نيز سبب گرديده تا نيروي انساني شاغل در تماس هميشگي با وسايل ماشيني و تجهيزات قرار گيرد. اثرات ناشي از استفاده گسترده از وسايل ماشيني و تجهيزات صنعتي به صورت مواجهه انسان‌ها با مخاطرات گوناگون در محيط كار خودنمايي مي‌كند. يكي از انواع مخاطرات در محيط كار، انتشار صداي آزار دهنده و ارتعاشات ناشي از كار كردن خط توليد صنعتي است. علاوه بر اين رشد سريع تكنولوژي در تمام زمينه ها و همچنين افزايش جمعيت سبب گرديده تا انسان‌ها نه تنها در زندگي شغلي و اجتماعي خود كه حتي در خارج از محيط كار نيز در معرض صداهاي ناهنجار ناخواسته با شدت‌هاي گوناگون قرار گيرند. ازجمله مي‌توان به مواجهه انسان با صداي ناشي از كار كردن وسايل الكتريكي خانگي، وسايل ارتباط جمعي مانند راديو و تلويزيون، صداي ناشي از حركت وسايل حمل و نقل در شهرها و حتي خارج از شهرها، صداي ناشي از ماشين آلات مختلف ساختمان سازي و حتي در محيط‌هاي كار اداري صداي ناشي از ماشين‌هاي تايپ و غيره اشاره داشت.

هر چند امواج صوتي به عنوان عاملي ضروري در زندگي انسان به حساب مي‌آيند، زيرا به وسيله آن امكان ارتباط با ديگران فراهم شده يا از خبر وقوع حادثه اي آگاه مي‌شويم، اما در پاره اي از موارد و در شرايط خاص شنيدن اين امواج صوتي و با عوامل ضروري، چندان خوش آيند نيست. آن دسته از امواج صوتي كه به صورت ناخواسته منتشر مي‌شوند و مي‌توانند براي شنوايي آزاردهنده باشند، سروصدا  (Noise) يا آلودگي صوتي  (Noise pollution) ناميده مي‌شوند.

بهترين و ساده ترين عاملي كه تفاوت بين صدا و آلودگي صوتي را تشخيص مي‌دهد، تفاوت بين احساس و ذهنيت آن است كه به ما مي‌گويد اوّلي صداي خواسته و دوّمي صداي ناخواسته و آزاردهنده است. اين تعريف در برگيرنده نوع صوت نمي‌شود. براي مثال، گفتار (Speech) كه در اكثر موارد صداي خواسته است. هنگامي كه از منزل يا آپارتمان همسايه و يا در محل كار از اتاق مجاور شنيده مي‌شود مي‌تواند مانند سروصدا آزار دهنده، احساس شود و آلودگي صوتي ارزيابي گردد. از طرف ديگر صداي برخاسته از دستگاه تهويه كه مُخل آسايش به حساب مي‌آيد با غلبه بر گفتار ناخواسته و نابجا مي‌تواند صداي خواسته محسوب شود.

موضوع آلودگي صوتي و اثرات بهداشتي ناشي از آن تنها به صداهاي صنعتي و محيط كار محدود نمي‌شود. هر چند كه اثرات سوء ناشي از كاركنان با صداي صنعتي قابل بررسي جدي بوده و حتي محيط اطراف را تحت تاثير قرار مي‌دهد، لذا موضوع آلودگي صوتي را مي‌توان شامل دو بخش عمده دانست، صنعت و محيط زيست.

آلودگي صوتي در ترازهاي بالاي فشار صوت (بيش از 85 دسي بل) باعث اثرات مستقيم بر روي اندام شنوايي شامل تغيير موقت آستانه شنوايي (Temporary Threshold Shift : TTS) و درصورت تماس طولاني ايجاد افت دائم شنوايي (Permanent Threshold Shift : PTS) مي‌گردد. اما در محدوده اي از ترازهاي پايين‌تر (بين 50 تا 80 دسي بل) اثرات عمده آن تحت عناوين آزاردهندگي (Annoyance) ، مزاحمت (Disturbance) ، اخلال در آسايش  (Bother) و ناخواسته بودن (Intrusion) قلمداد مي‌شود، به عبارت ديگر قسمتي از اثرات صدا مربوط به تاثير آن بر روي دستگاه عصبي نباتي و وضع رواني و رفتاري افراد است.

