Акустическое загрязнение окружающей среды - воздействие, профилактика и защита. Меры защиты жилого массива от промышленного шума
С каждым годом шумовое загрязнение больших городов непрерывно растет. Основными источниками шума выступают авто, авиа- и железнодорожный транспорт, производственные предприятия. 80% от общего шума приходится на автотранспорт.
Нормальным шумовым фоном принято считать звуки в двадцать — тридцать децибел. Допустимым для восприятия человеком считается звуковой фон около 80 децибел. Шумы в 140 децибел вызывает у людей болевые ощущения. А при звуке громкостью свыше 190 децибел начинают рушиться металлические конструкции.
Влияние шума на здоровье
Сложно переоценить воздействие шума на состояние здоровья людей. Шумы угнетают нервную систему, мешают сосредоточению, утомляют, вызывают раздражительность. Постоянное нахождение в зоне шумового загрязнения приводит к нарушениям сна и ухудшению слуха. Шумовые воздействия могут вызывать даже психические расстройства.
Величина воздействия шума различна для каждого человека. В группе максимального риска находятся дети, пожилые, люди, страдающие хроническими заболеваниями, жители круглосуточно оживленных районов города, проживающие в зданиях без звуковой изоляции.
При длительном пребывании на оживленных проспектах, где уровень шума составляет порядка 60 дБ, например, стоя в пробке, у человека может нарушаться сердечно-сосудистая деятельность.
Защита от шума
Для защиты населения от шумового загрязнения ВОЗ рекомендует ряд мер. Среди них — запрет на проведение строительных работ в ночное время. Еще один запрет по версии ВОЗ должен касаться громкой работы любых акустических устройств, как в домашних условиях, так и в автомобилях и общественных заведениях, расположенных невдалеке от жилых построек.
С шумом нужно и можно бороться!
К способам противостояния шумовому загрязнению относятся акустические экраны, в последнее время широко применяемые рядом с магистралями, особенно это касается территории Москвы и области. Мягкий асфальт и электромобили, к сожалению пока недостаточно распространенные, также относятся к способам борьбы с акустическим загрязнением городов. К этому списку можно добавить звукоизолирующую изоляцию квартирных строений и озеленение площадей городов.
Законодательные акты в сфере борьбы с шумом
В России время от времени появляются интересные исследования проблемы шума в населенных пунктах городского типа, но на федеральном, региональном и муниципальном уровнях пока нет принятых нормативно-правовых актов специального назначения по борьбе с шумовым загрязнением. На сегодняшний день в законодательстве РФ есть только отдельные положения о защите окружающей среды от шума и защите человека от его вредного воздействия.
Во многих странах Европы. Америки и Азии есть специальные законы. Пора бы настать и нашей очереди. В РФ надлежит принять специальный закон и подзаконные акты о шуме и экономических инструментах борьбы с ним.
Противостоять шуму возможно и сейчас
Если у жителей дома возникает понимание, что шумовой фон и вибрации превышают предельно допустимый уровень (ПДУ), они могут обратиться в Роспотребнадзор с претензией и просьбой проведения санитарно-эпидемиологической экспертизы места жительства. Если по результатам проверки будет установлено повышение ПДУ, нарушителю будет предложено обеспечить работу технического оборудования (если именно им было вызвано превышение) в соответствии с нормативами.
Есть возможность обратиться в региональные и местные администрации населенных пунктов с требованием шумозащитной реконструкции постройки. Задачи по борьбе со звуковым загрязнением среды могут быть решены и на уровне отдельных предприятий. Так антиакустические системы строятся рядом с линиями железных дорог, вблизи от промышленных объектов (например, силовых энергетических установок) и оберегают жилые и парковые зоны города.
Шум - случайное сочетание звуков различной интенсивности и частоты; мешающий, нежелательный звук. Различают источники шума естественного и техногенного происхождения.
Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками. На городских магистралях и в прилегающих к ним зонах уровни звука могут достигать 70...80 дБА, а в отдельных случаях 90 дБА и более. В районе аэропортов уровни звука еще выше.
Шумы, в особенности техногенного происхождения, вредно воздействуют на организм человека. Степень вредного воздействия шума зависит от его интенсивности, спектрального состава, времени воздействия, местонахождения человека, характера выполняемой им работы и индивидуальных особенностей человека.
Техногенные шумы часто представляют собой смесь случайных и периодических колебаний. К источникам шума техногенного происхождения относятся все применяемые в современной технике механизмы, оборудование и транспорт, которые создают значительное шумовое загрязнение окружающей среды.
