Ekosistemos akustinių poveikių santykinis įvertinimas

Įžanga

Šiuo metu į atmosferinio oro užterštumo problemą kreipiama kaskart daugiau dėmesio,nes išaiškinta tiesioginė sąsaja su žemės klimato pasikeitimu.Tačiau ekosistemos tyrimai tuo neapsiriboja.Nemažiau svarbi žmogų supančios aplinkos atžvilgiu gėrybinių (naturalūs gamtos garsai, specifinė muzika) ir piktybinių garsų – triukšmų dažniausiai gamybinės kilmės tyrimų sritis [1].

Bet kokio objekto ar sistemos akustinių virpesių (vibracijos) sklaidos diapazonas mikro ir makro aplinkoje yra ganėtinai platus. Prasideda mechaniniais, baigiasi elektromagnetiniais.Tai liečia ir organines ir neorganines materialias struktūras.

Priklausomai nuo sužadinimo šaltinio virpesiai gali būti:

a) autonomiški, kurie po pradinio stimulo neužgęsta, pavyzdžiui pradėjęs veikti ventiliatorius, radijo stotis,
b) virpesiai kylantys laikinų išorės poveikių išdavoje. (transporto priemonėse, koncertų salėse, klubuose),
c) surišti virpesiai. (galimi keli atvejai: pav. viena sistema generuoja virpesius, kita, pradžioje esanti ramybės būsenoje, tačiau įtakoje aktyvios – pirmosios ,būdama kinematiniame ryšyje,irgi pradeda vibruoti).
d) parametriniai virpesiai. (tai techninės ir gyvosios gamtos sistemos, kurių parametrai kinta laiko bėgyje, dažnis, intensyvumas, sąsaja).

Pramoninio progreso žmogų supančioje ekosistemoje plačiau taikytinas holistinis tyrimo metodas.
Šiame darbe apsiribota akustinio diapazono virpesių analize: žmogus – techninių įrangų generuojami virpesiai (kenksmingas triukšmas), žmogus – gamta (gėrybinis poveikis), žmogus – muzika, (gėrybinis ir kenksmingas poveikis).

Fundamentalūs tyrimų fragmentai sistemoje žmogus – klausos organai aptariamame aspekte straipsnyje nenagrinėjami, pasikliauta fiziologinės psichologijos klasikiniais apibendrinimais.[2] Pagrindinai tai liečia klausos analizatorių tyrimus sistemoje: analizatorius – centrinė nervų sistema.

Tiriant akustines sudedamasias įvertinama:

a) fizinės garso savybės

b) klausos aparato funkcinės savybės

c) refleksinis aktas (nedalyvaujant sąmonei).

d) integrinės nervų sistemos reakcija

e) audinių (odos raumenų, kaulų, specifinių organų) dirglumo dinaminė aktivizacija.

Straipsnio apimtis apriboja detaliai atskleisti pakankamai žinomą informaciją išdėstytą įvairiuose žmogaus fiziologiją nagrinėjamuose straipsniuose ar monografijose. [3] Aktualu yra kita, inicijuoti platesnę kompleksinę tyrimų sritį, ko sekoje aprėpti vientisesnę žmogaus organizmo reakciją į išplėstą virpesių spektro poveikį lokalizuotą fiziologinėje terpėje. Tuo pažymima, jog išorės virpesiai gali būt kenksmingi visam žmogaus organizmui, ir autonominių specifinių žmogaus organų atžvilgiu bei klausos ir audinių ląstelėmis. Ir atvirkščiai,- aplinkos virpesiai įgalūs suteikti ne tik estetinę pasigėrėjimo reakciją, bet ir turėti gydomųjų savybių [3] (įskaitant diagnostiką).

Tyrimų aplinkoje ganėtinas dėmesys skirtinas vandens komponentės aptarimui nes išoriniai virpesiai daro įtaką jo struktūrai. Vystomų tyrimų rezultatais įrodoma. jog vanduo prisimena išorinių poveikių scenarijus [4] Tai svarbu akcentuoti, nes žinoma, kad priklausomai nuo žmogaus amžiaus audinio ląstelės viduje yra 60-70 procentų viso kūne esančio vandens. 25-40 procentų yra tarplastelinėje terpėje. Įskaitant kraujo rezervuarus, (žmogaus organizme yra 5-7 litrai kraujo).Taigi pagrindinė komponentė irgi vanduo. [5]

Metodika

Analizuojant akustinio lauko spektro sudedamąsias ir realizuojant duomenis trimatėje grafikoje panaudota specializuota garso tyrimo ir analizės programinė įranga.

