Wiele stosowanych w przemyśle maszyn i urządzeń emituje hałas, w widmie którego dominują składowe o niskich częstotliwościach. Z uwagi na rozwój odpowiednich technik pomiarowych oraz coraz częściej stwierdzaną szkodliwość i uciążliwość dźwięków o niskich częstotliwościach obserwowany jest wzrost zainteresowania infradźwiękami i hałasem niskoczęstotliwościowym.

Powszechnie infradźwięki definiowane są jako dźwięki lub hałas, którego widmo częstotliwości zawarte jest głównie w zakresie od 1 do 20Hz.

Obecnie coraz powszechniejsze jest nowe pojęcie hałas niskoczęstotliwościowy obejmujący zakres częstotliwości od ok.10Hz do ok. 250Hz [49].

Dolny zakres częstotliwości (10 Hz) określono ze względu na występujące znaczne trudności związane z prawidłowym wykonaniem pomiaru i interpretacją wyników dla częstotliwości poniżej 8-10Hz. W środowisku pracy dość rzadko obserwowane są znaczne poziomy ciśnienia akustycznego poniżej 10Hz, równocześnie wrażliwość organizmu ludzkiego na hałas w tym zakresie częstotliwości jest już stosunkowo niska. Jak wykazują badania progi słyszenia infradźwięków są tym wyższe im niższa częstotliwość, przykładowo próg słyszenia dla częstotliwości 32Hz wynosi 65dB, natomiast dla częstotliwości 16Hz 95dB, a dla częstotliwości 1Hz aż 140 dB [45].

Górny zakres pomiarowy (250 Hz) pozwala na pomiar i ocenę również małych częstotliwości akustycznych, które są niedostatecznie uwzględnione przy ocenie hałasu podczas pomiaru poziomu dźwięku A ( krzywa korekcyjna A dla małych częstotliwości akustycznych przewiduje znaczne ujemne poprawki korekcyjne), natomiast prowadzone badania wykazują, że składowe hałasu o małych częstotliwościach akustycznych mają znaczny wpływ na uczucie uciążliwości [70].

Hałas niskoczęstotliwościowy, w tym infradźwiękowy, odbierany jest przez człowieka zarówno drogą słuchową jak i poprzez receptory wibracji rozłożone na całym ciele. Jego działanie uciążliwe charakteryzuje się subiektywnie określanymi stanami nadmiernego zmęczenia, dyskomfortu, senności, zaburzeniami równowagi, sprawności psychomotorycznej oraz zaburzeniami funkcji fizjologicznych. Obiektywnym potwierdzeniem tych stanów są zmiany w ośrodkowym układzie nerwowym, charakterystyczne dla obniżenia stanu czuwania, co jest szczególnie niebezpieczne dla operatorów maszyn i urządzeń. Bardzo nieprzyjemnym efektem oddziaływania tego typu hałasu jest uczucie wibrowania narządów wewnętrznych, które nasila się (aż do zniszczenia struktury organu) wraz ze wzrostem poziomu ciśnienia akustycznego. Zjawisko to związane jest z pobudzaniem do drgań organów wewnętrznych, których częstotliwości rezonansowe leżą w tym zakresie. Najczęściej uciążliwe oddziaływanie infradźwięków odczuwane jest, gdy poziom ciśnienia akustycznego przekracza progi percepcji. Trzeba jednak przyznać, że szczególnie w zakresie niskich częstotliwości występują w percepcji hałasu infradźwiękowego znaczne różnice osobnicze. Często zdarzają się osoby nadwrażliwe, które szczególnie intensywnie odczuwają uciążliwy charakter oddziaływania tego typu hałasu na organizm ludzki.

Badania przeprowadzone w Japonii [70] wykazały, że ludzie uskarżają się na dokuczliwy hałas niskoczęstotliwościowy pochodzący od zakładów przemysłowych, portu lotniczego, arterii komunikacyjnych i małych urządzeń klimatyzacyjnych instalowanych w domach prywatnych. W środowiskach tych odczuwano bóle głowy, dzwonienie w uszach i wrażenie ucisku. Odczuwano zakłócenie snu i odpoczynku, zakłócenie nauki i czytania.

Uwzględniając różny stopień wrażliwości ludzi na hałas niskoczęstotliwościowy, w tym infradźwiękowy, stwierdzono, że poziom ciśnienia akustycznego równy 75 dB należy uznać za krytyczny, powyżej którego na pewno występują już skargi ludzi.

