Основні теоретичні відомості. Тема: Шумове забруднення

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4

Тема: Шумове забруднення

Мета: Навчитись обчислювати рівень шумового навантаження

Основні теоретичні відомості

Шум — одна з форм фізичного (хвильового) забруднення навколишнього середовища. Під шумом розуміють усі неприємні та небажані звуки чи їхню сукупність, які заважають нормально працювати, сприймати інформаційні звуки і сигнали, відпочивати. Він виникає внаслідок стиснення і розрідження повітряних мас, тобто коливних змін тиску повітряних мас. Загалом шум — це хаотичне нагромадження звуків різної частоти, сили, висоти, тривалості, які виходять за межі звукового комфорту.

Одиницею вимірювання шуму є Бел — десятковий логарифм відношення дію­чого значення звукового тиску до мінімального значення, яке сприймає вухо людини. На практиці використо­вується десята частина цієї фізичної одиниці — децибел (дБ).

Нині добре відомо, що шуми шкідливо впливають на здоров'я людей, знижують їхню працездатність, викликають захворювання органів слуху (глухоту), ендокринної, нервової, серцево-судинної систем (гіпертонія). Фізіолого-біологічна адаптація людини до шуму практично неможлива, тому регулювання і обмеження шу­мового забруднення довкілля — важливий і обов'язковий захід.

Відповідний звуковий ландшафт існував на Землі завж­ди, і людина завжди використовувала властивості середови­ща як провідника, носія звуків. Життя людини в абсолютній тиші неможливе.

Рівень шуму навколишнього природного середовища скла­дає 30—60 дБ. До цього природного фону за сучасних умов додаються виробничі й транспортні шуми, рівень яких нерідко перевищує 100 дБ.

Джерелами шумів є всі види транспорту, промислові об'єк­ти, гучномовні пристрої, ліфти, телевізори, радіоприймачі, музичні інструменти, юрби людей і окремі особи Потужними джерелами шумів, які негативно впливають на здоров'я людей, є потужна електроакустична апаратура та рок-ансамблі. В концертних залах, де вони виступають, інтенсивність звуку досягає 120 дБ.

Здавна відомий благодійний вплив на організм людини шумів природного середовища (шум листя, дощу, річки та ін.). Статистика свідчить, що люди, які працюють у лісі, поблизу річки, на морі, рідше, ніж мешканці міст, хворіють нервовими і серцево-судинними хворобами. Доведено, що ше­лест листя, спів птахів, дзюрчання струмка, звуки дощу оздоровче впливають на нервову систему. Під впливом звукових хвиль водоспаду посилюється робота м'язів.

Позитивний вплив гармонійної спокійної музики був відомий з давніх-давен. Це й поширені в усьому світі колисанки — тихі, ніжні монотонні наспіви, і зцілення нервових хвороб заспокійливим дзюркотінням струмкової води, лагідним шумом морських хвиль або пташиним співом.

Сто років тому рівень шуму на центральних магістралях великих міст не перевищував 60 дБ. Нині у великих містах є райони, де він перевищує 70 дБ. 60—80 % міського шуму генерує авто­транспорт.

На пристосування до сильного шуму організм людини витрачає велику кількість енергії, перенапружується нерво­ва система, виникають втома, нервовий і психічний розлади. Особливо важко переносяться раптові різкі високочастотні звуки. При рівні шуму понад 80 дБ послаблюється слух, виникають нервово-психічні захворювання, виразка шлунку, гіпертонія, підвищується агресивність. Дуже сильний шум (понад 110 дБ) призводить до так званого шумового сп'я­ніння, а потім — до руйнування тканин тіла, перш за все —слухового апарату. Жінки більш чутливі до дії сильного шуму, і у них за умов звукового дискомфорту виникають ознаки неврастенії. У разі постійного шуму силою 70 дБ виникає розлад ендокринної та нервової систем, 90 дБ — порушується слух, 120 дБ — з'являється нестерпний фізичний біль.

Для порівняння наведемо кілька прикладів інтенсивності шумів: цокання годинника — близько 30, шелест листя і тихий шепіт на відстані 1 м —10—15 дБ, рух вагона метро і ватажної машини — 90—95, поїзда — 95—100, робота телевізора — 80—95, літака в повітрі — 105 дБ. Звичайна розмова ведеться в межах інтенсивності звуку 30—60 дБ, що відповідає частоті 250—10000 Гц (герц).

Шум пострілу – 170, вулиця з транспортним рухом – 70-80, розмова – 50, шум сторінок – 10-20.

Суттєвим джерелом шуму в житлових будинках можуть бути різно­манітні електричні та механічні прилади, а також сама поведінка людей. Так, пилосос, або полотер створюють в приміщенні середньочастотний шум інтенсивністю в 70-80 дБ, радіоприймач магнітофон або телевізор -до 80-95 дБ, обробка газонів - 70-75 дБ, розвантаження та навантаження тари біля магазинів - до 84 дБ, спортивні ігри дітей - 90-92 дБ і т.п.

Шум шкідливий не лише для людини. Встановлено, що рослини під впливом шуму повільніше ростуть, у них спостерігається надмірне (навіть повне, що призводить до загибелі) виділення вологи через листя, можливі порушення клітин. Гинуть листя і квіти рослин, що розміщені біля гучномовця.

