Для жителей города шум - дело обычное. Довольно часто человек даже не задумывается над его противоестественность. В любом регионе города шумит автотранспорт, грохочет трамвай, с определенным шумом работает предприятие, вблизи взлетают с аэродрома самолеты. В квартирах шумят холодильники и стиральные машины, в подъездах - лифты. Этот перечень можно продолжить. Если шума так много в нашей жизни, может показаться, что он не вреден. Однако по своему воздействию на организм человека шум более вреден, чем химическое загрязнение. За последние ЗО лет во всех крупных городах шум увеличился на 12-15 дБ, а субъективная громкость выросла в 3-4 раза. Шум снизил производительность труда на 15-20%, существенно повысил рост заболеваемости. Эксперты считают, что в крупных городах шум сокращает жизнь человека на 8-12 лет.

Частота заболеваний сердечно-сосудистой системы у людей, живущих в зашумленных районах, в несколько раз выше, а ишемическая болезнь сердца у них случается втрое чаще. Растет также общая заболеваемость.

Особенно впечатляет влияние шума на городских жителей. Если на 100 тысяч сельских жителей приходится 20-30 тех, кто плохо слышит, то в городах эта цифра вырастает в 5 раз. По данным статистики, жители больших городов теряют остроту слуха уже с 30 лет (в норме - в 2 раза позже). Под влиянием шума ухудшается сон и восприимчивость к обучению. Дети становятся более агрессивными и капризными.

Для обозначения комплексного воздействия шума на человека медики ввели термин - «шумовая болезнь». Симптомами этой болезни являются головная боль, тошнота, раздражительность, которые зачастую сопровождаются временным снижением слуха. К шумовой болезни подвержены большинство жителей крупных городов, которые постоянно получают шумовые нагрузки.

Итак, шум вреден, но можно уменьшить его влияние на живые организмы, включая человека. Оказывается, возможно, и таких мероприятий много. Прежде всего, необходимо строго придерживаться действующих нормативов. Сегодня на улицах больших городов шум не спускается ниже 80 дБ. Для того чтобы уменьшить этот уровень, прилагаются значительные

усилия, прежде всего, по совершенствованию самой техники. Конструкторы работают над малошумными двигателями и транспортными средствами, жилые застройки отдаляют от уличных магистралей, последние отделяют от домов бетонными экранами, улучшают покрытие.

Эффективным методом борьбы с шумом в городах является озеленение. Деревья, которые посажены близко друг от друга, окруженные густыми кустами, значительно снижают уровень техногенного шума и улучшают городскую среду.

К негативным физических факторов города относится также вибрация. Источниками вибрации в городах являются: рельсовый транспорт,

автомобильный транспорт, строительная техника, промышленные установки.

Обычно вибрация распространяется от ее источника на расстояние до 100 м. Наиболее мощный источник вибрации - железнодорожный транспорт. Колебания почвы вблизи дороги превышает землетрясение силой 6-7 баллов. В метро интенсивная вибрация распространяется на 50-70 м.

Неблагоприятно влияют на организм человека и электромагнитные излучения промышленной частоты (50 герц) и частот радиоволнового диапазона. В помещениях электромагнитные поля создают: радиоаппаратура, телевизоры, холодильники и т.д., что представляет определенную опасность. Если рядом находится постоянный источник электромагнитного излучения, которое работает на аналогичной (или является кратной) частоте, что может привести к увеличению или уменьшению нормальной частоты работы человеческого органа, то следствием этого могут быть головная боль, нарушение сна, переутомление, даже угроза возникновения стенокардии. Наиболее опасным излучения является тогда, когда человек (особенно ребенок) спит.

Вибрация в условиях жилищ, ее влияние на организм человека. Вибрация как фактор среды обитания человека наряду с шумом относится к одному из видов ее физического загрязнения, способствующего ухудшению условий проживания городского населения.

Вибрация, воздействуя на живой организм, трансформируется в энергию биохимических и биоэлектрических процессов, формируя ответную реакцию организма.

При длительном проживании людей в зоне воздействия вибрации от транспортных источников, уровень которой превышает нормативную величину, отмечается ее неблагоприятное влияние на самочувствие, функциональное состояние центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, повышение уровня неспецифической заболеваемости.