Duński badacz Moller [52] wyznaczył krzywe jednakowej dokuczliwości dla tonów: 4, 8, 16 i 31.5 Hz według subiektywnych ocen badanych osób. Krzywe te przedstawione są na rysunku 1.1. Krzywe te pozwalają porównać uciążliwość tonów infradźwiękowych z tonem o częstotliwości 1000Hz.

Rys. 1.1. Krzywe jednakowej dokuczliwości dla tonów: 4, 8, 16 i 31.5 Hz.

Jak widać krzywe te w obszarze infradźwięków i małych częstotliwości akustycznych leżą blisko siebie co oznacza, że względnie małe zmiany w poziomie ciśnienia akustycznego wywołują duże zmiany w odczuciu stopnia dokuczliwości. Z punktu widzenia ochrony człowieka jest to ważne, ponieważ niewielkie zmniejszenie poziomu ciśnienia akustycznego może być w niektórych przypadkach wystarczające do zmniejszenia dokuczliwości hałasu infradźwiękowego (a więc ustania skarg ludzi narażonych na działanie tego hałasu).

Człowiek stosunkowo często narażony jest na oddziaływanie hałasu niskoczęstotliwościowego. Źródła tego typu hałasu w środowisku człowieka można podzielić na dwie grupy: źródła naturalne i źródła sztuczne (techniczne).

Do grupy źródeł naturalnych należą: wybuchy wulkanów, trzęsienia ziemi, turbulencje powietrzne i wodne, grzmoty, gwałtowne wiatry, wodospady, burze geomagnetyczne, załamania fal morskich przy brzegu, meteoryty, góry lodowe itp. Większość źródeł naturalnych emituje fale o bardzo niskich częstotliwościach (0.01 ÷ 3 Hz).

Do grupy źródeł technicznych należą głównie powszechne w zakładach produkcyjnych maszyny przepływowe, takie jak: sprężarki tłokowe wolnoobrotowe, wentylatory przemysłowe, turbodmuchawy, ssawy, okrętowe silniki spalinowe, lotnicze, silniki odrzutowe oraz przemysłowe maszyny i urządzenia takie jak: urządzenia energetyczne elektrowni cieplnych (młyny, kotły, kominy), piece hutnicze, formierki i kraty wstrząsowe oraz środki komunikacji i transportu, a nawet długie mosty obciążone ruchem. Ciągle jeszcze prowadzone są badania, w wyniku których identyfikowane są nowe źródła hałasu niskoczęstotliwościowego i infradźwięków. Najczęściej występujące źródła techniczne hałasu niskoczęstotliwościowego i infradźwięków szerzej zostaną omówione w rozdziale 1.3.

W chwili obecnej nie istnieje jeszcze jednolita metoda pomiaru i oceny hałasu niskoczęstotliwościowego i infradźwięków. Obowiązująca w Polsce norma PN-86/N-01338 [55] dotycząca wartości dopuszczalnych na stanowiskach pracy i metod pomiarów w zakresie hałasu infradźwiękowego przewiduje pomiar i ocenę poziomu ciśnienia akustycznego w pasmach oktawowych o częstotliwościach środkowych: 4, 8, 16 i 31.5 Hz. Wartości dopuszczalne poziomu ciśnienia akustycznego na stanowiskach pracy ze względu na ochronę zdrowia w pasmach oktawowych o częstotliwościach środkowych 4, 8 i 16 Hz nie powinny przekraczać 110 dB, a w paśmie o częstotliwości środkowej 31.5 Hz - 105 dB, dla ośmiogodzinnej ekspozycji na hałas. Od początku 1995 roku zrezygnowano z pomiarów dla pasma o częstotliwości środkowej 4 Hz.*)

Zgodnie z inną metodą oceny infradźwięków przewidywany jest pomiar poziomu ciśnienia akustycznego w zakresie częstotliwości 1 ÷ 20 Hz ważonego krzywą G. Charakterystyka G zbliżona jest do progu percepcji bezpośredniej (słuchowej) infradźwięków. Charakterystyka częstotliwościowa dla oceny infradźwięków wg normy ISO przedstawiona jest na rysunku 1.2. [56]

1.2. Charakterystyka częstotliwościowa dla oceny infradźwięków wg normy ISO 7196

Badacz holenderski Vercammen [73] zaproponował metodę pomiaru i oceny hałasu niskoczęstotliwościowego w budynkach budując kryterium oceny głównie w oparciu o połączenie krzywych ważenia G i A. Określone w ten sposób granice dla hałasu niskoczęstotliwościowego mierzonego w pasmach tercjowych przedstawione są na rysunku 1.3