Аналогічно діє шум на тварин. Від шуму реактивного літака гинуть личинки бджіл, самі вони втрачають здатність орієнтуватися, в пташиних гніздах дає тріщини шкаралупа яєць. Від шуму знижуються надої, приріст у вазі свиней, несучість курей. Хворобливо переносять шум риби, особливо у період нересту.

За сучасних умов боротьба з шумом є технічно складною, комплексною, дорогою. Важливо знижувати шум у джерелі його виникнення, створювати безшумні або малошумні ма­шини і технологічні процеси, транспортне і промислове устат­кування, починаючи ще зі стадії проектування.

Гігієністи вважають верхньою межею шуму для лікарень і санаторіїв 35 дБ, для квартир і навчальних приміщень — 40 дБ, стадіонів і вокзалів — 60 дБ.

Розрізняють два види нормування виробничого шуму: санітарно-гігієнічне і технічне. Перше регулює рівень шуму з огляду його дії на організм людини. Норматив житлово-побутового шуму — 40 дБ вдень, 30 дБ — вночі. Технічне нормування стандартизує існуючі або очікувані шумові ха­рактеристики устаткування об'єкта. Друге повинне забезпе­чити вимоги першого.

Допустимі межі сили звуку становлять 45—85 дБ, больовий поріг — 140 дБ. В середині приміщень різного призначення рекомендують діапазони шумів: для сну, відпочинку — 30—45 дБ; для виробничих приміщень — 56—70 дБ. Європейська економічна комісія ООН визначила максимально допустимі рівні шуму: для легкових автомобілів — 80 дБ, автобусів і вантажних машин — 81—88 дБ. Гранично допустимі норми шуму залежать від частоти звуку. Низькочастотні шуми за рівня до 100 дБ не завдають особливої шкоди слуху. Проте високочастотні є небезпечними при рівнях понад 75—80 дБ.

З метою запобігання шкідливому впливу шумів на здоров'я людей створюють шумовловлювальні екрани, поглинальні фільтри та різні пристрої. Радикально дії шумів можна запобігти, використовуючи безшумні механізми.

Соціальний характер проблеми забруднення середовища шумом і визначає те, що боротьба з ним — завдання не тільки технічне, а й суспільне. У проблемі взаємодії людського суспільства і природи важливе місце посідає свідома й активна боротьба з шумовим забрудненням довкілля.

1. Що таке шум?

2. Одиниця вимірювання шуму.

3. Джерела шуму.

4. Позитивний та негативний вплив шуму.

5. Шляхи боротьби з шумовим забрудненням.

Пояснення до ходу виконання лабораторної роботи № 4.

Згідно з чинним у світі та в Україні стандартом, рівень шуму, що створюється автотранс­портом (акустична характеристика) визначається шумометром на відстані 7 м від першої (ближ­ньої) до розрахункової точки смуги транспортного потоку.

Якщо такого пристрою немає, то для наближеного визначення рівня шуму на вказаній відстані (V₇) користуються формулою Орнатського, яка враховує фізичні закони поширення звукових хвиль у навколоземному просторі:

V₇ = 46 + 11,8 lg N + ∑n,

де N – інтенсивність руху транспортного потоку в годину „пік”, авто/год; n – сума поправок, яка враховує відхилення умов від типових. Поправки визначаються за формулою:

n = X_N + X_V + X_і + X_тр,

де X_N – поправка на відсоток громадського та вантажного транспорту в транспортному потоці (збільшується або зменшується на 1 дБ на кожні 10% відхилення від 60%-го співвідношення); X_V – по­правка на відхилення швидкості руху (зростає на 1 дБ на кожні 4 км/год відхилення від значення 40 км/год.); X_і – поправка на схил дороги (зростає на 1 дБ на кожні 2% схилу дороги); X_тр – за наявності трамваю вздовж вулиці X_тр = 3 дБ.

Розраховують рівень шуму від автомагістралі на відстані, що нас цікавить (V_s) за формулою Карагодіна:

V_s= V₇ – X₁ – Х₂ – X₃ – Х₄,

X₁ = 10*lg (s/7); Х₂ = К_n*X₁; X₃ = К₃*X₁;

де V_s– рівень шуму від джерела на відстані, що цікавить (s метрів);

V₇ — рівень шуму на відстані 7 м від джерела;

X₁ — зниження шуму внаслідок поглинання атмосферою, дБ;

s — відстань від краю дороги до будинку, м;

Х₂ — зниження шуму внаслідок поглинання поверхнею землі, дБ;

К_п — коефіцієнт поглинання поверхні (для асфальту К_п = 0,9, для грунту, газону К_п = 1,1);

Х₃ — зниження шуму зеленими насадженнями, дБ;

К₃ — коефіцієнт зниження звукової енергії зеленими насадженнями (для чагарнику К₃ = 0,7, для двох рядів дерев з чагарником середньої щільності К₃ = 1,2, для двох рядів дерев (висотою не менше 7 м, крони яких вже зімкнулися) з чагарником К₃ = 1,5, для лісу, парку К₃ = 3, якщо насаджень немає, то К₃ = 0);

X₄ — за наявності будівель між дорогою та будинкомX₄= 25 дБ, якщо немає будівлі, тоX₄= 0 дБ.

Отриманий результат порівняти з показником допустимого рівня шуму для селітебної зони в денний час (табл.1). Зробити висновки про відповідність результату допустимому рівню шуму.

Таблиця 1