Колебания в зданиях могут генерировать внешние источники (подземный и наземный транспорт, промышленные предприятия).

Вибрация в квартире часто вызвана эксплуатацией лифта. В некоторых случаях ощутимая вибрация наблюдается при строительных работах, проводимых вблизи жилых зданий (забивка свай, демонтаж и ломка зданий, дорожные работы).

Источником повышенной вибрации в жилых домах могут служить промышленные предприятия.

Проблема борьбы с вибрацией в жилых зданиях приобрела особую актуальность в связи с развитием в крупных городах метрополитенов, строительство которых осуществляется способом мелкого заложения. Линии метрополитена прокладывают под существующими жилыми районами, а опыт эксплуатации подземных поездов показал, что интенсивные вибрации проникают в близлежащие жилые здания в радиусе до 40-70 м по обе стороны от тоннеля метрополитена и вызывают серьезные жалобы населения.

Изучение распространения вибрации по этажам здания показало, что в пятиэтажных домах уровни виброускорения снижаются в направлении от первого до пятого этажа на частотах 8--32 Гц на 4~6 дБ. В многоэтажных зданиях отмечается как уменьшение величин колебаний на более высоких этажах, так и увеличение их из-за резонансных явлений.

Интенсивность вибрации в жилых домах зависит от расстояния до источника. В радиусе до 10 м превышение уровня вибрации над фоновыми значениями в октавных полосах частот 31,5 и 63 Гц в среднем составляет 20 дБ, в октавной полосе 16 Гц уровни вибрации от поездов превышают фон на 2 дБ, а в низкочастотном диапазоне соизмеримы с ним. С увеличением расстояния до 40 м уровни вибрации снижаются до 27-23 дБ соответственно частотам 31,5 и 63 Гц, а на расстоянии свыше 50 м от тоннеля уровни виброускорения не выходят за пределы колебания фона.

Таким образом, источники вибрации в жилых помещениях различают по интенсивности, временным параметрам, характеру спектровибрации, что и определяет различную степень выраженности реакции жителей на их воздействие.

Влияние вибрации на организм человека. Вибрация в условиях жилой среды может действовать круглосуточно, вызывая раздражение, нарушая отдых и сон человека.

В отличие от звука вибрация воспринимается различными органами и частями тела. Низкочастотные поступательные вибрации воспринимаются отолитовым аппаратом внутреннего уха. В ряде случаев реакция людей определяется не столько восприятием самих механических колебаний, сколько вторичными зрительными и слуховыми эффектами (например, дребезжание посуды в шкафу, хлопанье дверей, раскачивание люстры и т. д.).

Субъективное восприятие вибрации зависит не только от ее параметров, но и от множества других факторов: состояния здоровья, тренированности организма, индивидуальной переносимости, эмоциональной устойчивости, нервно-психического статуса субъекта, подвергаемого действию вибрации. Имеет значение также способ передачи вибрации, длительность экспозиции и пауз.

В квартирах ощутимые вибрации почти всегда воспринимаются как посторонние и необычные и поэтому их можно считать мешающими. Зрительные и слуховые воздействия усугубляют их неблагоприятное влияние.

На восприятие вибрации может существенно влиять деятельность субъекта. При этом вибрация, мешающая человеку при спокойной сидячей работе, совсем не будет восприниматься человеком, который во время работы переходит с места на место. Таким образом, можно полагать: чем спокойнее работа, тем интенсивнее человек воспринимает вибрацию.

Мерой оценки восприятия вибрации служит понятие "сила восприятия", которое является связующим звеном между величинами колебаний, их частотой и направлением, с одной стороны, и восприятием вибрации -- с другой.

Различают три степени реакции человека на вибрацию: восприятие сидящим человеком синусоидальных вертикальных колебаний; неприятные ощущения; предел добровольно переносимой вибрации в течение 5-20 минут.

Сила восприятия механических колебаний, воздействующих на человека, зависит в значительной степени от биомеханической реакции тела человека, представляющего собой в известной мере механическую колебательную систему.