Trimatiniame grafike (pieš.1) atvaizduota virpesių spektrograma.

Grafiką charakterizuoja trys vektoriai. Laikas sekundėmis,virpesių dažnis Hz ir aktuali amplitudžių skalė AAS. Išanalizavus išskaidytą virpesių spektrą aptariama virštonių (obertonų) charakteristika. Skirtini vyraujantys harmoninės kilmės obertonai t.y. tie kurių dažnis yra pagrindinio dažnio kartotinis ir neharmoninės kilmės (triukšmai).Terminai pagrindinis tonas, dominanta (garsaeilio penktasis laipsnis), subdominanta (ketvirtasis laipsnis), obertonas taikytini atliekant tik harmoningų sinusoidinių virpesių analizę. Rezultatyvioji akustinės bangos forma priklauso ne tik nuo virpesių dažnio bet ir santykinės virpesių fazės ir amplitudės Teoretiniu požiūriu įvairios formos akustiniai triukšmai ir jų sudedamosios, „virštoniai“ gali būti analizuojami kaip sinuso arba kosinuso pavidalo periodinė funkcija. Matematiniu požiūriu tai aprašoma remiantis prancūzų matematiko G.B.J.Fourier transformantomis.

Tyrimų aspektai

Panaudojus aptartą metodiką atlikti sekantys bandymai charakterizuojantys tris specifinius atvejus
1. Gamyklos aplinkoje kuri užteršta techninės kilmės vibracijomis (triukšmais)
2. natūraliose gamtinėse sąlygose.
3.Klausant muzikos kūrinius a) Išskirtini estetinius ir b) destruktyvius,- niokojančius ekosistemą.
Gamyklos aplinkoje trimatė garso-triukšmo spektrograma pateikta pieš. 2.

Maksimali „aštri“ir mažai kintanti neharmoninės kilmės akustinio triukšmo amplitudė yra 1480 Hz. aukščiausio dažnumo lygmenyje. Kadangi aplinkoje yra ne vienas garso šaltinis, šalutinių neharmoninių lydinčių tonikų yra daug. Tokio tipo akustinis ekosistemos užteršimas žaloja ne tik klausos aparatą, nervų sistemą visumoje, bet ir lokalius kūno organus. Taigi, apsauginės ausinės mažai efektyvios. Apie garso – triukšmo neigiamą poveikį žmogaus organizmui pramoninėje – gamybinėje aplinkoje išsamiai išnagrinėta publikacijoje. [1] Panašūs trimatis grafikas liudija akustinę situaciją skrendant apie 300-400 m. nuotolyje nuo mobilios laboratorijos sraigtasparniui (pieš 3 .)

Tai specifinis atvejis kuomet aiškiai yra išreikšta viena gana žemo (nuo 110 iki 122 Hz. dominuojanti neharmoninė tonika. Tyrimai taip pat atlikti mobilioje labaratorijoje įrengtoje automašinos Fiat skudo bazėje veikiant automašinos varikliui (pieš. 4.)

Šiame pavyzdyje matome aiškiai išreikštą neharmoninę labai mažai laike kintamo dažnio toniką
650 Hz. dažnyje. Tokio triukšmo poveikis aplinkai visiškai kitas.

Vilniaus Arkikatedros aikšteje atlikti tyrimai:

Vilniuje yra gana daug architektūros paminklų, ypač katalikų bažnycių. Vienas garsiausiu – Arkikatedra, kurios rūsiuose palaidoti Lietuvos valdovai, Katedros karališkoje kplyčioje yra princo, šv. Kazimiero palaikai.Tai viena centrinių miesto aiksčių. Čia dažnai vyksta įvairūs renginiai, kuriuose naudojama galinga garso stiprinimo aparatūra. Koncertui, vykusiame prie Vilniaus Arkikatedros 2008 03 10 d. surengti, galinga elektros gamybos įranga (sunkvežimiuose) stovėjo metro atstumu nuo Karališkosios koplyčios. Foto 1.

Funkcionuojant elektros gamybos generatoriams buvo atlikti tyrimai. Sukelto triukšmo spektrograma lauke, prie mašinų (Pieš 5).

Arkikatedros koplyčioje įrašyto triukšmo spektrograma. (Pieš. 6)

Užregistruota garso bangai sklindant pro sieną rezonuotus lydinčius neharmoninius virpesius. Tai gali inicijuoti koplyčioje esančių elementų destrukciją.