Техногенный шумовой фон создается источниками, находящимися в постройках, сооружениях, зданиях и на территории между ними.
Источниками излучения шума в окружающую среду являются автомобили, самолеты, суда, строительные машины и установки, пневмоинструмент, воздухозаборные шахты, компрессоры, трамваи, троллейбусы и т.д. Шум, в основном, возникает в результате совершения работы или движения.
Классификация шумов. В зависимости от среды, в которой распространяется звук, условно различают структурные, или корпусные, и воздушные шумы. Структурные шумы возникают при непосредственном контакте колеблющегося тела с частями машин, их корпусом, трубопроводами, фундаментами, строительными конструкциями и т.д. Колебательная энергия, сообщаемая источником шума жестко связанным с ним предметам (в зависимости от формы связи и их линейных размеров), распространяется по ним в виде продольных или поперечных волн (или тех и других одновременно). Колеблющиеся поверхности, приводя в колебание прилегающие к ним частицы воздуха, образуют звуковые волны. Если источник не связан с какими-либо конструкциями, то шум, излучаемый им в воздух, называется воздушным.
Чтобы представить, в какой области слухового восприятия находятся окружающие человека звуки, рассмотрим табл. 5.2. При этом следует помнить, что снижение (увеличение) уровня звука (УЗ) на 5 дБА означает снижение (увеличение) воспринимаемой слухом субъективной громкости в 1,5 раза, на 10 дБА - в 2 раза, 15 дБА - в 3 раза, 20 дБА - в 4 раза и т.д.
Источниками шумов техногенного происхождения являются рельсовый, водный, авиационный и колесный транспорт, техническое оборудование промышленных и бытовых объектов, вентиляционные установки, санитарно-техническое оборудование, теплоэнергетические системы, электромеханические устройства, газотурбокомпрессоры, электротехнические приборы и оборудование, аэрогазодинамические установки и т.п.
Таблица 5.2. Шум и "звук", которые нас окружают
Источник шума, его месторасположение |
Уровень звука, дБА |
Расстояние, на котором измерен источник, м |
Шепот листвы при полном безветрии |
||
Тихая сельская местность |
||
Обычный разговор в комнате |
||
Салон комфортабельного автомобиля |
||
Легковой малошумный автомобиль |
||
Скоростной поезд |
||
Звон будильника |
||
Оживленная магистраль |
||
Механический цех |
||
Отбойный молоток, ПКС |
||
Симфонический оркестр |
||
Обитаемое отделение танка |
||
Взлет реактивного самолета |
||
Взлет ракеты |
Характер шума зависит от вида источника. Техногенные шумы по физической природе происхождения подразделяют на следующие группы:
механические, возникающие при взаимодействии различных деталей в механизмах (одиночные или периодические удары, возникающие при некоторых технологических процессах, например при ковке, штамповке, клепке), в результате движения отдельных деталей и узлов машин или механизмов с неуравновешенными массами, особенно сильный в неисправных системах, а также при вибрациях поверхностей устройств, машин, оборудования и т.п.;
электромагнитные, возникающие вследствие колебаний деталей и элементов электромеханических устройств под действием электромагнитных полей (дроссели, трансформаторы, статоры, роторы и т.п.);
Рис. 5.5. Разновидности спектров реальных источников шумов:
а - непрерывный спектр (турбореактивный двигатель); б- тональный (осевой вентилятор); в - колеблющийся во времени (транспорт); г - импульсный спектр (удар молота); д - прерывистый (сбрасывание воздуха)
аэродинамические, возникающие в результате вихревых процессов в газах (адиабатическое расширение сжатого газа или пара из замкнутого объема в атмосферу; возмущения, возникающие при движении тел с большими скоростями в газовой среде, при вращении лопаток турбин и т.п.), при больших скоростях движения газообразных сред (например, шумы газовых струй ракетных и реактивных двигателей, шумы, возникающие при всасывании воздуха компрессорными установками, и др.);
гидродинамические, вызываемые различными процессами в жидкостях (например, возникновение гидравлического удара при быстром сокращении кавитационных пузырей, кавитация в ультразвуковом технологическом оборудовании, в жидкостных системах самолетов и т.п.);
взрывной или импульсный, возникающий при работе двигателей внутреннего сгорания, дизелей и т.п.
Как сложный звук шум может быть разделен на простые составляющие его тона с указанием интенсивности и частоты. Графическое изображение состава шума называется спектром и является важнейшей его характеристикой. Спектрально-временные характеристики шумов обладают большим многообразием (рис. 5.5). В технике приняты октавные полосы со среднегеометрическими частотами, например 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
При одновременном воздействии нескольких источников может возникнуть шумовое поле со сложным спектрально-временным распределением.