Особое внимание при этом уделяется изучению явления резонанса как всего тела человека, так и отдельных его органов и систем. Установлено, что при частоте воздействующей вибрации свыше 2 Гц человек ведет себя как целостная масса; для сидящего человека резонанс тела находится в интервале от 4 до 6 Гц. Другая полоса резонансных частот лежит в области 17-30 Гц и вызывается в системе "голова-шея-плечо". В этом диапазоне амплитуда колебания головы может втрое превышать амплитуду колебания плеч.

Таким образом, тело человека представляет сложную колебательную систему, обладающую собственным резонансом, что и определяет строгую частотную зависимость многих биологических эффектов вибрации.

Степень раздражающего действия вибрации зависит от ее уровня (или расстояния до источника колебаний). Наибольшие уровни вибрации, зарегистрированные в радиусе до 20 м от источника, вызывают негативную реакцию у 73% жителей. С возрастанием зоны разрыва количество жалоб уменьшается, и на расстоянии 35--40 м колебания ощущают 17% жителей. Дальнейшее увеличение расстояния в связи с уменьшением амплитуды колебаний не влияет на восприятие жителями вибрации, что позволило установить 40-метровую допустимую зону разрыва между жилой застройкой и тоннелями метрополитена мелкого заложения.

Наибольшее количество жалоб (65%) предъявляют лица в возрасте от 31 до 40 лет.

Нетерпимы к вибрационному воздействию лица с неудовлетворительным состоянием здоровья, заболеваниями сердечно-сосудистой и нервной систем. Количество жалоб в этой группе в 1,5 раза больше, чем в группе здоровых людей.

Гигиеническое нормирование вибрации в условиях жилища. Важнейшим направлением решения проблемы ограничения неблагоприятного воздействия вибрации в жилищных условиях является гигиеническое нормирование ее допустимых воздействий. При определении предельных значений вибрации для различных условий пребывания человека в качестве основной величины используется порог ощущения вибрации. Предельные значения даются как кратная величина этого порога ощущения. Ночью в жилых помещениях допускается только одно- или четырехкратный порог ощущения, днем -- двукратный.

ЛЕКЦИЯ 5 . ШУМ, ВИБРАЦИЯ, УЛЬТРАЗВУК, ИНФРАЗВУК. ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

5.1. Шум и вибрация

Значительное влияние на условия окружающей среды имеют шум и вибрация. Шум это любые нежелательные для человека звуковые волновые колебания, распространяющиеся в упругой середе (воздух, газ, жидкость и тому подобное). Часть пространства, где распространяются звуковые волны, называют звуковым полем . В любом месте этого поля давление и скорость частей среды изменяются во времени. Разница между мгновенным и средним давлением в среде называется звуковым давлением . Единица измерения звукового давления - Па.

Звук - это распространение звуковой волны в упругой среде. Он характеризуется частотой звуковых колебаний, амплитудой и временным интервалом колебаний. Звуковой спектр разделяется на инфразвук, с частотой колебаний звуковой волны в пределах от 0 до 20 Гц, которые человек не ощущает. Звуки с частотой от 20 до 20 000 Гц – этот звуковой диапазон ощутим для человека. Частота от 20 000 Гц до 10 9 Гц - ультразвук, от 10 9 и выше – гиперзвук.

Основними характеристиками звуков ы х колебаний – это интенсивность (сила), частота и форма звуковой волны. И нтенсивн о сть определяется энергией, которая преносится звуковой волной через поверхность площадью 1 м 2 ., которая перпендикулярна направлению распространения звуковой волны (Вт/м 2).

Звук и шум , характеризуется:

– скоростью звука, в м/с и частотою f , Гц; звуковым давлением р, Па; интенсивностью I , Вт/м 2 .

Скорость звука, зависит от характеристики среды, в которой распространяется звуковая волна. В газоподобной среде скорость звука равна:

где х – показник адиабаты (х = 1,44); Р, – давление и плотность газа соответственно.

Рис. 5.1. Слуховое ощущение человека

При нормальных атмосферных условиях (Т = 293 К та Р = 1034 гПа) скорость звука в воздухе равна с = 344 м/с.

Частота звук а определяется количеством колебаний упругой среды в единицу времени и измеряется в герцах (1 Гц – это одно колебание в секунду).

