1. Общая характеристика взаимоотношений Человека и Природы, их эволюция после начала «промышленной революции» (1750-2000 г)

Вид материала

Документы

Содержание D - диаметр проволоки, м; S Эластичные экраны Акустическое поле Непосредственное воздействие акустического шума на слуховые органы и его регламентация Косвенное воздействие акустического шума Методы и средства зашиты от воздействия акустических шумов Акустическая эмиссия как предвестник разрушений Общий (линейный) уровень звукового давления Эквивалентный (по энергии) общий (линейный) уровень звукового давления L Р - измеряемое среднеквадратическое значение звукового давления, Па; Р Классификация инфразвука, воздействующего на человека Основные источники инфразвука 80 Эффекты влияния инфразвуковых полей на человека Действующие нормативные документы по инфразвуковому облучению населения Мероприятия по снижению влияния инфразвука

Подобный материал:

• Итоги развития советской психологии в предвоенные годы (в конце 30-х гг.) 13 Общая, 1927.8kb.
• Эрик хобсбаум. Век революции. Европа 1789-1848, 5544.43kb.
• Философские аспекты взаимоотношений человека и природы в условиях глобального экологического, 317.37kb.
• 1 Экологическая доктрина Российской Федерации, 739.58kb.
• Экологическая доктрина российской федерации, 271.42kb.
• Власть и мусульмане среднего поволжья: эволюция взаимоотношений. 1945 2000, 896.56kb.
• Преподаватель Титов Владимир Николаевич, 65.81kb.
• Колониальная политика Англии после буржуазной революции, 66.65kb.
• А. В. Чудинов 200 лет Великой французской революции, 301.1kb.
• Общая характеристика работы актуальность темы исследования, 1181.69kb.

Материалы для электромагнитных экранов. Для металлических листов расчет эффективности экранирования производится по приведенным формулам.

Преимуществами проволочных сеток по сравнению со сплош­ными металлическими листами являются: сниженные массогабаритные параметры; улучшенный теплообмен экранированной камеры с внеш­ней средой; возможность визуального наблюдения за индикаторами ус­тановок.

Эффективность плоского экрана из сетки рассчитывается сле­дующим образом: где D - диаметр проволоки, м; S - шаг сетки, м; R₌ = 1/πσ(0,5D)² -сопротивление 1 м одной проволоки постоянному току, Ом; σ - удельная проводимость материала проволоки, См/м; и=D/(Δ√2 ); Для сетчатых экранов справедливо следующее с увеличением частоты уменьшается эффективность экра­нирования сеток эффективность экранирования медных сеток при прочих равных условиях выше, чем стальных, особенно для частот до 1МГц для частот ниже 50 кГц более эффективны редкие сетки из толстой проволоки, для более высоких частот - густые сетки из более тонкой проволоки.Эффективность экранирования сплошного экрана с отвер­стиями, затянутыми сеткой, можно приближенно рассчитать по следующей формуле:

Э_с=Э√N

где Э - эффективность экранирования, определенная по формуле для экрана с отверстиями; N - число ячеек сетки, умещающееся на площади отверстия.

Если установленная на отверстии сетка не обеспечивает тре­буемой эффективности экранирования, а заменить ее более гус­той сеткой невозможно, то имеет смысл применять двуслойные сетки. В этом случае вычисленное значение эффективности экра­нирования Э_с домножается на

Э^*_с=4πD₁₂/λ

где D₁₂ — расстояние между слоями сетки, м; λ - длина волны, м.

Радиозащитное стекло применяется для изготовления смотро­вых отверстий и очков как средство индивидуальной защиты (табл. 12.10)

Эластичные экраны представляют собой либо материалы из фольги, наклеенной на ткань, либо радиозащитные ткани, либо специальные поглощающие материалы (резина, поролон). При­меняются для изготовления эластичных экранов, халатов и фар­туков как средств индивидуальной защиты (табл. 12.10).

Экранирующие свойства некоторых строительных материалов приведены в табл. 12.11.

71-72-73-74-75 БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ

При возбуждении колебаний в воздухе или каком-либо другом газе говорят о воздушном звуке (воздушная акустика), в воде - подводном звуке (гидроакустика), а при колебаниях в твердых телах - звуковой вибрации.

В узком смысле под акустическим сигналом понимают звук, то есть упругие колебания и волны в газах, жидкостях и твердых телах, слышимых человеческим ухом. Поэтому акустическое поле и акустические сигналы прежде всего рассматривают как средство коммуникативного общения

Однако акустические сигналы могут вызывать и дополнительную реакцию. Она может быть как положительной, так и отрицательной, приводя в ряде случаев к необратимым отрицательным последствиям в организме и психике человека. Например, при монотонном труде с помощью музыки можно достичь повышения производительности труда.

При этом с нарастанием громкости звука производительность сначала растет, но потом все равно снижается. Шум положительно влияет на процесс конкретного мышления и отрицательно на абстрактное мышление.

Исходя из этого ISO (Всемирная организация стандартизации) определила акустический шум как "...звук, оцениваемый негативно и наносящий вред здоровью". Акустические колебания и волны разделяют по частотному диапазону следующим образом:

Акустическое поле характеризуют звуковым давлением t\t) и колебательной скоростью частиц среды ¥(/)o Уровни звука принято измерять в децибелах (дБ) относительно некоторого уровня Р0, принятого за нулевой (в акустике в качестве нулевого используют условный порог слышимости человеческого уха. Интенсивность звука I (сила звука) - интенсивность звука в плоской звуковой волне (измеряется в Вт/м2).