Natūralių gamtos garsų aplinka

Lyginamosios metodikos požymiu itin pravartu išanalizuoti trimačius grafikus gautus
registruojant natūralius gamtos garsus (pieš. 7) Čia pavaizduota lietaus prektrograma.

Garsų spektras apima labai platų, harmoningai susijusį ,nuoseklų virpesių diapazoną, kurio poveikis žmogaus organizmui yra itin priimtinas ir teigiamas.

Griaustinio garsas ypač teigiamai veikia žmogaus fiziologiją – širdį, virškinimo traktą [5]

Gamtos garsai miške. Pieš. Nr. 9.

Spektrogramoje matoma žemų ir aukštų dažnių harmoningą dinamikos sąsają, teigiamai įtakojančią bendrą žmogaus psichosomatiką. Tai teigiamai veikia ir vegetatyvinę nervų sistemą. Panašiai teigiamai aplinką veikia jūros garsai.

Muzikos poveikio aplinka

Muzikinių garsų analizei autorius panaudojo žinomų klasikų kūrinius ( V.A.Mocarto, P. Čaikovskio, J.Štrauso). Taip pat buvo tiriami šio straipsnio autoriaus kūriniai (sukurti penkiuose muzikos projektuose “Ramybė ir viltis” 1997m., “Okeanas” 1998m., “Vis vitalis” 2005 m. Ir kt.)

Pabandyta ištirti kokie akustinių virpesių dominuojantys dažniai įtakoja vieno ar kito žmogaus organo būklę, sukeldami gėrybinius biorezonansinius efektus arba atvirkščiai – gali provokuoti destrukcinius simptomus. Ištirta [6], jog Mocarto muzika “padeda organizuoti” aktyvuotų smegenų žievėje. To išdavoje žmogaus organizme sumažėja įtampa, sukuriamas laisvos erdvės pojūtis, sustiprėja saugumo jausmas. Skatinama elegancija ir nuoširdumas, sukeliama gera bendravimo aplinka. Tai patvirtina savo darbuose ir A. Tomatis [7].

Tačiau galimas ir atvirkštinis poveikis. Net ir Mocarto ar kito kompozitoriaus muzika gali suteikti ne tik pozityvų poveikį, bet ir sekinti. Tai gali priklausyti ir nuo atlikėjo. Pieš. 10 V.A. Mocarto muzikos ištraukos spektrografinis vaizdas.

V.A. Mocarto muzika yra labai dinamiška, apimanti platų harmoninių amplitudžių spektrą. Tai sąlygoja tobula muzikinė – instrumentinė kompozicija.

Ši muzika daug skurdesne. (Bendra skambėjimo dinamika). Čia matyti aiškiai išreikšti žemų tonų (nuo 40 iki 260 Hz.) ritminiai instrumentai. Tuo tarpu gana skurdi melodika atskirta. (1100 – 3200 Hz.). Tokio žanro muzika mažai kinta viso kūrinio eigoje. Pastoviai kartojamas ritminis žemų tonų garsas gali neigiamai veikti žmogaus fiziologiją. Ypatingai sergantiems širdies ligomis. (Ypač, jei garso stiprumas daugiau nei 80 Db.) Tokia muzika stimuliuoja agresiją, gali didinti ir potenciją.

Kaip matome pav.11, autoriaus “Ramybė ir viltis” kompozicijos ištraukos spektrografinis vaizdas
turi gana daug lydinčių harmoninių tonikų. Tai sąlygoja ir kartu su muzika įrašyti naturalūs gamtos garsai. Be to autorius, prieš kurdamas muziką, žinodamas jos paskirtį, naudodamas tradicinius instrumentus, kuria ir papildomus specialius instrumentus, garsus.
Tai atliekama šia metodika analizuojant kuriamą instrumentą – garsą.

Tyrimų aptarimas.