Ощущения человека, которые возникают под действием шума, пропорционально не абсолютному значению звукового давления, а его логарифму . Поэтому для характеристики шума были введены логарифмические величины - уровень звукового давления, что определяется как

(дБ) ,

где Р – среднеквадратическое значение звукового давления в точке замера, Па; Р о = 210 -5 Па - величина среднеквадратичного звукового давления на пороге ощущения.

Ухо человека способное воспринимать только те колебания, частота которых находится в диапазоне 20 Гц - 20 кГц. Ниже и выше этих частот находятся соответственно в области инфра- и ультразвука.

Действие шума на человека зависит от его частоты, уровня звукового давления, времени действия и характера шума . На рис. 5.1 приведена зона уровней звукового давления, которое воспринимаются человеком. Она ограничена сверху порогом болевых ощущений , превышение которого может привести к повреждению органов слуха, а снизу - порогом чувствительности.

Шум, даже при относительно незначительных уровнях (50-60 дБл), повышает нагрузку на нервную систему человека, что очень ощутимо при условиях занятия умственной дельностью. Он возбуждает нервную систему, повышает давление крови, ведет к преждевременной усталости вызывает головную боль. Доказано, что ряд заболеваний (гипертоническая и язвенная болезни, неврозы, желудочно-кишечные и кожные заболевания) связанные с перенапряжениями нервной системы в процессе труда и отдыха. Отсутствие тишины, особенно в ночное время, ведет к преждевременной усталости, а часто и к общим заболеваниям.

Уровень шума свыше 70 дБ оказывает существенное физиологическое воздействие на человека, что приводит к изменениям в организме. Так, действие шума 90 дБ и выше ведет к снижению чувствительности органов слуха, а иногда, особенно в неудовлетворительных условиях на промышленных предприятиях, к возникновению профессионального заболевания - сенсоневральной приглухуватости . Уровень шума больше 145 дб может привести к повреждению барабанной перепонки.

Основные источники шума –

– транспортные средства и различное промышленное оборудование: машины и механизмы (механичный шум), трансформаторы и дроссели (электромагнитный шум), вентиляторы и насосы (гидравлический шум) и тому подобное. Очень часто неблагоприятые шумовые условия создаются в жилых районах от работающей радио- и телеаппаратуры, громких разговоров, строительных работ и др.

Для снижения негативного влияния шума приняты допустимые его уровни на рабочих местах, в жилых зданиях и на территории жилых районов. На практике используют два метода нормирования :

–по граничному спектру шума и по допустимому уровню звука. За первым методом нормируются допустимые уровни звукового давления во всех вышеупомянутых октавных полосах (предельный спектр шума).

Таблиця 5.1

Показатели уровня шума от различных источников

Источник шума	Звуков ое давлен. , Па	И нтенсивн о- сть звук а , дБ
Шум зимового леса в тихую погоду
Шепот на расстоянии 1 м
Разговор средней громкости на расстоянии от собеседника 1м
Робота станков, со значительным уровнем шума (робочее место возле станка)
Робота пневмокомпрессора, штам-повачного пресса на расстоянии 1 м
Шум ракетного двигателя самолета на расстоянии 2-3 м

Спектр шума – зависимость уровня звукового давления от частоты. Различают спектры:

– узколинейные, в которых отдельные синусоидальные составляющие разделены частотными промежутками без колебаний;

– широколинейные, состоящие из синусоидальных составляющих, непосредственно разделенных на шкалы тона и частоты, которые формируются отдельными звуками с фиксированной частотой.

Громкость – сила слухового ощущения, которая зависит от звукового давления и частоты звука. Для сравнения между собой различных звуков по громкости используют понятие – уровень громкости, единица которого есть фон , который равен звуковому давлению в 1 дБ для чистого тону с частотой в 1 кГц, который воспринимается как одинаковая громкость с данным звуком.

Различные колебания элементов машин и механизмов могут передаваться через грунт, пол, элементы зданий и сооружений и оказывать на организм человека через ее руки, ноги или др. части тела. В этом случаи колебания воспринимаются как вибрация.