Вследствие частотной зависимости восприимчивости уха человека к различным частотам, воспринимаемые ухом как одинаковые по уровню громкости сигналы различной частоты имеют, как правило, различные уровни звукового давления.

Уровни громкости измеряют в фонах, которые приведены к некоторому среднестатистическому уху человека {см. табл. 2.1-8).

Представления об акустическом поле как загрязнителе окружающей среды появились относительно недавно. Различают два основных механизма раздражения:

- непосредственного воздействия звука на слуховые органы через слуховые клетки и нервы, и

- косвенные - через возбуждение сигналов в нервных клетках, не являю щихся слуховыми.

Важное место занимают ультразвуковые и низкочастотные акустические поля, не воспринимаемые непосредственно органами слуха человека.

В обоих случаях в конечном итоге происходит возбуждение вегетативной нервной системы и (или) возникают дополнительные психические реакции.

Для вегетативной нервной системы характерно четкое соответствие между шумом и реакцией, в то время как в области психики такое соответствие отсутствует.

Выраженные психические реакции проявляются, уже начиная с уровней 30 дБ(А).

Решающую роль в возникновении комфорта или дискомфорта играет у человека его отношение к источнику звука. Например, звук падающих из крана капель или тиканье будильника может вызвать раздражение и, напротив, громкая музыка (90 дБ) в состоянии оказать на одного человека положительное воздействие (радость, расслабление), на других - отрицательное.

Ощущение дискомфорта могут вызывать различные уровни звука в зависимости от индивидуума, условий его работы, предыстории его психического состояния. В большинстве случаев дискомфортность исчезает при исчезновении источника раздражения. Однако в некоторых случаях возникают остаточные явления, которые либо проходят бесследно через некоторое вре-мяпосле выключения раздражителя, либо снимая внешнее проявление дискомфортности спустя какое-то время, накапливаются в организме, приводя через определенное время к необратимым изменениям в организме.

В целом воздействие акустических волн напоминает воздействие на организм радиоактивности или рентгеновских лучей, с несколько иными последствиями.

Поэтому, при введении предельно допустимых норм акустических сигналов и шумов необходимо исходить не только из "громкости"' и частотной полосы излучения, но и из времени, в течение которого человек подвергается данному воздействию, регулярности такого воздействия и т.д. [1-9].

Непосредственное воздействие акустического шума на слуховые органы и его регламентация

В настоящее время считается, что уровни действующего вредным образом на организм звука в диапазоне частот 60-20000 Гц установлены относительно правильно. Введен стандарт на санитарные нормы допустимого шума в помещениях и на территориях жилой застройки в этом диапазоне (ГОСТ 12.1.003-83, ГОСТ 12.1.036-81, ГОСТ 2228-76, ГОСТ 12.1.001-83, ГОСТ 19358-74).

При воздействии (особенно длительном) звуковых волн соответствующей интенсивности в органах слуха кроме слуховых ощущений могут возникнуть следующие основные функциональные изменения.

- Оглушение, а иногда и разрыв барабанных перепонок, при акустичес

ком раздражении высокой интенсивности, возникающем мгновенно (на

пример, при взрыве).

-Временное повышение порога слышимости при воздействии звука достаточно большой интенсивности за счет сужения и даже перекрывания кровеносных сосудов внутреннего уха, нарушения обмена веществ и появления усталости слуховых клеток (снижение чувствительности слуховых органов).

- Тугоухость (необратимые потери слуха) при длительном воздействии

звука высокой интенсивности.

Волокна слуховых нервов достигают центральных областей продолговатого мозга, откуда раздражение передается далее. В результате изолированное раздражение уха может сопровождаться комплексной реакцией.

- Повышение частоты дыхания после прекращения действия шумов.

- Воздействие на вегетативную нервную систему через изменения в системе кровообращения. Реакция на звук выражается незначительным уменьшением кровеносного давления и некоторым увеличением частоты пульса и в гораздо большей степени - повышением периферийного сопротивления сосудов при интенсивности звука более 70 дБ (А).

Вегетативные реакции, вызываемые звуковым раздражением, не зависят от фактора привыкания.

- Расширение зрачков, которое зависит от интенсивности звука и, начиная с 75 дБ (А), происходит нелинейно. В результате может наблюдаться уменьшение глубины резкости зрения.

- Воздействие на психику. Решающую роль в возникновении комфорта или дискомфорта играет у человека его отношение к источнику звука. Воздействие на психику возрастает с повышением частоты, увеличением громкости и уменьшением частотной полосы шума, хотя шум не всегда вызывает отрицательную реакцию. При длительном воздействии шума с интенсивностью, превышающей предельную, возникает опасность органических повреждений. Наиболее часто происходят патологические изменения периферийной системы кровообращения.

При регламентации уровней акустических шумов в звуковом диапазоне обычно исходят из следующих возможных результатов воздействия шума:

Тугоухость. Это единственно четко определяемое повреждение организма от воздействия шума, которое в современной медицине принято считать неизлечимым.