По спектральному составу в зависимости от максимальных значений амплитуд звукового давления в спектре шума различают низкочастотные (ниже 300 Гц), среднечастотные (от 300 до 800 Гц), высокочастотные (выше 800 Гц) шумы;
По характеру спектра выделяют широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы; тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тоны. Тональный характер шума для практических целей устанавливается измерением в 1/3 октавных полосах частот по превышению уровня водной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.
По временным характеристикам выделяют: постоянный шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени не более чем на 5 дБА;
непостоянный шум, уровень которого за 8-часовой рабочий день, рабочую смену или во время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5 дБА.
Непостоянный шум подразделяют на:
колеблющийся во времени шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;
прерывистый шум, уровень звука которого изменяется ступенчато (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;
импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБА1 и дБА, измеренные соответственно на временных характеристиках "импульс" и "медленно", отличаются не менее чем на 7 дБ.
Шум может характеризоваться физическими и физиологическими параметрами. С физической стороны шум характеризуется звуковым давлением, интенсивностью (силой) звука, плотностью звуковой энергии, уровнем звукового давления, частотой и плотностью дискретных составляющих и другими параметрами. Шум как физиологическое явление характеризуется высотой, громкостью, областью возбужденных частот или тембром и продолжительностью действия.
Ухо человека способно воспринимать определенный диапазон звуковых давлений, например, на средних звуковых частотах от 10-5 до 102 Н/м 2 , т.е. различающихся примерно в 107 раз. Поэтому для удобства вычислений принято оценивать звуковое давление, или соответственно интенсивность звука не в абсолютных, а в относительных единицах - белах, децибелах. Измеренные таким образом величины называются уровнями.
Так, уровень звукового давления, дБ,
где р а - измеренное звуковое давление, Н/м 2 ; р 0 -условный порог давления, равный 2 · 10 -5 Н/м 2 .
Уровень интенсивности (силы) звука, дБ,
где J - интенсивность звука, Вт/м 2 ; J 0 - интенсивность звука, принимаемая за нулевой уровень, равный 10 -12 Вт/м 2 .
Уровень акустической мощности определяется аналогично уровню интенсивности:
где Ф 0 - условный порог акустической мощности, равный 10"12 Вт.
Уровень акустической мощности характеризует излучаемую источником акустическую мощность, приведенную к уровню в децибелах. Это дает возможность сравнивать уровни мощности отдельных механизмов в любых акустических условиях.
Биологическое действие шума. Широкое внедрение в промышленность новых интенсивных технологий, рост мощности и быстроходности оборудования, использование многочисленных средств наземного, воздушного и водного транспорта, повсеместное применение разнообразного электрифицированного бытового оборудования привело к тому, что человек на работе, в быту, на отдыхе, при передвижении подвергается многократному воздействию вредного шума.
Степень вредного воздействия шума зависит от его интенсивности, спектрального состава, времени воздействия, местонахождения человека, характера выполняемой им работы и индивидуальных особенностей человека. Шум, уровень которого составляет 35...40 дБА, в ночное время является серьезным беспокоящим фактором при нахождении человека в квартире. Шум с уровнем 50...60 дБА создает ощутимую нагрузку на нервную систему, особенно если человек занимается умственной деятельностью. Шум с уровнем выше 70 дБА вызывает физиологическое воздействие, а при 85...90 дБА может привести к ухудшению слуха.
Высокий уровень шума окружающей среды – это звуковой бич сегодняшнего времени. Эта проблема стоит рядом с загрязнением почвы, воздуха, воды. Уровень шумового загрязнения в последнее время сильно увеличился, негативно действуя на состояние здоровья человека, а также флору и фауну. Что это такое? Как избежать его негативного воздействия?
Шумовое загрязнение – проблема современности
Высокий уровень шума - это вид физического загрязнения, который характеризуется следующими особенностями:
- повышенная степень шумов в определенном месте;
- искаженные звуковые характеристики - повторяемость, сила звука и прочие.
Практически каждый источник шума, который не имеет природного происхождения, может рассматриваться в качестве антропогенного шумового загрязнения. Это не просто безобидная неприятность, а проблема более глубокого масштаба. Недавние исследования британских ученых дали неутешительный результат - они выявили, что длительное действие шума негативным образом сказывается на человеческом организме, уменьшая продолжительность жизни примерно на 8-10 лет. Контролируется уровень воздействия шума на предприятиях с помощью специальных процедур, таких как и .