В и брац и я – это механические колебания, которые приводят к расстройству жизненно важных функций человека, вредно влияющих на работу оборудования и разрушению строительных конструкций.

Параметры, характеризующие действие вибрации на человека, есть амплитуда виброперемещений, виброскорость, виброускорения и частота колибаний.

Вибрации бывает общая и локальная . Общая вибрация – это действие на организм человека в целом, а локальная - на отдельные части тела. Например, общая вибрация распространяется на работника при пользовании транспортными средствами, а локальная - на работников, которые работают с электрическим и пневматическим ручным инструментом.

Систематическое действие общей вибрации , при условии высокого значения величины виброскорости, может привести к возникновению вибрационной болезни – устойчивые нарушения физиологических функций организма, обусловленные преобладающим действием вибрации на центральную нервную систему. Эти нарушения ведут к головной боли, снижению трудоспособности, ухудшению самочувствия, нарушению работы сердца.

Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые возникают на фалангах пальцев, а потом распространяются на всю руку. Вследствие этого ухудшается ее кровоснабжение. Синхронно происходят изменения в нервной системе: откладываются соли в суставах, которые ведут к боли, деформации рук и снижения подвижности в суставах. Эффективное лечение вибрационной болезни возможное только в начальной стадии ее развития, кроме того, восстановление нарушений функций организма протекает очень медленно.

В зависимости от источника возникновения вибрации она делится на:

– транспортную (движения машин дорогами и на местности), транспортно-технологическую (движение машин, которые выполняют технологические операции);

– технологическую (работа стационарных машин).

По направлению действия общая вибрация бывает вертикальной и горизонтальной (по линии плеч и перпендикулярно ей). Выделяют также три направления действия локальной вибрации .

Гигиенические нормы вибрации устанавливают в зависимости от вида вибрации, места, времени и направления ее действия.

Методы и способы борьбы с вредным воздействием шума и вибрации условно делят на четыре группы:

1. Направленные на уменьшение величины шума и вибрации в источниках их возникновения.

2. Направленные на снижение шума и вибрации во время их распространения.

3. Индивидуальные способы защиты от шума и вибрации .

4.лечебно-профилактические мероприятия, направленные на профилактику изменения в организме человека влияния вредных факторов.

Среди мер первой группы важное значение отводится усовершенствованию конструкций машин и механизмов путем улучшения их кинематических схем, замене механизмов ударного действия на другие с меньшим количеством операций ударного действия, статическая и динамическая балансировка элементов машин, по возможности замене деталей механизмов, изготовленных из металла, на детали из пластических масс и др. малошумных материалов, использование глушителей, недопущение механических резонансов, использование фундаментов и покрытий, которое гасят и поглощают вибрацию и тому подобное. Для снижения шума в городах и др.населенных пунктах очень важно поддерживать в исправном состоянии транспортные средства, а также дороги, трамвайное и железнодорожное полотно.

Значительное место среди мероприятий второй группы относится к гражданскому строительству:

– зональное районирование территории населенных пунктов, вынесению дорог с интенсивным движением транспорта за их границу, углублению магистральных транспортных коммуникаций, установлению шумозащитных стен, созданию зеленых защитных зон, запрет на движение транспортных средств в парках, санитарных зонах и зонах отдыха, сооружению специального жилья, окон с тройным стеклом, рациональному планированию жилых помещений, вентиляции помещений с помощью специальных жалюзей. В производственных условиях среди мер этой группы широко используются звукоизолирующие укрытия, кожухи и экраны, замене направления распространения звуковых колебаний, покрытие стен помещений материалами, которые поглощают звук, виброизоляция, гибкие вставки и пружинные прокладки при соединении элементов машин, трубопроводов и строительных конструкций и др.

