«Человек среда»

Вид материала

3.3 Шумовое загрязнение жилой среды
I = 10 Вт/м, едва различаемое ухом человека, называют порогом слышимости. Значение звукового давления Р
3.3.2 Источники шума [1, 4, 6]
3.3.3 Влияние шума на организм человека и нормативы шума
3.3.4 Способы снижения уровня шума

Подобный материал:

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 ... 22

3.3 Шумовое загрязнение жилой среды

3.3.1 Шум и его характеристики [1, 3–6]

Одна из форм физического загрязнения среды, представляющая собой набор беспорядочных механических колебаний в области частот от 20 до 20 000 Гц, воспринимаемых слуховым анализатором, называется шумом. Адаптация организма к шуму практически отсутствует. В настоящее время шум рассматривается как опасность, с которой надо бороться. Но человек не может жить и в абсолютной тишине. Недаром одной из пыток в средневековых тюрьмах было заточение в камеру-одиночку. И сейчас испытание космонавта в сурдокамере – в зоне абсолютной тишины – одно из тяжелейших испытаний. Т.е. человеческим слуховым рецепторам необходимы постоянные слабые раздражители. Но все же человеку иногда нужна тишина. Жизнь в постоянном шуме – причина многих функциональных расстройств. Появился даже термин «звуковое опьянение» – это возбуждение в ответ на громкие ритмичные звуки. Звуковое опьянение по субъективным ощущениям аналогично наркотическому или алкогольному воздействию и также опасно.

Шум по своему происхождению бывает:

бытовой;
производственный;
промышленный;
транспортный и др.

Шум (звуковая волна) характеризуется следующими параметрами:

интенсивностью – I (поток звуковой энергии в единицу времени через единицу площади, расположенной перпендикулярно направлению движения звуковой волны, Вт/м²);
уровнем звукового давления (воспринимается как громкость звука) – Р (разность мгновенного значения полного давления воздуха в возмущенной среде и среднего значения давления воздуха в невозмущенной среде, Па);
частотой звуковых колебаний (высота звука, Гц);
формой звуковых колебаний (тембр звука).

Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот и интенсивностей. Область слышимых звуков ограничена двумя пороговыми величинами: нижняя – порог слышимости и верхняя – порог болевого ощущения.

Минимальное значение звукового давления Р=2·10^–5 Па и интенсивности звука I = 10^–12 Вт/м², едва различаемое ухом человека, называют порогом слышимости.

Значение звукового давления Р=2·10² Па и интенсивности звука I > 10 Вт/м², вызывающее болевые ощущения, называют болевым порогом.

Чем выше уровень давления звука, тем сильнее отрицательный физиологический эффект его воздействия на организм человека. Вредность шумов растет с увеличением частоты. Большинство людей с нормальным слухом различают звуки в очень широком диапазоне частот.

Звуки очень высокой частоты называют ультразвуком. Человеческими слуховыми рецепторами ультразвук не воспринимается, хотя на организм он действует негативно: возникают головокружение, общее недомогание и др. В качестве нижней границы ультразвука используют частоту 20 кГц. При действии ультразвука на биологические ткани происходит его поглощение и переход в тепловую энергию. Длительное воздействие может привести к перегреву ткани.

Ультразвук используют на практике:

ультразвуковой массаж тканей;
ультразвуковое исследование органов;
разрушение клеток;
ультразвуковая пайка алюминия;
ультразвуковое сверление;
измерение глубины с помощью эхолота;
дефектоскопия материала.

Механические колебания упругой среды с частотой колебаний ниже 20 Гц (20 колебаний в секунду) называют инфразвуком [6]. Нижняя граница инфразвука не определена. Источники инфразвука могут быть естественного происхождения (инфразвук, возникающий, например, при обдувании ветром больших строений, водной поверхности) или антропогенного (ракетные двигатели, газовые турбины и др.). В некоторых случаях уровни интенсивности инфразвука могут быть значительными. Инфразвуки воспринимают пассажиры самолетов, инфразвуками сопровождаются землетрясения, извержения вулканов. Известно, что инфразвуковые колебания вызывают беспокойство, недомогание, психологический дискомфорт. Вероятно, их хорошо воспринимают животные, т.к. они, получая какую-то информацию, убегают заранее от опасности. Особенно неблагоприятные последствия могут вызвать инфразвуки с частотой колебаний 2–15 Гц (особенно 7 Гц) в связи с резонансными явлениями в органах человека.

Для оценки интенсивности шума (или звукового давления) специалисты ввели единицу бел. Так как диапазон между болевым порогом и порогом слышимости очень велик, то для количественного определения звуковых параметров принято использовать логарифм отношения измеряемой величины (интенсивности шума, звукового давления) к пороговому.

где I(P) – измеряемые интенсивность шума (звукового давления); I₀(P₀) – порог слышимости (пороговое давление).

В принципе величина «уровень интенсивности», как видно из формулы, величина безразмерная, но для простоты понимания и использования ей присвоили единицу измерения бел, а для более крупной – децибел (дБ). Окружающие человека в быту шумы имеют разную интенсивность: разговорная речь – 50–60 дБ, громкая музыка – более 100 дБ, шум обычной квартиры – 30–40 дБ.

