Шумовое загрязнение

Введение 
Мир, окружающий нас, можно назвать миром звуков. Звучат вокруг нас голоса людей и музыка, шум ветра и щебет птиц, рокот моторов и шелест листвы. С помощью речи люди общаются, с помощью слуха получают информацию об окружающем мире. Не меньшее значение звук имеет для животных. С точки зрения физики, звук - это механические колебания, которые распространяются в упругой среде: воздухе, воде, твёрдом теле и т.п. Развивающаяся промышленность, переход от ручного труда к труду с использованием машин способствовали проявлению шумового фактора почти на каждом производстве. 
Прогресс техники связан с конструированием новых многооборотных и многоударных машин, станков, ручного механизированного инструмента. Одновременно с этим и шумовой фактор приобретает иной, чем прежде, характер. Изменяются громкость, спектральный состав и характер шума, другим становится и подход к его оценке как гигиенического фактора. 
Шум, который нам кажется незаметным, оказывает многообразное влияние на человеческий организм; такое многообразие в подавляющем большинстве является нежелательным по причине неблагоприятного воздействие на здоровье человека.

Шумовая проблема носит комплексный характер и стимулирует выдвижение ряда вопросов, относящихся к различным областям науки и техники. Шум преследует человека на улице, дома, на работе, систематически влияет на его психологическое и физиологическое состояние. Звуки могут оказывать отрицательное воздействие на эмоциональное состояние, приводить к развитию заболеваний, а иногда наносить психическую травму. Беспорядочный комплекс звуков, создающий особый шумовой фон различной интенсивности, является для людей стрессом, фрустрацией. В связи с этим изучение проблемы шумового загрязнения является актуальным.

Цель работы: Оценка воздействия шумового загрязнения на окружающую среду и здоровье человека. Рассмотрение технических средств и способов снижения шума в производственных цехах и на улицах городов. 
Задачи: 

1. Познакомиться с основными  характеристиками шума. 

2. Выявить основные источники  шумового загрязнения.

3. Изучить влияние шума  на организм человека. 

4. Познакомиться с мероприятиями  по предупреждению шумового загрязнения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Теоретическая  часть

1.1. Физические характеристики звуковых сигналов

Звук представляет собой колебания, которые окружают нас всюду; вибрирующий воздух доносит звуки до наших ушей. 
Звук распространен в виде переменного возмущения упругой среды, то есть в виде звуковых волн. В волнах никакого переноса вещества не происходит, а происходит перенос энергии - благодаря изменениям, происходящим в упругой среде. Распространение волн в любой среде рождает одинаковый колебательный процесс. Наиболее яркой иллюстрацией волнового движения служит распространение волнового движения по глади воды.

 
 
Рис.1 Волновое движение на воде

Звуковыми колебаниями называют колебательные движения частиц среды под воздействием возмущения. Пространство, в котором происходит распространение этих волн, называют звуковым полем. Если источник возмущения известен, то пространство, в котором могут быть обнаружены звуковые колебания, создаваемые этим источником, называют звуковым полем данного источника звука. Звуковые колебания – частный случай механических колебаний. Волновое движение является общим передающим движением во всех средах. При колебаниях воздуха его давление периодически повышается и понижается. Поверхность воды может подниматься и опускаться. Колебания земли могут происходить как вверх и вниз, так и вперед и назад вдоль ее поверхности для распространения света никакой физической среды не требуется; осциллирующие электрические и магнитные поля создают и поддерживают друг друга при движении волнового импульса. Характерная черта волнового движения состоит в том, что при благоприятных обстоятельствах оно может переносить энергию на громадные расстояния [1] 
Звуковые колебания в жидкой и газообразной средах являются продольными колебаниями, то есть частицы среды колеблются вдоль линии распространения волны. В твердых телах могут распространяться также поперечные волны. 
Звуковые волны распространяются с определенной скоростью, называемой скоростью звука. В разных средах и телах скорость звука различна. Для воздуха комнатной температуры 15-20 оС при давлении 760 мм рт. ст. скорость звука составляет 340-343 м/с. Таким образом, если от момента вспышки молнии до раската грома прошло 7 с, то гроза находится на расстоянии более 2 км. Если же промежуток между вспышкой молнии и раскатом грома практически отсутствует, то можно сказать, что гроза рядом. 
В твердых телах, отличающихся высокой плотностью и упругостью, звуковые волны могут распространяться с огромными скоростями. Так, скорость распространения звуковых волн в стали составляет 5050, в железобетоне - 4100, в древесине - 1500 метров в секунду.

Таблица 1.1 - Скорость звука для некоторых газов и жидкостей

Среда	Температура, 0С	Плотность р, кг /м3	Скорость звука, с, м/с
Водяной пар	100	0,58	405

 

 

Продолжение таблицы 1.1

Воздух	0	1,29	331
Гелий	20	1,20	343
Вода пресная	15	999	1430
Вода соленая 3,5 %-ная	15	1027	1500

 

 

Основными физическими характеристиками звука (шума) являются частота, выражаемая в герцах (Гц) и уровень звукового давления, измеряемый в децибелах (дБ). Диапазон от 16 до 20 000 колебаний в секунду (Гц) человеческий слуховой аппарат в состоянии воспринять и интерпретировать. В таблице 1 приведены примерные уровни шума и соответствующие им характеристики и источники звука.