К средствам индивидуальной защиты от шума относятся:

– вкладыши, наушники и шлемы. Вкладыши бывают мягкие , из ультратонких волокон, и жесткие , изготовленные из эбонита или кожи в виде конуса. Эффективность их не очень высокая (снижение уровня звука всего на 5-20 дБл). Наушники более эффективные, в особенности на высоких частотах. Шлемы используют в экстремальных условиях (когда уровень звука превышает 120 дБл). Индивидуальная защита от действия вибрации осуществляется с помощью варежек с прокладками и специальной обуви с подошвами , которые поглощают вибрацию. (Рис.5.2)

Для предотвращения возникновения и развития вибрационной болезни у работников, работающих с виброинструментом, рекомендуется особый режим труда:

– дополнительные перерывы на отдых, специальные гимнастические упражнения и массаж, прием витаминов, теплые ванны для рук после завершения роботы, ультрафиолетовые облучения. У работников, у которых была выявленная вибрационная болезнь, необходимо перевести на работу, которая не связана с вибрацией.

Замер уровня шума и вибрации осуществляют с помощью специальных приборов - шумомер и виброграф ручной, например ШИ- 01, ВР-1, приборы фирмы "Брюль и Кэр" (Дания) (Рис.5.3) и др. В качестве чувствительного элемента в них используют конденсаторные микрофоны и пьезоэлектрические преобразователи вибрационных колебаний. Приборы имеют октавные фильтры для измерения уровней звукового давления и параметров вибрации в стандартных октавных полосах частот, а также позволяют контролировать уровень звуку.

Во время работы некоторых машин и механизмов возникают не только шум, а инфразвук и ультразвук. При действии инфразвука с уровнем давления 100-120 дБ возникают головные боли, ощущения вибрации внутренних органов, снижение внимания и трудоспособности, возникают ощущения ужаса, нарушения функции вестибулярного аппарата. Поэтому установлены следующие допустимые уровни звукового давления для инфразвука:

– в октавных полосах с средне геометрическими частотами 2, 4, 8, и 16 Гц составляют 105 дБл.

Основным мероприятием, направленным на борьбу с вредным воздействием инфразвука состоит в снижении его уровня в источниках возникновения.

Ультразвук широко используют в машиностроительной и металлургической промышленности (обработка материалов, контроль качества изделий и др.), медицине (ультразвуковые методы диагностики) и в непроизводственной сфере (охранная и противопожарная сигнализация). Ультразвук оказывает вредное воздействие на организм человека: вызывает функциональные изменения в нервной системе, изменяет давление, состав и характеристику крови. Он может действовать на человека как через воздух, так и через жидкость или твердую среду. Допустимый уровень звукового давления в диапазоне частот 20-100 кГц составляет 110 дБ. Защита от ультразвука осуществляют путем использования оборудования с более высокими частотными колебаниями, защитных экранов и кожухов, размещения оснащения, оборудования в специальных помещениях или кабинах.

1. Городская квартира и требования к ее экологической безопасности.

2. Шум и вибрация в городских условиях.

3. Влияние шума и вибрации на здоровье городского человека.

4. Экологические вопросы строительства в городе.

5. Экологические требования к организации строительства в городе.

1. Городская квартира и требования к ее экологической безопасности

Жилище – сложная система природной и искусственно созданной среды, где сочетаются воздействия физической, химической и биологической природы. К факторам физической природы относятся микроклимат, инсоляция и освещённость, электромагнитные излучения, шум, вибрация техногенного происхождения.

Химические факторы включают экзогенные загрязнители атмосферного воздуха и загрязнители эндогенного происхождения, к которым относятся антропотоксины, продукты сгорания бытового газа, полимерные загрязнители, аэрозоли синтетических моющих средств и препаратов бытовой химии, табачный и кухонный дым.

К биологическим факторам относится бактериальное загрязнение, которое определяется как пылебактериальная взвесь.

2. Шум и вибрация в городских условиях

В производственных условиях разнообразные машины, аппараты и инструменты, являются источниками шума, вибрации.

Шум и вибрация - это механические колебания, распространяющиеся в газообразной и твердой средах. Шум и вибрация различаются между собой частотой колебаний.

Механические колебания, распространяющиеся через плотные среды с частотой колебаний до 16 гц. (герц - единица измерения частоты равная 1 колебанию в секунду), воспринимаются человеком как сотрясение, которое принято называть вибрацией.

Колебательные движения, передаваемые через воздух с частотой от 20 до 16000 гц, воспринимаются органом слуха как звук.

Колебательные движения свыше 16000 гц, относятся к ультразвуку и органами чувств человека не воспринимаются. Ультразвук способен распространяться во всех средах: жидкой, газообразной (воздух) и твердой.