Верхним порогом принято считать звук с уровнем 140 дБ, что соответствует звуковому давлению 200 Па и интенсивности 100 Вт/м².

3.3.2 Источники шума [1, 4, 6]

Существующие источники шума в условиях жилой городской среды можно разделить на две группы:

внешние (находящиеся вне зданий);
внутренние (находящиеся внутри помещения).

Источники, находящиеся вне помещения, по своему характеру делятся на подвижные и стационарные. Основными внешними стационарными источниками шума являются промышленные предприятия, среди которых выделяются энергетические установки, компрессорные станции, металлургические заводы и др.

В последнее десятилетие резко вырос шум от транспорта. Хотя он создается движущейся техникой, для анализа транспортный шум принимают за стационарный. Уровень различных транспортных шумов зависит от интенсивности и состава транспортных потоков, планировочных решений градозастройки (высота и плотность застройки, профиль улиц) и наличия элементов благоустройства (тип дорожного покрытия, озеленение). Диапазон колебаний между пиковыми (максимальными) и фоновыми уровнями шума днем составляет 20 дБ. В ночное время диапазон колебаний максимального и фонового шумов увеличивается за счет снижения уровня фонового шума.

Источники шума, находящиеся внутри зданий (внутренние), можно разделить на следующие группы:

техническое оснащение зданий (лифты, воздухоочистители);
технологическое оснащение зданий (морозильные камеры встроенных магазинов, оборудование мастерских и др.);
санитарное оснащение зданий (водопроводные сети, душевые);
бытовые приборы (холодильники, пылесосы);
аппаратура для воспроизведения музыки (радиоприемники, телевизоры).

3.3.3 Влияние шума на организм человека и нормативы шума

В биологическом отношении шум является заметным стрессовым фактором, способным вызвать срыв приспособительных реакций. Наиболее общая реакция человека на шумовое воздействие – это чувство раздражения. Отрицательно действующий звук способен вызвать дискомфорт, который может перейти в акустический стресс, который, в свою очередь, может привести к психическим патологическим изменениям в организме. Субъективная реакция на шумовое загрязнение среды зависит от степени умственного и физического напряжения, возраста, пола, здоровья, длительности воздействия и уровня шума. Среди населения всегда найдется человек, более других чувствительный к шуму.

Воздействия шума на организм можно условно разделить на два типа:

специфическое (слуховое) – воздействие на слуховой анализатор, которое выражается в слуховом утомлении, кратковременной или постоянной потере слуха, расстройствах четкости речи и восприятия звуковых сигналов;
системное (внеслуховое) – воздействие на отдельные системы организма в целом, например, на сон, психику, заболеваемость, нарушение эмоционального равновесия.

У лиц, подвергающихся действию шума, отмечаются изменения секреторной и моторной функций желудочно-кишечного тракта, сдвиги в обменных процессах (нарушение основного, витаминного, углеводного, белкового, жирового и солевого обменов). Для рабочих шумовых профессий характерно нарушение функционального состояния сердечно-сосудистой системы.

Общее действие шума на любой организм – это повышенная утомляемость, вялость, потливость, нарушение сна, головная боль, раздражительность, снижение памяти. Возможно нарушение болевой и вибрационной чувствительности. Нередко наблюдаются нарушения на кардиограмме сердца. Жители шумных районов чаще страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями (на 20%) и атеросклерозом (на 23%). Под влиянием шума у человека изменяются показатели переработки информации, снижается темп и ухудшается качество работы.

Уровни бытового шума, как правило, ниже предела, установленного для рабочих помещений (85–90 дБ). Шум с уровнем звукового давления до 30–40 дБ привычен для человека и не беспокоит его. Повышение уровня до 70 дБ уже создает значительную нагрузку на организм. Но имеются бытовые шумы, достигающие верхнего предела допустимых границ производственного шума: работающий телевизор, музыкальные центры и др. При длительном воздействии на человека такой бытовой шум может снизить даже остроту зрения, особенно в тех случаях, когда шумовому влиянию человек подвергается и дома и на работе. При действии шума высоких уровней (около 140 дБ) возможен разрыв барабанных перепонок, а при 160 дБ может наступить контузия и смерть.

Одним из основных критериев отрицательного влияния шума на организм является нарушение сна. Особенно чувствительны к ночному шуму лица обоего пола после 40 лет, работники умственного труда и больные люди. Детей грудного возраста пробуждает шум только очень высокого уровня. Исследования показали, что при увеличении уровня шума с 30 до 50 дБ значительно увеличивается период засыпания. Пробуждение наступает при уровне 50,3 дБ, а при 48,5 дБ наступает изменение стадий сна.

