● 摘要
超声波清洗空化噪声对小白鼠神经行为功能的影响
吴迎春
摘要 目前，超声波清洗技术由于其一系列优点被广泛地应用于汽车、电子、航空航天、化工、医疗以及生物工程等行业，能有效地提高生产效率，降低劳动成本。但超声波清洗主要是通过超声空化实现的，空化效应是其主要因素，这就决定了超声波清洗过程中必然伴随有噪声。常用超声波清洗机的工作频率多选在20～40kHz之间，这时产生的空化强度较大，但空化引起的噪声也大，为工作环境带来了污染。已有报道显示超声波清洗空化噪声以高频噪声为主，而人体对高频噪声尤为敏感，对长期从事清洗业的工人，其生理健康会受到不同程度的损伤。超声波清洗空化噪声的特性与一般音频噪声（机械纺织噪声、交通噪声、白噪声、生活噪声等）不同，它对人和动物生理机能的影响也可能有别于音频噪声。目前，噪声的生物效应多集中于研究音频噪声造成的危害，而关于超声波清洗空化噪声对生物体生理机能影响的研究还未见报道。神经行为功能受高级神经系统支配，是人体最为重要的一种生理功能。当神经系统受损时，必然会引起神经行为功能的变化。因此，本文以实验为主研究了超声波清洗空化噪声特性和超声波清洗空化噪声暴露造成的小白鼠神经行为功能的受损情况。随着超声波清洗技术的进一步完善和推广，这项研究在揭示超声波清洗空化噪声的危害、改善工作环境、进一步采取降噪措施等方面具有重要的现实意义。
本文的研究工作及主要成果主要体现在以下几个方面：
1、用示波器和声级计两种途径测量了超声波清洗空化噪声的频谱，并分析了工作频率对超声波清洗空化噪声频谱的影响。结果表明，超声波清洗空化噪声不仅有音频成分，还含有大量的超音频分量，表现出以高频噪声为主、频带很宽、主频位于工作频率处、有一些谐波和分谐波分量仍比较突出的特点，且随超声波清洗机工作频率的提高，其对应的超声波清洗空化噪声频谱的主频向高频方向移动。两种途径的测量结果具有一致性。
2、测量了超声波清洗空化噪声的分布。结果表明，超声波清洗空化噪声在沿清洗水槽中心轴线竖直向上的方向上起伏变化，但总体呈下降趋势；在距离清洗水槽上沿70cm高的水平方向上，噪声强度单调下降。虽然由于声衰减，噪声强度会在传播过程中有所下降，但在测量的空间范围内，噪声强度仍超出了环境噪声的标准。
3、用工作频率分别为 21.1kHz、26.9kHz、37.7kHz的三台超声波清洗机对实验组小白鼠进行了超声波清洗空化噪声暴露；观察了超声波清洗空化噪声暴露过程中实验组小白鼠一般状况的变化，并每日对实验组和对照组小白鼠进行了体重称量。观察结果显示，超声波清洗空化噪声暴露对小白鼠一般行为状况产生了不利影响，对小白鼠的生长发育也出现了抑制作用。
4、选用神经测试组合：水迷宫实验、旷场分析实验和负重游泳实验，测量了实验不同阶段实验组和对照组小白鼠的各神经行为指标。水迷宫实验结果表明，超声波清洗空化噪声对小白鼠的学习记忆有损伤作用，且随工作频率的提高，超声波清洗空化噪声对小白鼠学习记忆的损伤作用有愈加严重的趋势；同时，水迷宫实验结果也表明，超声波清洗空化噪声对记忆能力的损伤要比对学习能力的损伤更为严重。在旷场分析实验和负重游泳实验中，超声波清洗空化噪声也出现了随清洗机工作频率提高其损伤作用愈加严重的趋势。
总之，超声波清洗空化噪声对小白鼠的神经行为功能有损伤作用；当保持声强度一定时，超声波清洗机的工作频率越高，其产生的空化噪声对小白鼠的损伤作用越严重。
关键词：超声波清洗空化噪声 小白鼠 频谱测量 神经行为功能
学习记忆