При воздействии импульсных шумов (удары молота, выстрелы) проявляется условный слуховой рефлекс, уменьшающий восприятие импульсов, если между импульсами есть пауза не более 1-2 секунд. Информация об уровне усредняется и человек может получить повреждение уха импульсом 1-10 мс, считая его недостаточно интенсивным на слух.

Нарушение разборчивости речи. Оно не приводит к явной потере здоровья, но косвенно может служить причиной несчастных случаев из-за неправильно понятых команд.

Возбуждение вегетативной нервной системы. Порог раздражения в состоянии бодрствования примерно 70 дБ (А), в состоянии глубокого сна -5дБ(А).

Для нормального сна средний уровень шума не должен превышать 35 дБ (А) ьез дискретных составляющих, превышающих это значение более, чем на 10 дБ. Нарушение работоспособности. Шум на рабочем месте должен быть как можно ниже.

Неприятные ощущения (относятся к психике). Четко отделить их от вегетативных реакций невозможно. Неприятные ощущения зависят не только от чисто физических параметров шума, но и от субъективных факторов.

Косвенное воздействие акустического шума

Инфразвук.Инфразвук (характерная полоса частот от 3 до 200 Гц) может оказывать весьма существенное влияние на человека, в частности, на его психику. Природными источниками инфразвука являются землетрясения, извержения вулканов, раскаты грома, штормы, ветры. Немалую роль в их возникновении играет турбулентность атмосферы. Например, мистраль (северный или северо-западный холодный ветер на юге Франции) создает инфразвук с частотой 0,6 Гц.

Естественный инфразвук, возникающий при штормах, использовался в Японии для заблаговременного предупреждения цунами. К искусственным (антропогенным) источникам инфразвука относят взрывы, в том числе атомные, выстрелы из тяжелых орудий, вибрации зданий, конструкций, прессы, вентиляционные системы, вибрации в поездах, автомобилях, на кораблях и судах, работа дизельных установок, авиационных двигателей и т. п. Обычно искусственные источники имеют ярко выраженные частоты и довольно сильно различаются как по частоте, так и по интенсивности.

Данные о физиологическом действии инфразвука противоречивы. Считается, что его влияние на человека связано с резонансами внутренних органов. Так как длина волны инфразвука значительно больше размеров человека, то он подвергается ее воздействию синфазно (одновременно синхронно со всех сторон). В случае резонансов это может приводить к большим периодическим смещениям органов и тканей. Причем движение всех органов происходит в фазе, что может приводить к разрывам и кровотечениям в легких.

Определяют четыре зоны воздействия на человека инфразвука. Вредное действие определяется не только уровнем звука, но и его частотой. Из очевидных последствий, обнаруженных на облучавшихся инфразвуком добровольцах, отметим следующие:

- изменение артериального давления и частоты сердечной деятельности (7...10ГЦ);

- нарушение вестибулярных функций мозга (20 Гц и менее);

- нарушение зрения (40...60Гц);

-нарушение работы желудочно-кишечного тракта, тошнота, рвота, головокружение;

- появление чувства страха, ужаса.

Особенно сильно подвержены действию низкочастотного звука люди старше 50 лет. Так как воздействие инфразвука не воспринимается непосредственно органами чувств человека, источники инфразвука могут быть использованы как перспективный вид оружия массового поражения людей.

Регламентация уровней инфразвука. До сих пор проблема измерений и регламентации уровней Госстандартом не решена. Существует значительный разброс в оценке допустимых норм на уровни инфразвука. Имеется ряд санитарных норм, например, санитарные нормы допустимых уровней инфразвука и низкочастотного шума на территории жилой застройки (Сан-ПиН 42-128-4948-89), рабочих местах (3223-85), ГОСТ 23337-78 (методы измерения шума...), и др. ГОСТ 12.1.003-76, запрещает даже кратковременное пребывание в зонах с уровнем звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.

Ультразвук. Воздействие на биологические объекты УЗ различно в зависимости от интенсивности УЗ и длительности облучения.

При малых интенсивностях (цо 2-3 Вт/см2) на частотах 105-106 Гц УЗ производит микромассаж тканевых элементов, способствуя лучшему обмену веществ. Повышение интенсивности УЗ приводит к возникновению в биологической среде кавитации и механическому разрушению клеток и тканей.

Кроме того, при распространении УЗ в биологической среде происходит его поглощение и преобразование в тепловую энергию, т. е. наблюдается неравномерный нагрев тканей. Причиной изменений, возникающих в биологических объектах под действием УЗ, могут быть также вторичные эффекты физико-химического характера (химическое действие УЗ). УЗ может использоваться для разрушающего воздействия на яйца, личинки и куколки некоторых насекомых, в частности, комаров.

Наблюдается бактерицидное действие УЗ: при его воздействии, в частности, наблюдалась сильная задержка времени свертывания молока. Озвучивание семян картофеля и гороха дает ускоренное развитие и прирост урожайности этих культур.

Возможность вызывать с помощью УЗ разнообразные полезные биологические эффекты в тканях организма человека широко используется в УЗ-терапии и хирургии.

В связи с широким распространением разнообразных ультразвуковых устройств промышленного и бытового назначения, а также выявленной опасностью для здоровья людей, которую представляют ультразвуковые колебания, превышающие определенные значения, ГОСТ определяет допустимые уровни звукового давления на рабочих местах в третьоктавных полосах.