Tiriamoje lokalioje zonoje gamybinio cecho darbuotojai intensyvaus triukšmo poveikyje (medžio pjūklas) nors ir naudojo garsą blokuojančias ausines po 6 – 8 mėn. pajusdavo negalavimus: sutrikdavo ne tik klausos organai,bet ir širdies normalus funkcionavimas, koordinacija, virškinimo trakto veikla. Yra nustatyta, jog priklausomai nuo triukšmo intensyvumo ir jo trukmės įvyksta neatstatomi klausos pakenkimai. [8] Pavyzdžiui, esant triukšmo intensyvumui 99 Db neigiamos negrįžtamos pasekmės jau gali pasireikšti už vienos valandos, o trukšmo lygmenyje 117 Db tai gali įvykti per vieną minutę. [1]
Tokiais atvejais išryškėja santykinis klausos jautrumo padidėjimas aukštų dažnumų diapazone ir atvirkščiai ryškiai sumažėja vidutiniškai 4000 Hz srityje.Taip pat įrodyta,jog pakankamai intensyvus triukšmas, charakteringame kritiškame virpesių diapazone gali inicijuoti širdies veiklos blokadą. Pasekmės aiškios-mirties atvejis. Visi šie neigiami efektai žmogaus organizmo atveju yra ganėtinai individualūs, nes žmogaus parametriniai rodikliai yra kintami laiko ir aplinkos atžvilgiu.

Visiškai skirtingai žmogų veikia naturalūs gamtos garsai. Tai įrodinėti nereikia. Būnant miške, prie upės, lyjant, prie jūros. Ši aplinka žmogaus organizmą veikia teigiamai jau vien dėl to, kad spektras turtingas skirtingo dažnio (largo,glissando aplinka) tarpusavyje integruotais virpesiais

Autorius kurdamas muziką, analizuodamas akustines spektrogramas turi ne tik pažintinį tikslą Muzikiniai kūriniai taikomi ir diagnazuojant bendro pobūdžio susirgimus ir gydant įvairius žmogaus organizmo negalavimus. Spektralinis garsų analizė padeda „ pamatyti“ teoriškai pagrįsti palankų žmogaus organizmui spektro vaizdą. Šis metodas gali buti plačiai taikomas tiriant skirtingų kompozitorių muziką išaiškinant pritaikomumą psichoterapiniams tikslams.

Žmogaus kūno atžvilgiu muzikos kūrinių įtaka žmogaus organizmui itin specifiška.
Jau daugelis metų plačiai aptariama apie teigiamą gėrybinės muzikos poveikį žmogui (tai labai santykinė nuostata).Yra ir nauja profesija – “muzikos terapija”. Profesionaliai dirbant šioje terapijos srityje srityje, būtina tai atlikti mokslinių tyrimų pagrindu.

J.S.Bacho,. V.A.Mocarto ir kitų klasikų kūriniai yra, be kraštutinumų, fragmentiškai vertinant, gali būti ir panacėja nuo kai kurių ligų.

Muzikos instrumentų bei žmogaus balso tembrą pagrindinai apsprendžia virštoniai (obertonai).Palikus tik pirmąją pastovų muzikinės dermės garsą – toniką mes neatskirtume žmogaus balso nuo pianino ar smuiko. Tam tikri būdingi vienam ar kitam garsui virštoniai veikia tam tikrą kūno dalį ar organą sukedami biorezonansą sukeldami chaosą molekulinėse klasterių struktūrose ir įtakoja žmogaus nervų sistemai visumoje. Gi techninio garso spektras yra nevienalytis neharmoningas, laike keičiasi tik neharmoningas charakteringų dažnių intensyvumas.

Šaltiniai:

1. Р. Тэйлор ШУМ изд. “Мир ” 1978 стр. 92
2 – P.M.Milner Physiolologikal Psyhology 1970 NEW YORK – SYDNEY
3. E. I. Gonikman Gydomieji DAO garsai. Vilnius “Asveja” 2001 m. 159 p.
4. M. Emoto Žinia, kurią mums praneša vanduo. Kaunas “Mijalba” 2007 184 p.
(dr.M.Emoto, I.Kijosi ir kt.)
5. prof. Hab.dr. V.Obelenis Triuksmas ir sveikata , “Promoting health and safety in European Small and Medium-sized Enterprises (SMEs). European Agency for Safety and Health at Work, 2004”
6 – D. Kempbell V.A. Mocarto muzikos poveikis. Kaunas “Vilties oazė” 2005 m. 336 p.
7. A. Tomatis The Ear and Language. Ontario Moulin Publching, 1996 p.318
A. Tomatis The Conscions Ear: My Life of Transformation through Listening. Barrytown, N.Y. Station press
8 – J.Ašmenskas, A.Baubinas, V.Obelenis, B.Šimkūnienė. Aplinkos medicina. Vilnius “Avicena”,1997).
9 – P.P.Goriajev “Daosskije lecebnije zvuki”