Аккустическое загрязнение окружающей среды. Проблемы снижения шума на транспорте

ВВЕДЕНИЕ

Раньше  природа устрашала человека, 
а теперь человек устрашает природу 
Жак Ив Кусто

 
     Остановитесь и прислушайтесь: по улице с шумом проносятся машины. Хлопают двери парадных на мощных стальных пружинах, со двора несутся крики детворы, до глубокой ночи бренчат гитары. Оглушают магнитофоны и телевизоры, заводские цеха встречают нас грохотом станков и других машин… 

 

Человек всегда жил в  мире звуков и шума. Для всех живых  организмов, в том числе и человека, звук является одним из воздействий  окружающей среды. В природе громкие звуки редки, шум относительно слаб и непродолжителен. Сочетание звуковых раздражителей дает время животным и человеку, необходимое для оценки их характера и формирования ответной реакции. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Наш век стал самым шумным. Трудно сейчас назвать область техники, производства и быта, где в звуковом спектре не присутствовал бы шум, то есть мешающая нам и раздражающая нас смесь звуков.

 

За определенный комфорт, удобства связи и передвижения, благоустройство  быта и совершенствование производства современному человеку приходится слушать  уже не скрип телег и брань  возниц, а вой автомобилей, мезги  трамваев, тарахтенье мотоциклов и  вертолетов, рев реактивных самолетов.

 

За последние десятилетие  проблема борьбы с шумом во многих странах стала одной из важнейших. Внедрение в промышленность новых  технологических процессов, рост мощности и быстроходности технологического оборудования, механизация производственных процессов привели к тому, что человек в производстве и в быту постоянно подвергается воздействию шума высоких уровней.

 

     Картина вроде обыденная. Но вряд ли она правильная и так должно быть на самом деле, ведь всё это вредит окружающей среде и всему человечеству.

 

 

1. Акустическое (шумовое) загрязнение окружающей  среды

 

     Акустическое загрязнение окружающей  среды подразумевает - интенсивный, раздражающий шум или нежелательный звук, возникающий в результате интенсивной человеческой деятельности. Хотя звук химически или физически не изменяет и не повреждает окружающую среду, как это происходит при обычном загрязнении воздуха или воды, он может достигать такой интенсивности, что вызывает у людей психологический стресс или нарушения нормальной работы организма. В этом случае можно говорить об акустическом загрязнении среды.

     Раздражающие  шумы существуют и в природе  (абиотические и биотические), однако  считать их загрязнением неверно, поскольку живые организмы адаптировались к ним в процессе эволюции.

      При характеристике шумового  загрязнения используют следующие  термины:

ШУМ – случайное сочетание звуков различной интенсивности и частоты;

ЗВУК – упругие волны, распространяющиеся в упругой среде, вызванные каким-либо источником;

ЗВУКОВОЕ  ПОЛЕ – область среды, в которой распространяются звуковые волны;

ЗВУКОВОЕ  ДАВЛЕНИЕ – разность между давлениями в звуковом поле,  возникающая вследствие деформации разряжения и сжатия;

ИНТЕНСИВНОСТЬ  ЗВУКА – средний поток звуковой энергии, проходящий в единицу времени через единицу поверхности;

ЗВУКОВАЯ  МОЩНОСТЬ – общее количество звуковой энергии, излучаемой источником в единицу времени.

 По своим характеристикам  акустические колебания подразделяются  на инфразвук (ниже 16 Гц), звук  воспринимаемый человеческим ухом                  (16-20000 Гц),  ультразвук (выше 20000 Гц).

    

 

    На акустическое загрязнение окружающей среды до недавнего времени  не обращали должного внимания. Однако, интенсивное развитие техники, различных видов транспорта в ХХ веке значительно изменили акустическую среду на планете. И эта проблема стала одной из важных глобальных экологических проблем, таких как глобальные изменения климата, разрушение озонового слоя и т.п.

 

 

     Всемирная  Организация Здравоохранения определяет  акустический шум как звук, оцениваемый  негативно и наносящий вред  здоровью. К физическим загрязнениям  окружающей среды относится также и вибрация – колебательное движение точки или механической системы в пространстве. Акустический шум часто является следствием вибрации. Вибрация и шум распространяются в окружающей среде в виде колебательных волн.