Вибрация. Звуковая вибрация представляет самостоятельный интерес лишь при очень высоких ее уровнях в связи с вибрационной усталостью материалов и конструкций. Однако вибрации могут, во-первых, способствовать звукоизлучению в окружающую среду (т.е. являться источником вредных и, прежде всего, инфразвуковых волн), во-вторых, непосредственно воздействуя на скелет человека, передаваться с малым затуханием в любую точку организма, и приводя даже при относительно малых уровнях вибраций к значительным последствиям, связанным с резонансными явлениями в организме человека. В связи с этим уровни вибраций также подлежат регламентации.

Методы и средства зашиты от воздействия акустических шумов

и вибраций

В качестве способов защиты от акустического воздействия следует рассматривать:

- выявление источников шума антропогенного происхождения и снижение уровня шумоизлучения промышленных объектов, транспортных средств и различного типа устройств;

- правильное планирование застройки территорий, предназначенных для размещения предприятий и жилых домов, широкое использование при этом защитных озеленительных посадок (деревья, трава и пр.);

- использование при конструировании зданий и отдельных помещений специальных звукопоглотителей и звукопоглощающих конструкций;

- демпфирование звуковых вибраций;

- использование индивидуальных средств защиты органов слуха при работе в условиях повышенной шумности (заглушки, вкладыши, наушники, шлемы и т. п.).

Акустическая эмиссия как предвестник разрушений

Установлено, что разрушению объектов, обвалам горных пород в шахтах, землетрясениям и пр. предшествует образование микроразломов и трещин. Их образование сопровождается излучением акустических импульсов (явление акустической эмиссии). Частота следования этих импульсов и их длительность связаны с мощностью последующих событий. Более мощному готовящемуся разрушению соответствует и более низкая частота. Известно, что в шахтах раньше для крепежных работ использовали специальные породы деревьев, "поющих" специальным образом при возникновении акустической эмиссии, предшествующей обвалу. Японские сейсмологи в течение последних 10 лет активно пытаются использовать регистрацию низкочастотной акустической эмиссии в глубинных породах для предсказания землетрясений. Китайские ученые на основании исследований многочисленных летописных свидетельств поведения животных именно с акустической эмиссией связывают чувствительность многих биообъектов к стихийным бедствиям (биологические предвестники землетрясений).


79 ИНФРАЗВУК

Общие понятия и определения

Акустические поля различных частот, от инфразвукового диапазона до ультразвукового, непрерывно на протяжении всей жизни воздействуют на человека, вызывая различные, часто еще не до конца изученные реакции как всего организма, так и отдельных его органов. Наиболее загадочные явления наблюдаются при воздействии на человека инфразвуковых колебаний. Не воспринимая их непосредственно органами слуха, человек тем не менее ощущает их другими органами.

В процессе своей жизнедеятельности, как в производственной среде, так и среде обитания, человек постоянно сталкивается с воздействием инфразвуковых колебаний.

Инфразвук - звуковые колебания и волны с частотами, лежащими ниже полосы слышимых (акустических) частот в 20 Гц.

Общий (линейный) уровень звукового давления, дБ Лин, — величина, измеряемая по шкале шумомера «линейная» или рассчитанная путем энергетического суммирования уровней звукового давления в октавных полосах частот без корректирующих октавных поправок.

Эквивалентный (по энергии) общий (линейный) уровень звукового давления L_экв, дБ Лин, - уровень постоянного широкополосного инфразвука, среднеквадратическое звуковое давление которого такое же, как и данного непостоянного инфразвука в течение определенного интервала времени.

В настоящее время инфразвук наименее изученный вредный и опасный фактор загрязнения окружающей среды. Инфразвук -акустическое нейтрино, и практических преград распространения инфразвуковых волн не существует.

Физической характеристикой инфразвука является среднеквадратическое значение уровней звукового давления в октавных (1/3 октавных) полосах частот в децибелах:

где Р - измеряемое среднеквадратическое значение звукового давления, Па; Р_о= 2*10^-5 Па - пороговое значение среднеквадратического давления, соответствующее нулю децибел.

Применение в различных сферах деятельности человека машин и механизмов, увеличение их мощности и габаритных размеров, производительности и других технических характеристик обусловливают тенденцию повышения низкочастотных составляющих в спектрах шумов на рабочих местах и появление инфразвука. Характерной особенностью инфразвука в отличие от слышимого и ультразвукового диапазона частот является большая длина волны и малая частота колебаний. При этом инфразвуковые волны могут свободно огибать препятствия, распространяясь в воздушной среде на большие расстояния с незначительной потерей энергии, поскольку поглощение инфразвука в атмосфере незначительно.

Классификация инфразвука, воздействующего на человека

По характеру спектра инфразвук подразделяется на широкополосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы и тональный, в спектре которого имеются слышимые дискретные составляющие. Гармонический характер инфразвука устанавливают в октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам различают инфразвук постоянный, уровень звукового давления которого изменяется за время наблюдения не более чем в 2 раза (на 6 дБ) при измерении по шкале шумомера «линейная» на временной характеристике «медленно», и непостоянный, уровень звукового давления которого изменяется за время наблюдения не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) при измерении по шкале шумомера «линейная» на временной характеристике «медленно».