Действие шумового загрязнения на организм человека
Самыми опасными шумами являются те, к которым человечество привыкло в повседневной жизни и не замечает их. Это незначительные звуки бытовой техники, компьютеров, ноутбуков, факсов, принтеров и так далее.
Последствия избыточного уровня шума для здоровья человека разрушительны. Появляются неврологические заболевания, головокружение, усиливается утомляемость, раздражительность, рассеянность. Повышенный уровень шума негативным образом сказывается на слухе человека, понижая его чувствительность. Также могут возникнуть проблемы с сердцем, печенью. Однако больше всего истощается нервная система.
Действие шумового загрязнения на флору и фауну
Шумовой дискомфорт плохо сказывается также на животных и растениях. Его источники в окружающей среде – это , троллейбусы, компрессоры и многое другое. Приемлемый уровень шума колеблется в пределах 30-60 дБ, однако на самом деле показатели часто превышают эти цифры, достигая 100 дБ.
Многочисленными испытаниями установлено, что растения, которые подвержены постоянному влиянию шума, засыхают. Причина их гибели – это выделения листьями слишком большого количества влаги. Происходит это потому, что шумовое загрязнение превышает допустимый барьер. Так, деревья в больших городах живут значительно меньше, а пчелы при звуке реактивного двигателя утрачивают способность ориентироваться в пространстве.
Как предотвратить негативное воздействие шумового загрязнения
Сегодня уровень шума в том или ином месте легко измерить с помощью специальных приборов и техники. Многочисленные экологические исследования позволяют с высокой точностью определить, насколько безопасная определенная местность. Так, шум в 15 дБ - это комфортный для человеческого организма уровень, а допустимый рубеж составляет в дневное время 55 дБ.
Прибор для измерения уровня шума
Расчет стоимости проведения производственного контроля в Вашей организации:
Шумовое загрязнение может быть определено как навязчивый шум, который нарушает, отвлекает, или препятствует нормальной жизнедеятельности человека. И в то время как многие думают, что шумовое загрязнение является проблемой больших городов, не стоит забывать, что мы сталкиваемся с ним и в пригородных районах, а также в офисах и у себя дома.
Причины шумового загрязнения
Сегодня существует много источников шумового загрязнения. Вот основные из них:
1. Самолеты. Исследования доказывают, что шумовое загрязнение от самолетов оказывает сильное негативное влияние на здоровье и благополучие людей, которые живут рядом с аэропортами. Они страдают от болезней сердца, высокого давления и хронического стресса.
2. Автомобили. Многие, кто живут в больших городах или возле оживленных улиц, жалуются на шум от трафика. Интересно то, что даже низкие уровни шума уличного движения могут вредить людям.
3. Шум на рабочем месте. Большинство из нас могут думать о громких сборочных линиях или строительных площадках, когда мы говорим о шумовом загрязнении на работе. Но это касается и обычных офисов. Сотрудники, которые разговаривают, стучат по столу, тем самым отвлекают своих коллег и снижают их производительность, сами того не осознавая.
4. Домашний шум. Многие люди думают, что их дома нельзя назвать «шумными». Но дома мы много двигаемся, постоянно работает телевизор и другая бытовая техника, и все это вместе взятое создает уровень шума, который может стать причиной стресса. На самом деле, у детей, которые проживают в более шумных домах, наблюдается повышенная тревожность, проблемы в развитии речи и другие заболевания.
Негативные последствия шумового загрязнения
Для изучения воздействия шумового загрязнения на здоровье человека были проведены многие исследования. И вот как оно на нас влияет:
1. Производительность. Все мы знаем, что шум может отвлекать. Недавно было проведено исследование детей, которые были подвержены шуму аэропорта. Ученые обнаружили, что их способность к чтению и долгосрочная память были нарушены. Также было установлено, что люди, которые работают в шумных офисах, являются менее познавательно мотивированными. Они более подвержены стрессу.
2. Здоровье. Шумовое загрязнение очень плохо влияет на наше здоровье. Оно способно вызвать в нашем организме стрессовую реакцию, в результате чего мы получаем болезни сердца, высокое давление и инсульт. Исследования, проведенные Корнельским университетом, показывают, что шумовое загрязнение также вызывает проблемы опорно-двигательной системы. Шум плохо влияет на качество сна. И, пожалуй, самое главное: хронический стресс снижает наш иммунитет, поэтому шумовое загрязнение является серьезной угрозой для нашего здоровья и благосостояния.
Элизабет Скотт, stress.about.com
Перевод: Татьяна Горбань