1.1 Причины  акустического загрязнение окружающей среды

 Естественные природные звуки мы склонны воспринимать как тишину. К сожалению, современный человек вносит в звуковой ландшафт много шумов. Причины такого загрязнения чаще всего кроются там, где коэффициент населения очень высок. Главным источником шумового загрязнения являются транспортные средства – автомобили (на асфальтовых покрытиях при скоростях 50 км/ч у легковых автомобилей и 70 км/ч у грузовых  шум от движения колес автомобиля по покрытию становится громче шума от двигателя), железнодорожные поезда и самолеты. Помимо транспорта            (60-80% шумового загрязнения), другими важными источниками шумового загрязнения в городе являются: промышленные предприятия, звуковые рекламы, автомобильные сигнализации, собачий лай, шумные люди и другие источники звука существенно увеличивают шум на улицах.

     С наступлением постиндустриальной эпохи всё больше и больше источников шумового загрязнения (а также электромагнитного) появляется и внутри жилища человека. Источником этого шума является бытовая и офисная техника, электрические устройства, кондиционеры, телевизоры, радио, проигрыватели и магнитофоны нередко являются источниками повышенных шумов. 
Более половины населения Западной Европы проживает в районах, где уровень шума составляет 55÷70 дБ. 

1.2 Контроль  акустического загрязнения и снижение уровня шума

     Самым  простым способом защитить работающих  от болезненного действия шума  является использование бирушей  и специальных наушников. Этот  способ применяется, например, служащими  аэропортов. Другой способ заключается  в использовании поглощающих или изолирующих звуки материалов в помещениях, где находятся сильные источники шума.

Есть и другие способы борьбы с шумом, направленные на его источник. Такие решения подразумевают изменение конструкции двигателей, чтобы сделать их тише, установку глушителей на моторы и механические устройства, изменение конструкций протекторов шин, установка амортизирующих бандажей на металлические колеса железнодорожных вагонов и вагонов метро.

      Возникает множество социально-экономических изменений из-за акустического загрязнения. Стоимость зданий повышается в связи с установкой звукоизолирующих систем. Цены на жилье в районах с таким уровнем шума падают. Возникают острые конфликты с жителями домов из-за проблем с шумом.

 

2. Классификация шума

     Шум – это звуковые волны, воспринимаемые людьми как неприятный, мешающий или даже вызывающий болезненные ощущения фактор. Бактериолог Роберт Кох (1843-1910) почти сто лет назад предсказал, что “когда-нибудь человеку придется ради своего существования столь же упорно бороться с шумом, как он борется сейчас с холерой и чумой”. В зависимости от  источника шумы бывают: авиационный, бытовой, промышленный, транспортный. А в зависимости от характера: импульсный, прерывистый, тональный, широкополосный. Чаще всего шум – продукт техники, и потому стал опасен сравнительно недавно. Характерные примеры шума – свист, треск, шипение, дребезжание.

1. По характеру спектра, шум следует подразделять на:

• широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы;
• тональный, в спектре которого имеются выраженные дискретные тона. 

2. По временным характеристикам, шум следует подразделять на:

• постоянный, уровень звука которого за 8 - часовый рабочий день изменяется во времени не более на 5дБА при измерениях на временной характеристике «медленно»  шумомера по ГОСТ 17187;
• непостоянный, уровень звука которого за 8- часовый рабочий день изменяется во времени  более чем на 5дБА при измерениях на временной характеристике «медленно»  шумомера по ГОСТ 17187. 

3. Непостоянный шум следует подразделять на:

• колеблющийся во времени, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;
• прерывистый, уровень звука которого ступенчато изменяется, причем длительность интервалов, в течении которых уровень остаётся постоянным,  составляет 1с и более;
• импульсный, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1с, при этом уровни звука, измеренные в дБА на временных характеристиках «импульс» и «медленно» шумомера по ГОСТ 17187, отличаются не менее чем на 7 дБ.