Основные источники инфразвука

Источники инфразвуковых колебаний могут быть как естественными - различные природные явления и процессы, так и искусственными, созданными в результате производственно-технической и научной деятельности человека. Низкочастотные акустические колебания широко представлены в окружающей нас природе. Природными источниками инфразвука являются землетрясения, извержения вулканов (с частотой около 0,1 Гц), грозовые разряды (0,25...4 Гц), штормы (так называемый «голос моря» -10 Гц), ветры. Немалую роль в возникновении играет турбулентность атмосферы. Например, мистраль (северный или северо-западный холодный ветер на юге Франции) создает инфразвук частотой 6 Гц. Северные сияния также генерируют инфразвуковые волны. Однако все эти источники инфразвука локализованы в пространстве и времени и не оказывают глобального влияния на жизнь человечества. Различные естественные источники низкочастотных колебаний создают на планете так называемый инфразвуковой фон, который все время меняется, что обусловлено постоянным обменом энергии между различными явлениями природы.

В последнее время наблюдается увеличение инфразвукового фона в окружающей среде в связи с активной деятельностью человека на Земле, в частности с развитием промышленного производства и транспорта. К основным техногенным источникам инфразвуковых колебаний в городах можно отнести:

- производственный инфразвук, генерируемый различным оборудованием, расположенным на территории многочисленных промышленных предприятиях в черте городской застройки в крупных урбанизированных центрах (наиболее характерно для градообразующих предприятий металлургической промышленности, в которой фиксировался инфразвук 97... 107 дБ на частотах 8...16Гц);

- спектры шумов транспортных потоков, содержащие инфразвуковые составляющие, которые не регистрируются обычными измерительными приборами и обладают высокими уровнями звукового давления;

- инфразвуковые колебания высокой интенсивности, которые наблюдаются в зоне жилой или промышленной застройки, причем источником этих колебаний являются не транспортные средства или высокоэнергетическое промышленное оборудование, а фактически сами здания или сооружения.

Человек подвергается воздействию таких техногенных источников звука: возвратно-поступательных движений частей различных механизмов и сооружений, доменных печей, дизельных моторов, кузнечных прессов, реакторов. Наибольшую интенсивность инфразвуковых колебаний создают машины и механизмы, имеющие поверхности больших размеров. При этом инфразвуковые колебания являются не только составной, но во многих случаях и преобладающей частью спектров производственных шумов.

Инфразвук - составная часть спектров шума, излучаемого технологическими агрегатами (табл. 13.1). Так, в спектрах шума большей части агрегатов черной металлургии преобладают низкие частоты. В сталелитейном производстве уровни звукового давления (УЗД) инфразвука и низкочастотного шума агрегатов существенно зависят от интенсификации технологических процессов.

Инфразвуковые колебания в диапазоне ниже 20 Гц создают воздушные и поршневые компрессоры с максимальными УЗД от 92 до 123 дБ преимущественно в октавах 8... 16 Гц. Измерения инфразвука в компрессорных цехах показали, что спектр шума имеет пик в 1/3-октаве 20 Гц с разностью УЗД между дБ Лин и дБА в 23 дБ.

На атомных электростанциях (АЭС), в помещениях компрессорных шум, создаваемый технологическим оборудованием АЭС, имеет широкополосный спектр с преобладанием акустической энергии 86...98 дБ преимущественно в октавах 31,5...63 Гц.

Мощными источниками инфразвука являются реактивные двигатели космических ракет. Так, при запуске некоторых типов их максимальные УЗД, превышающие 150 дБ, находятся на частотах 10 и 12,5 Гц. В кабинах вертолетов максимальные УЗД составляют 110...120 дБ на частоте 28 Гц, соответствующей движению лопастей винта. Высокие уровни инфразвука обнаружены также на трассе сверхзвуковых реактивных самолетов. При прохождении ими звукового барьера образуется ударная волна с максимумом спектральной плотности в диапазоне 1...100 Гц. При взлете (гражданских) турбореактивных самолетов типа ТУ 154, уровни инфразвука в салоне составили 80 дБ на частоте 4 Гц и 90 дБ на частоте 20 Гц.

Источниками инфразвуковых колебаний являются и наземные средства транспорта. Высокие уровни инфразвука до 100...110 дБ в диапазоне 9... 16 Гц отмечаются в кабинах легковых автомобилей. При частично открытых окнах автомашины уровни инфразвука повышаются до 110... 120 дБ, а их частотный диапазон расширяется до 31,5 Гц, при открытых окнах наиболее высокое звуковое давление 120 дБ наблюдается в диапазоне 2...6 Гц.

Обычно искусственные источники имеют ярко выраженные максимумы частот и довольно сильно различаются по частоте и по интенсивности.

Результаты многочисленных исследований отечественными и зарубежными учеными рабочих мест основных видов транспортных средств и технологического оборудования представлены в табл. 13.2, где Δ - разность между уровнями звукового давления дБ Лин и дБА, измеренными по шкале шумомера «линейная» и «А» соответственно.

Выделенные классы спектров охватывают основные виды трудовой деятельности операторов, на которых влияют низкочастотные акустические колебания, и позволяют их учитывать при гигиеническом нормировании. Почти на 100% людей, находящихся в производственной среде, в большей или меньшей мере воздействуют интенсивные поля низкой (инфразвуковой) частоты, что вызывает у работника ряд отклонений от нормального состояния.