Hałas ustalony	wartości dopuszczalne w dB(A). dzień, wieczór, noc	Hałas zmienny
I	25	IV
II	30	V
III	35	VI

Rys. 1.3. Wartości dopuszczalne dla hałasu niskoczęstotliwościowego mierzonego w pasmach tercjowych w budynkach
 
*) Biorąc pod uwagę fakt, że obecnie obowiązujące wartości NDN hałasu infradźwiękowego nie odpowiadają aktualnie ustalonemu progowi percepcji słuchowej infradźwięków, i wynikom badań doświadczalnym nt. subiektywnej oceny uciążliwości infradźwięków (krzywa G- wg ISO 7196 : 1995 patrz rys. 1.2) przygotowano propozycje nowych wartości NDN hałasu infradźwiękowego(projekt wspólny: IMP Łódź i CIOP )[ Pawlaczyk - Łuszczyńska M. i inni: Przygotowanie podstaw do opracowania dokumentacji znowelizowanych wartości NDN hałasu infradźwiękowego i ultradźwiękowego, IMP\CIOP SPR1, zadanie badawcze nr 02.3.5 ,1999r].
   Propozycje te uwzględniają obecny stan wiedzy na temat skutków oddziaływania infradźwięków na organizm człowieka, stosowane w innych krajach kryteria oceny ( a w szczególności w Szwecji i USA), wytyczne zawarte w normach międzynarodowych oraz własne wyniki pomiarów hałasu infradźwiękowego w środowisku pracy.  

   Jako wartości dopuszczalne ze względu na ochronę zdrowia (kryterium szkodliwości) przyjęto równoważny poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką częstotliwościową G odniesiony do 8-godzinnego dnia pracy lub równoważny poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką częstotliwościową G odniesiony do tygodnia pracy, który nie powinien przekraczać wartości 102 dB. Jest to wartość odpowiadająca generalnie kryteriom szwedzkim i nie odbiega znacznie od dotychczasowych polskich kryteriów oceny hałasu infradźwiękowego ze względu na ochronę zdrowia i charakter pracy. Jako drugą wartość normatywną przyjęto szczytowy nieskorygowany poziom ciśnienia akustycznego ( mierzony na charakterystyce częstotliwościowej "LIN" w zakresie częstotliwości co najmniej od 2 Hz) równy 145 dB wg propozycji higienistów amerykańskich (ACGiH 1999). Podane powyżej wartości obowiązują jednocześnie. (Patrz rysunek 1.4)  

Rys. 1.4. Kryterium ochrony zdrowia - hałas infradźwiękowy

   W przypadku stanowisk pracy dla grup szczególnej wrażliwości (kobiet ciężarnych i pracowników młodocianych) jako wartość dopuszczalną zaproponowano równoważny poziom ciśnienia akustycznego skorygowany charakterystyką częstotliwościową G odniesiony do 8-godzinnego dnia pracy wynoszący 86 dB (kryterium uciążliwości) oraz szczytowy nieskorygowany poziom ciśnienia akustycznego (mierzony na charakterystyce częstotliwościowej "LIN" w zakresie częstotliwości co najmniej od 2 Hz) równy 145 dB. (Patrz rysunek 1.5)  

Rys. 1.5. Kryterium uciążliwości - hałas infradźwiękowy

Pomiar poziomu ciśnienia akustycznego skorygowanego wg charakterystyki częstotliwościowej G jest możliwy do zrealizowania, gdyż większość mierników poziomu dźwięku jest wyposażona w filtr korekcyjny G. Opracowane projekty dokumentacji przyjęła Grupa ds. Hałasu Zespołu Ekspertów ds. Czynników Fizycznych w dniu 25.10.1999r., a Międzyresortowa Komisja do Spraw Najwyższych Dopuszczalnych Stężeń i Natężeń Czynników Szkodliwych dla Zdrowia w Środowisku Pracy na posiedzeniu w dniu 10.12.1999r. Wnioski w sprawie wprowadzenia nowych wartości NDN hałasu infradźwiękowego do wykazu NDN i NDS skierowano do Ministra Pracy i Polityki Społecznej.
Odpowiednie rozporządzenie z nowymi wartościami NDN hałasu infradźwiękowego ukazało się w Dzienniku Ustaw 2001, nr 4, poz.36 i wchodzi w życie od lipca 2001 r.