 

3.  Влияние акустического загрязнения на здоровье людей

 
     Шум в определённых условиях может оказывать значительное, неблагоприятное влияние на здоровье и поведение человека. Шум может вызывать раздражение и агрессию, артериальную гипертензию (повышение артериального давления), тиннитус (шум в ушах). Если уровень шума высок (более 90 дБ) и действие его продолжительно, это может вызвать потерю слуха. У рабочего, день за днем стоящего за грохочущим станком, или у музыканта, играющего в оркестре, может отмечаться постоянное снижение слуха, если он испытывает воздействие сильного шума в течение ряда лет. Глухота издавна считается профессиональной болезнью печатников и текстильщиков. Даже если шум непродолжителен, например, грохот отбойного молотка, он все же способен вызвать нарушения слуха. При этом вовсе не обязательно подвергаться вредному воздействию каждый день. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц. 
При шуме на уровне более 110 дБ у человека возникает звуковое опьянение, по субъективным ощущениям аналогичное алкогольному или наркотическому. 
При шуме на уровне 145 дБ у человека происходит разрыв барабанных перепонок. 
Женщины менее устойчивы к сильному шуму, чем мужчины. Кроме того, восприимчивость к шуму зависит также от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий и т. д.

     Шум воспринимается большинством людей как нечто раздражающее и беспокоящее, вызывая психологический и эмоциональный стресс, который с трудом поддается измерению. Шум может вызывать общую раздражительность, мешать нормальному сну, оказывать влияние на эффективность труда и речевого общения. Особенно сильное раздражение вызывает неожиданный шум, например переход через звуковой барьер сверхзвукового самолета, а также шум, источник которого не сразу удается установить. Возможно, в этом случае проявляется природный инстинкт самосохранения.

Шум оказывает особое, отрицательное влияние на умственную деятельность и легко может нарушить естественное течение жизни. Длительное воздействие шума является причиной хронического утомления, головных болей и ощущения дискомфорта у многих людей, даже если уровень шума ниже, чем тот, что действительно причиняет боль.  

  Современный шумовой дискомфорт вызывает у живых организмов болезненные реакции. Транспортный или производственный шум действует угнетающе на человека – утомляет, раздражает, мешает сосредоточиться. Как только он смолкает, человек испытывает чувство облегчения и покоя.

 

 

Городской шум влияет на здоровье человека. Его можно отнести к причинам возникновения гипертонической болезни, ишемической болезни сердца. Постоянное воздействие шума (более 80 дБ) приводит к гастриту и язвенной болезни желудка. Негативное влияние шума сказывается не только на сердечнососудистой системе, но и на моторике кишечника, различных обменных процессах и, что крайне важно, на иммунитете (в частности, выработке антител для борьбы с разного рода инфекциями). Особенно опасно, что шум, снижая порог чувствительности нервных клеток в дневное время, ведет к нарушению сна, а в ночные часы он наносит здоровью человека невосполнимый ущерб.

Одним из наиболее мощных источников шума являются вертолеты  и самолеты особенно сверхзвуковые. При тех высоких требованиях  к точности и надежности управления современным самолетом, которые предъявляются к экипажу летательного аппарата, повышенные уровни шумов оказывают отрицательное воздействие на работоспособность и быстроту принятия информации экипажем.

Шумы, создаваемые самолетами, вызывают ухудшение слуха и другие болезненные явления у работников наземных служб аэропорта, а также у жителей населенных пунктов, над которыми пролетают самолеты.

 

     Врачи пытаются определить, как организм реагирует на шум, регистрируя показатели кровяного давления, состояния произвольной и непроизвольной мускулатуры, изменения характера дыхания, циркуляции крови, выделения пищеварительных соков и других характеристик, которые свидетельствуют о повышенном напряжении в организме. Реакция человека на шум разнообразна и сложна, а о длительном воздействии психологического стресса, с ним связанного, известно мало.

 
Дискомфорт вызывает не только шумовое  загрязнение, но и полное отсутствие шума. Более того, звуки определённой силы повышают работоспособность и стимулируют процесс мышления (в особенности процесс счёта) и, наоборот, при полном отсутствии шумов человек теряет работоспособность и испытывает стресс. Наиболее оптимальными для человеческого уха являются естественные шумы: шелест листьев, журчание воды, пение птиц. Индустриальные шумы любой мощности не способствуют улучшению самочувствия.