Чаще всего человек, не находящийся в производственной среде, подвергается непосредственному воздействию инфразвука в транспортных средствах, особенно на железнодорожном, морском и авиационном транспорте. Кроме того, транспортные потоки и отдельные автомобили формируют низкочастотный шум в окрестностях дорог, который является основной составляющей инфразвукового фона в жилых и общественных зданиях, где человек проводит основную часть своей жизни. Следует отметить, что в жилых и общественных зданиях уровни инфразвуковых колебаний меняются от 70 до 120 дБ, на территории жилой застройки - от 80 до 100 дБ. При этом их выраженность в общем шумовом спектре определяется разностью дБ Лин и дБА, составляющей от 10 до 20...30 дБ, т.е. выявляемый инфразвук оценивается от незначительного до ярко выраженного. В большинстве случаев инфразвук встречается не в изолированном виде, а в сочетании с низкочастотным шумом и вибрацией.

Результаты социально-гигиенических исследований показывают, что население, проживающие в районе, где имеет место круглосуточное воздействие инфразвука с уровнями свыше 109 дБ, предъявляет достоверно больше жалоб, чем население контрольного района (табл. 13.3).

80 Эффекты влияния инфразвуковых полей на человека

Гигиеническая проблема, связанная с влиянием инфразвука на организм человека, возникла сравнительно недавно - в 70-е годы XX в. Накопленные данные свидетельствуют о том, что инфразвуковые волны оказывают выраженное неблагоприятное воздействие на организм, особенно на психоэмоциональную сферу, влияют на работоспособность, сердечно-сосудистую эндокринную и другие системы.

При исследовании влияния инфразвука, колебаний и вибраций на человека можно выделить типичные нарушения нормального состояния, т.е. психофизические реакции, непосредственно влияющие на работоспособность человека и надежность выполнения им требуемых операций:

ухудшение управлением дыхания;

нарушение координации движений;

ухудшение способности слежения;

ослабление внимания;

уменьшение остроты зрения;

ухудшение прицельных движений.

Подавляющее большинство людей находящихся в производственной среде, в большей или меньшей мере подвергаются воздействию интенсивных полей низкой (инфразвуковой) частоты, что вызывает у работника ряд отклонений от его нормального состояния. Психофизическими исследованиями выявлены нарастание времени зрительной реакции, увеличение ошибок операторской деятельности, пространственная дезориентация испытуемых. У 86% операторов эти отклонения в сочетании с ощущениями апатии и вялости наблюдались уже при уровнях звукового давления ПО дБ. Биологический эффект низкочастотных акустических колебаний проявляется ответной реакцией всего организма, в которой участвуют преимущественно нервная, сердечно-сосудистая и дыхательная системы. В совокупности отклонения реакций различных систем организма от нормальных приводят к значительному снижению производительности труда, а при обслуживании технически сложных производств (предприятия нефтегазовой отрасли, управление современными скоростными транспортными средствами, работа, связанная с высоким уровнем умственной и психофизической нагрузки) может привести к аварийным ситуациям.

Городской шум в отличие от производственного характеризуется большим непостоянством распределения уровней во времени, что определяет трудности в изучении сложных и часто изменчивых реакций организма при взаимодействии его с другими факторами окружающей среды. Установлено, что люди, живущие в отдаленных тихих районах земного шара, отличаются более острым слухом по сравнению с жителями городов соответствующих возрастных групп. Население, проживающее в мегаполисах, попадает под постоянное воздействие низкочастотных колебаний различных уровней. У таких людей наблюдается накапливаемое возбуждение и раздражительность, происходит формирование так называемого «человека большого города».

Действующие нормативные документы по инфразвуковому облучению населения

В НИИ медицины труда РАМН в течение многих лет проводится исследование инфразвука. На основании полученных данных были разработаны гигиенические нормы этого фактора. Однако нет единого мнения о безопасных уровнях инфразвука: разброс составляет от 90 до 130... 150 дБ. Современная гигиеническая оценка воздействующих факторов предполагает учет таких основных параметров, как уровень, время действия и вероятность возникновения заболевания или физиологических изменений.

Гигиеническое нормирование инфразвука в какой-то мере базируется на критериях здоровья и работоспособности с оценкой влияния фактора на весь организм в процессе трудовой деятельности с учетом напряженности и тяжести.

Нормируемыми параметрами, согласно СанПиН 2.2.4./2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих места, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки» являются:

- уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц (дБ), определяемые пс формуле L_p = 10lg(P²/P₀²) где Р - среднеквадратическое значение звукового давления, Па; Р_о - исходное значение звукового давления в воздухе, равное 210^-5 Па;

- уровни звукового давления (при одночисловой оценке), измеренные по шкале шумомера «линейная», дБ Лин (при условии, что разность между уровнями, измеренными по шкалам «линейная» и «А» на характеристике шумомера «медленно», составляет не менее 10 дБ).

Нормируемыми характеристиками непостоянного инфразвука являются эквивалентные по энергии уровни звукового давления L_экв (дБ), в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц и эквивалентный общий уровень звукового давления (дБ Лин), определяемые по формуле



где Т - период наблюдения, ч; t_i - продолжительность действия шума с уровнем L_i, ч; п - общее число промежутков действия инфразвука; L_i - логарифмический уровень инфразвука в i-й промежуток времени, дБ.