مطالعات انجام شده در ايران

پس از شكل گرفتن گروه بهداشت حرفه اي در دانشكده بهداشت در سال 1351 براي اوّلين بار مسئله سروصداي محيط كار از نظر علمي در يك كارخانه نساجي، مورد بررسي قرار گرفت، نتايج حاصله از اين بررسي نشان داد كه شدت صوت در اين صنايع به حدي است كه احتمالا به قدرت شنوايي لطمه مي‌زند. مطالعه ديگري كه در همين زمينه در سال 1351 بر روي كارگران بافنده انجام گرفته گوياي همان نتيجه فوق است. ضمنا پژوهش ديگري در سال 1356 براي مطالعه تاثير عواملي چون شدت صدا، سابقه كار و استراحت ضمن كار روزانه بر روي افت شنوايي حاصله در كارگران هم زمان با اندازه گيري و تجزيه و تحليل صداي محيط كار در سه محيط مختلف انجام شده كه با در نظر گرفتن ضوابطي 844 نفر از كل كارگران شاغل در اين صنايع انتخاب و آزمايش سنجش شنوايي گرديدند. بررسي نتايج حاصل از آزمايش سنجش شنوايي و شدت صوت نشان داد كه ميزان افت شنوايي حاصله در كارگران رابطه مستقيم با شدت صداي موجود در محيط كار و سابقه خدمت داشته و در مقابل استراحت ضمن كار روزانه تاثير معكوس دراين زمينه دارد. در تحقيق ديگري كه در سال 1362-1361 در زمينه افت دائم و موقت آستانه شنوايي در اثر سروصداي محيط كار نساجي بر روي 157 نفر كارگر نساج صورت گرفته مشخص شده است كه:

1 ـ كارگران جوان حساسيت بيشتري به سروصداي محيط كار داشته و در نتيجه دركليه فركانس‌ها بخصوص در فركانس 4000 هرتز افت ديده مي‌شود، در صورتي كه در كارگران مسن تر افت كمتر مي‌باشد

2 ـ افت دائم در كارگران مسن تر و با سابقه بيشتر مشاهده شده و بطور كلي نتيجه تحقيق گوياي ارتباط مستقيم صداي بالاتر از حد مجاز برروي آستانه شنوايي و ايجاد كري شغلي مي‌باشد.

پژوهش ديگري در زمينه تاثير مستقيم شدت صدا بر كاهش آستانه شنوايي در محيط كار آهنگري‌ها درسال 1360 بر روي 707 نفر كارگر شاغل به عمل آمده كه نتايج بررسي به شرح زير مي‌باشد:

1 ـ صداي زياد در كارگاه هاي آهنگري مونتاژ بويژه اطراف فركانس 4000 سيكل درثانيه توليد افت در آستانه شنوايي كرده است. ميزان افت شنوايي با افزايش شدت صدا و زياد شدن زمان مواجهه بيشترشده             است

2 ـ در كارگراني كه مدت زيادي در معرض صدا بوده اند از نظر شنوايي عقب افتادگي اجتماعي ايجاد شده است

3 ـ شدت صداي 85 دسي بل A و به بالا افت شنوايي قابل اندازه گيري بوجود آورده است.

مطالعه ديگري كه در سال 1363 تحت عنوان اختلالات شنوايي و گفتاري ناشي از كار در كارگران مشاغل مختلف (بخار، آهنگر، پرس كار) انجام پذيرفته نمايانگر آنست كه:

1 ـ كارگراني كه در تماس با صداهاي ضربه اي هستند دچار ضربه هاي صوتي (Acoustics Trauma) مي‌شوند. به اين مفهوم كه منحني شنواييشان در فركانس 4000 هرتز افت دارد

2 ـ كارگراني كه در تماس با صداهاي ممتد هستند، كم شنواييشان ابتدا در فركانس 4000 هرتز آغاز شده و به سايرفركانس‌ها (6000ـ3000 هرتز) گسترش مي‌يابد

3 ـ نتايج حاصله از بررسي وضعيت گفتاري ـ صوتي كارگران فوق الذكر نشان مي‌دهدكه اكثر آنها دچار گرفتگي صدا (Dysphonia) با درجات مختلف مي‌باشند.

مطالعات انجام شده در ساير كشورها