Таблица 1.2  Шкала шумов (уровни звука, децибел)

Децибел,   дБ	Характеристика	Источники звука
1	2	3
0	Ничего не слышно
5-10	Почти не слышно	тихий шелест листьев

 

Продолжение таблицы 1.2

1	2	3
15	Едва слышно	шелест листвы
20		шепот человека (на расстоянии менее1м).
25	Тихо	шепот человека (более 1м)
30		шепот, тиканье настенных часов.   Норма для жилых помещений ночью, с 23 до 7 ч.
35	Довольно слышно	приглушенный разговор
40		обычная речь.   Норма для жилых помещений, с 7 до 23 ч.
45		обычный разговор
50	Отчётливо слышно	разговор, пишущая машинка
55		Норма для офисов класса А

 

 

Продолжение таблицы 1.2

1	2	3
60	Шумно	Норма для контор (офисов)
65		громкий разговор (1м)
70		громкие разговоры (1м)
75		крик, смех (1м)
80-95	Очень шумно	Крик/ мотоцикл с глушителем/     грузовой железнодорожный вагон (в семи метрах) вагон метро (7м)
100-115	Крайне шумно	оркестр, вагон метро (прерывисто), раскаты грома. Максимально допустимое звуковое давление для наушников.
		в самолёте (до 80-х годов ХХ столетия)
		вертолёт
		пескоструйный аппарат

 

Продолжение таблицы 1.2

1	2	3
120	Почти невыносимо	отбойный молоток  расстояние менее 1 м.
125
130	Болевой порог	самолёт на старте
135-145	Контузия	звук взлетающего реактивного самолета / старт ракеты
150-155	Контузия, травмы
160	Шок, травмы	ударная волна от сверхзвукового самолёта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ШУМОВ

 
Источники шумов в нашей жизни чрезвычайно разнообразны, однако в инженерно-технической литературе различают источники шума естественного и техногенного происхождения. 
Источники шума естественного происхождения присутствуют независимо от человека, это шумы так называемой «неживой природы» и диких животных сюда относятся: шум ветра, шум воды, будь это водопад или горный ручей, звук грозового разряда, шелест листьев, пение птиц, голоса животных. 
К источникам шума техногенного происхождения относятся различное строительное оборудование, транспорт и современные технические механизмы. Такой шум складывается из коммунального и транспортного шума (производимого оборудованием промышленных и бытовых объектов, вентиляционными установками, тяжелыми грузовыми автомашинами, трамваями, железнодорожными составами, электропоездами, самолетами). Данный шум создает значительное шумовое загрязнение окружающей среды [6]. 
Однако в литературе по гигиене труда имеются данные об источнике шума так называемого квартирного происхождения. К этой категории относится шум в жилых домах, который зависит главным образом от культуры и режима жизни населения дома. Это может быть шум инженерно-технологического оборудования, бытовых приборов, шум, производимый при игре на музыкальных инструментах, передвижении людей и мебели, разговорах, криках детей и т. д. С подобного рода шумами нам приходится сталкиваться довольно часто, поэтому представляется актуальным выделить этот шум в отдельный раздел как шум, производимый в основном людьми [4].

 

 

 

1.3. СПЕКТРАЛЬНО- ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШУМОВ

 
Для оценки шумового фактора введена классификация по спектральным и временным характеристикам. 
По спектральному составу шумы принято разделять на широкополосные и тональные. Широкополосными называют шумы, имеющие непрерывный спектр. Ширина которого больше октавы. Для измерения спектрального состава шума приняты октавные полосы со среднегеометрическими частотами, например 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. 
Тональный шум характеризуется тем, что в спектре присутствуют отдельные слышимые дискретные тона. Это определяется превышением уровня звукового давления в одной полосе над соседними более чем на 10 дБ. Громкость тональных импульсов зависит от интенсивности импульса и его длительности. 
 
По временным характеристикам шумы разделяют на постоянные и непостоянные. В процессе измерения при помощи шумомера постоянные шумы измеряются в положении шумомера «медленно», и уровень этих шумов не изменяется более чем на 5 дБ (А). 
Непостоянные шумы делятся на импульсные, прерывистые и колеблющиеся во времени. 
Постоянные, или стационарные, шумы характеризуются приблизительной константой физических параметров (интенсивность, спектральный состав). Сюда можно отнести такие шумы, как шум моря, леса, шумовой фон большого города и др. 
Непостоянные, или нестационарные, шумы определяются медленно изменяющимися физическими параметрами, которые длятся промежутки времени меньшие, чем усреднение в измерительном приборе. Примером такого шума может являться шум проходящего транспорта, удар молота и др. [3,6]

1.4  Ограничение и нормирование шума 
 
Выше, мы выяснили, что шум оказывает общее негативное влияние на  организм. Нормирование шума призвано предотвратить эти негативные воздействия или минимизировать их. Следует понимать, что данная  проблема имеет не только социально-гигиенический аспект, но и сугубо экономическое значение.  Снижение производительности труда ввиду негативного шумового воздействия ощутимо влияет на экономические показатели производственных предприятий. Поэтому нормирование шума приобретает значимость и в вопросах экономического развития страны. 
 
Уровни шума регламентируются в соответствии с нормативами устанавливаемыми документом ГОСТ 12.1.003-83 "ССБТ. Шум. Общие требования безопасности". В нем прописаны основные параметры шумовых загрязнений приемлемых для тех или иных видов производственных помещений. Причем, для различных шумов применяются различные способы их нормирования. 
 
Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового давления) в дБ в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБ для жилых и общественных зданий и их территорий следует принимать в соответствии со СНиП 11-12-88 "Защита от шума".[4]