В качестве дополнительной характеристики для оценки инфразвука (например, в случае тонального инфразвука) могут быть использованы уровни звукового давления в 1/3-октавных полосах со среднегеометрическими частотами 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; и 20 Гц; их следует пересчитывать в уровни в октавных полосах частот.

Предельно допустимые уровни инфразвука на рабочих местах, дифференцированные для различных видов работ, а также в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки проведены в табл. 13.4.

Стоит отметить, что для шумов, спектр которых охватывает инфранизкий и звуковой диапазоны, измерение и оценка корректированного уровня звукового давления инфразвука являются дополнительной к измерению и оценке шума в соответствии с «Санитарными нормами шума на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий, на территории жилой застройки» СН 2.2.4./2.1.8.562-96 и ГОСТ 12.1.003 «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности».

Средства контроля

Аппаратно-приборная база средств контроля, измерения и фиксирования (индикаторы) инфразвука постоянно совершенствуется и развивается. Существует большое число приборов, как отечественного, так и иностранного производства. Измерение инфразвука производится с использованием шумомеров класса 0 и 1 по ГОСТ 17187 «Шумомеры, Общие технические требования» с частотной характеристикой усилителя от 2 Гц и октавных (1/3-октавных) полосовых фильтров по ГОСТ 17168 «Фильтры электрические октавные и 1/3-октавные», а также вспомогательных приборов (магнитофонов, самописцев уровня и др.). Вспомогательные приборы должны использоваться с частотной характеристикой от 2 Гц.

Мероприятия по снижению влияния инфразвука

Защита от инфразвука может осуществляться в источнике возникновения, по пути распространения, в ограждаемом помещении.

Защита в источнике связана с уменьшением колебаний вибрирующего объекта, возмущающих сил или пульсации движущихся газовых либо гидродинамических потоков. В последнем случае применяют глушители.

Поскольку инфразвуковые волны без существенного затухания распространяются в открытом пространстве, а также без заметного ослабления проникают в закрытые помещения, основной мерой звукоизоляции помещений на низких частотах является увеличение жесткости ограждений.

89 Экологизация областей взаимодействия природы и человека.

Угроза глобального экологического кризиса все больше заставляет рассматривать человеческую деятельность сквозь призму законов живой природы. Реальность потери жизненного пространства настоятельно требует разработки системы сдерживающих мер, способных остановить разрушающее «наступление» цивилизации на благоприятные природные условия местообитаний растительности и животного мира. Поэтому, имея наиболее полное представление о проблемах «нашего дома», т.е. биосферы, экология в состоянии оперировать не только достижениями других разделов биологии, но и обосновать использование экологических принципов как в развитии смежных наук о Земле, физики, химии, математики, так и за пределами естественных наук – в экономике, политике, социологии, этике.

Так, например, необходимым и эффективным средством организации экологического мониторинга, является использование новейших разработок измерительных средств, по системам сбора и обработки данных об ОС, информатики и вычислительной технике.

Такой процесс формирования межотраслевых методов учета экологических факторов в различных научно-технических и социальных областях взаимоотношений цивилизации с ОС получил название экологизации [ ] и в основных чертах рассматривается ниже.

90 Экологизация общественного производства.

Представление об уровне, видах и территориальном распространении загрязнений в биосфере, их источниках, а также о состоянии важных для существования живых организмов природных объектов позволяет перейти к решению вопросов снижения техногенного давления на природу. Приоритетным направлением является разработка методов эффективной очистки загрязнений промышленного и агротехнического производства, снижение их отходности и прежде всего для особо вредных веществ, уменьшение использования природных ресурсов (ресурсоемкости) в производстве, т.е. постепенный переход к оборотным схемам. Внедрение подобных технологических принципов и мероприятий по сокращению уровня «заимствований» у природы и обратных выбросов загрязнений составляет суть экологизации общественного производства.

Для основных загрязнителей биосферы наиболее актуальными направлениями экологизации являются следующие:

 в промышленном производстве: изменение отраслевой структуры с уменьшением числа природоемких и высокоотходных технологий, многократным технологическим использованием отходов производства, внедрение высокоэффективных способов очистки и утилизации сохраняющихся вредных побочных продуктов, отказ от выпуска экологически опасной продукции и др.;

 в энергетике: разработка и переход на водородную или иные экологически чистые схемы способов выработки энергии, например, солнечную или ветровую, сокращение доли энергии, вырабатываемой на углеводородном сырье;

 в сельском хозяйстве: ограничение использования солевых форм минеральных удобрений с заменой их органическими и органно-минеральными, позволяющими существенно сократить вредное влияние на продукцию, почво-грунты и водную среду; существенное уменьшение применения пестицидов и заменой их на биосредства борьбы с вредителями, исключения гормональных стимуляторов роста и химдобавок в корм животных, применение наиболее щадящих методов обработки земли;

 для транспорта: сокращение выбросов СО, СО2 , «экологический» учет при организации его движения, постепенное сокращение доли использования личного транспорта, разработка экологически более безопасных видов топлива, защита от шума;

 для физических полей: уменьшение воздействия радиации, электро- магнитного излучения, электростатических полей и др.