Наиболее чувствительны к дневному шуму дети, женщины и лица старших возрастных групп. Они чаще жалуются на головную боль, боли в области сердца. Медицинское обследование обнаруживает у них повышенное артериальное давление, нарушения в кардиограмме, снижение слуховой чувствительности. Перенапряжение работы слухового анализатора ведет к повышению процессов торможения в коре головного мозга, а это изменяет рефлекторную деятельность человека, человек становится более уязвимым к опасностям. Происходит снижение работоспособности, особенно при умственной работе, в ряде случаев нарушается деятельность даже желудочно-кишечного тракта.

Реакция на резкие неожиданные звуки – это сужение кровеносных сосудов, в крови увеличивается количество адреналина.

Шум в крупных городах снижает производительность труда на 15–20%, значительно увеличивает рост заболеваемости, особенно усиливая опасность ранних инфарктов и инсультов, ускоряет процессы старения организма. По мнению специалистов, в больших городах шум сокращает жизнь людей на 8–12 лет.

Гигиенисты исследовали влияние музыкального сопровождения при выполнения разного вида работ людьми различного возраста. Физиологи могут подобрать функциональную музыку, которая поможет в течение дня сохранять работоспособность, предупредит утомляемость, сформирует хорошее самочувствие для многих видов деятельности.

Тихая музыка во время приготовления домашних заданий не мешает старшеклассникам. Негромкая музыка помогает студентам. Но дети младшего возраста (1–4 классы) не в состоянии одновременно делать уроки и слушать музыку – у них формируется ориентировочный рефлекс на внешний раздражитель. Отвлекаясь, дети плохо усваивают материал, быстро устают. Им лучше работать в тишине.

Можно ли привыкнуть к постоянному шуму? Можно. Но слуховой анализатор не способен оградить себя от раздражения, и привычка к шуму не снижает его вредного воздействия на организм. Потеря слуха от звуковых перегрузок наступает позже, чем возникают функциональные расстройства организма.

Параметры бытового шума нормируются в СН 2.2.4/ 2.1.8.562-96. «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». Для нормирования постоянного шума применяют допустимые уровни звукового давления в девяти октавных полосах частот: от 31,5 до 8000 Гц.

Уровень дневного бытового шума у стен домов не должен превышать 50 дБ, ночного – 40 дБ; уровень ночного шума в жилом помещении должен быть не выше 30 дБ, а днем – 40 дБ; уровень производственного шума не должен превышать 90 дБ.

В Российской Федерации в настоящее время имеет место превышение допустимых уровней внешнего шума на территории жилых застроек на 15–20 дБ, а в жилых помещениях – на 20 дБ и более [1].

Ультразвук как физическое явление не отличается от слышимого звука, но высокая частота колебаний способствует большему затуханию колебательного процесса вследствие трансформации энергии в теплоту. Низкочастотные ультразвуковые колебания хорошо распространяются в воздухе. Биологический эффект воздействия их на организм зависит от интенсивности, длительности действия и размеров поверхности тела, подвергнутого воздействию. При воздействии ультразвука на организм наиболее характерны утомление, головная боль, затруднение концентрации внимания, торможение мыслительного процесса, бессонница. Контактное воздействие ультразвука на руки может вызвать капиллярное кровотечение и изменения в костной ткани.

Гигиенические нормативы ультразвука определены ГОСТ 123.1.001-89.

Воздействие инфразвука на организм с уровнем 110–150 дБ вызывает нарушения в ЦНС и в вестибулярном аппарате. Появляется головная боль, звон в ушах, снижение внимания, специфическая реакция на инфразвук – нарушение равновесия. Гигиенические регламентации инфразвука производятся по нормам СН 2.2.4/2.1.8.583-96.

3.3.4 Способы снижения уровня шума

Оздоровление бытовой среды невозможно без снижения уровня шума от внешних источников, особенно от автотранспорта. Наиболее эффективные способы снижения уровня шума – это уменьшение его в самом источнике шума. Поэтому мероприятия по снижению отрицательного воздействия шума должны начинаться уже на стадии конструирования автотранспорта.

Существенное влияние на шумовой режим в жилых помещениях оказывают ширина защитной полосы от источника транспортного шума и степень ее озеленения. На каждое удвоенное расстояние от источника шума понижение шума составляет около 3 дБ.

Для снижения влияния внешнего шума рекомендуется соблюдать следующие правила:

вблизи источника шума необходимо размещать нежилые или малоэтажные жилые здания;
параллельно транспортным магистралям рекомендуется располагать шумозащитные объекты, в качестве которых лучше использовать древесные или кустарниковые насаждения, особенно состоящие из клена, тополя, липы, ели;
желательно группировать жилые объекты в закрытые или полузакрытые «тихие» кварталы;
использовать на автомагистралях шумопоглощающий асфальт, эффект поглощения шума у которого достигается за счет значительной пористости: до 25% пустот, тогда как в обычном асфальте – 6% (на дорогах Германии это позволило снизить шум от автотранспорта на 6 дБ);
уменьшению транспортного шума в бытовых помещениях служит применение специальных конструкций окон с повышенной звукоизоляцией за счет увеличения толщины стекол и воздушного пространства между ними, а также тройного остекления и уплотнения створов;
использование шумозащитных кожухов на шумящих агрегатах.