Для всех перечисленных задач по экологизации производства приоритетным моментом является разработка технологий с наименьшей ресурсоемкостью и отходностью производства, т.е. с минимальным неблагоприятным экологическим воздействием. В случае, когда это невозможно осуществить (в основном при большой общественной значимости получаемой продукции), то функцию минимизации экологического ущерба до обоснованного уровня выполняет уже система очистки загрязнений или утилизации отходов.

Для очистки загрязнений необходима технологическая реализация принципа эффективного взаимодействия реагента-нейтрализатора, вещества-очистителя или фильтра с регламентированной массой загрязнителя. Это позволит успешно решать задачи по удалению самых сложных загрязнений и добиваться необходимого уровня очистки выбросов (сбросов) как в результате химических реакций нейтрализации, биологического поглощения или механической фильтрации, а так же при комбинировании перечисленных способов.

Способы утилизации отходов выбираются с учетом их вредности, требований экологической безопасности и экономической целесообразности.

В целом значение данного этапа состоит в том, что рассматриваемые мероприятия призваны обеспечить на технологическом уровне перелом тенденции роста техногенного давления на ОС на его уменьшение.

1.2.3.2 Экологизация экономики.

Рассмотренные в предыдущем разделе мероприятия по уменьшению ресурсоемкости общественного производства, переходу экологически опасных предприятий на «более чистые» технологии и формированию надежного заслона распространению загрязнений в ОС лишь создают предпосылки ослабления техногенного давления на биосферу. Их эффективность увеличится, если осуществлять учет экологических факторов при формировании экономических рычагов развития техносферы. Необходимость этого объясняется тем, что по многим параметрам антропогенная нагрузка превысила предел устойчивости природной среды. Экономический рост, связанный с удовлетворением потребностей резко возросшего населения планеты поставил под угрозу уничтожения базис жизнеобеспечения биосферы. Необходим переход на новый способ существования, совместимый уже со значительно оскудевшим природным потенциалом Земли. На пути экономического развития общества возникли два лимитирующих фактора:

ограничение возможности окружающей среды принимать и ассимилировать отходы производства;

природная невозобновляемость большинства используемых природных ресурсов.

В этой безальтернативной ситуации, как считают большинство исследователей, необходимо снизить природоресурсное потребление и существенно поднять качественный уровень и КПД его использования. Необходимым условием для системного решения данной проблемы является экологизация экономики. Ее основные составляющие:

 приоритет в развитии и инвестиционной поддержке имеют ресурсосберега-ющие технологии;

 осуществление экономического учета экологических условий, факторов и объектов при планировании экономики;

 учет экологических ограничений и реализация принципа сбалансированности в экономике природопользования, т.е. в природной среде не должен быть превышен уровень обеспечения собственных процессов жизнеобеспечения и регуляции;

 формирование и развитие гибкой системы платы за использование (в пределах нормативов и сверх нормативов) природных ресурсов, а также при загрязнении природных объектов;

 формирование гибкой налоговой политики с учетом экологических норм: снижение налоговых платежей при проведении природоохранных мероприятий, снижении уровня загрязнения ОС, уменьшении ресурсоемкости и, напротив, значительное увеличение налогов в обратных случаях;

 рост уровня общественного производства осуществляется за счет качественных изменений его структуры и технологий с учетом экологических факторов.

Значение данного этапа состоит в том, чтобы поддержать природоохранную деятельность не только на действующих предприятиях, но и уже на этапе принятия и развертывания планов развития экономики минимизировать или исключить полностью экологически неблагоприятные схемы воздействия на ОС.

1.2.3.3 Об экологизации социальной среды и

организации экологического образования.

Внедрение экологических нормативов и принципов в общественное производство и экономику может создать реальные предпосылки для постепенного перехода человеческой цивилизации от антропоцентрического (бесконтрольного потребления) принципа существования к управляемому с приоритетом законов природы (биоцентрическому). Это самая серьезная проблема в современной экологической ситуации, требующая концентрации значительных интеллектуальных и материальных ресурсов мирового сообщества при условии их целенаправленного использования. Ее решение невозможно осуществить без мобилизации усилий всего мирового социума по выработке и реализации новых схем существования цивилизации в условиях усложнившихся экологических условий, т.е. без экологизации социальной среды. По-видимому, главной целью при этом является выработка реальной перспективы и практического взаимодействия человечества с ОС. И началом процесса экологизации социальной среды должно быть развертывание системы экологического обучения на всех ступенях образования и уровнях хозяйствования. Всесторонняя и аргументированная информация о масштабах антропогенной нагрузки и причинах неизбежности всеобщего коллапса при сохранении природопокорительской философии человечества позволит сформировать вектор общественного сознания с учетом экологических требований. Это в свою очередь создаст предпосылки формирования планов развития мировой экономики и государств в целом с учетом экологических реалий, позволит подготовить необходимые научно-технические кадры для проведения совместных действий по их реализации. И, самое главное, поможет сформировать массовое сознание о необходимости движения к экологическому миру с биосферой.

Подобной многоотраслевой и столь масштабной задачи с острейшим дефицитом времени история еще не знала. Однако, если проанализировать все кризисные направления взаимодействия окружающей среды и человека и тематические составляющие данных процессов, то напрашивается вполне очевидный вывод. Практически все фундаментальные и прикладные отрасли естественных и значительная