Шум представляет собой беспорядочное неритмичное смешение звуков различной силы и частоты.

Чувствительность уха к звуковым колебаниям зависит от силы, и интенсивности звука и частоты колебаний.

За единицу измерения силы звука принят бел.

Орган слуха способен различать 0,1 б., поэтому на практике для измерения звуков и шумов применяется децибел (дб.). Сила звука и частота воспринимаются органами слуха как громкость, поэтому при равном уровне силы звука в децибелах звуки различных частот воспринимаются как звуки, имеющие громкость.

В связи с этим при сравнении уровня громкости звука, необходимо помимо характеристики силы звука в децибелах указывать и частоту колебаний в секунду, Чувствительность слухового аппарата к звукам разных частот не одинакова. Она в 10 миллионов раз больше к высоким частотам, чем к низким.

В производственных условиях, как правило, возникают шумы, которые имеют в своем составе различные частоты.

Условно весь спектр шума принято делить на низкочастотные шумы частотой до 300 герц, среднечастотные от 350 до 800 герц и высокочастотные - выше 800 герц.

Для измерения характеристики шума и вибрации на производстве существуют специальные приборы - шумомеры, анализаторы частоты шума и вибрографы.

3. Влияние шума и вибрации на здоровье городского человека

До последнего времени было принято считать, что шум отрицательно действует только на органы слуха. В настоящее время установлено, что люди, работающие в условиях шума, более быстро утомляются, жалуются на головные боли. При воздействии шума на организм может происходить ряд функциональных изменений со стороны различных внутренних органов и систем:

Повышается давление крови, учащается или замедляется ритм сердечных сокращений, могут возникать различные заболевания нервной системы (неврастения, неврозы, расстройство чувствительности).

Интенсивный шум отрицательно действует на весь организм человека. Ослабляется внимание, снижается производительность труда.

Вибрация как и шум вредно воздействует на организм и в первую очередь вызывает заболевание периферической нервной системы так называемую виброболезнь.

В целях предотвращения заболевания от воздействия шума и вибрации санитарным законодательством установлены предельно допустимые уровни шума и вибрации.

Меры борьбы с шумом и вибрацией:

Замена шумных процессов бесшумными или менее шумными;

Улучшение качества изготовления и монтажа оборудования;

Укрытие источников шума и вибрации;

Вывод работающих из сферы воздействия шума и вибрации;

Применение индивидуальных защитных средств.

4. Экологические вопросы строительства в городе

Современная жизнь создает немало факторов, негативно влияющих на окружающий мир и человека, создающие экологические проблемы строительства. Максимально защитить от них свой дом и создать в нем здоровую атмосферу можно только учтя при строительстве и эксплуатации вопросы охраны природы. В природе все взаимосвязано, и невозможно создать рай в отдельно стоящем доме при угнетенном состоянии природы. Поэтому каждый, кто стремится к здоровой жизни, должен не только заботиться о своем доме, но и не должен загрязнять окружающую среду. Экологические подходы к строительству и охране природы частично представлены в нормах и законах, но все же многие из них и в нашей стране, и за рубежом рассчитаны на добровольное применение сознательными гражданами ориентиры.

5. Экологические требования к организации строительства в городе

В развитых странах, которые всерьез заботятся об экологии, разработаны принципы экологического строительства (англ. Green construction или Green Buildings зеленое строительство). Они изложены в системах экологической сертификации зданий, из которых наибольшее распространение в мире получи ли LEED (The Leadership in Energy & Environmental Design Руководство в энергетическом и экологическом проектировании, США) и BREEAM (BRE Environmental Assessment Method Метод оценки экологической эффективности зданий, Великобритания).

Экологическая сертификация построек полностью добровольна. Но она не только престижна, но и полезна для владельцев зданий: с одной стороны, помогает создавать дома со сниженным уровнем потребления материальных ресурсов, а с другой, повышает долговечность зданий и комфорт внутренней среды. Важно также, что зеленое строительство инструмент разумной экономии: сохраняет средства не только при эксплуатации, но и при возведении строений.

Принципы строительство экологических домов включают в себя: в эффективное использование энергии, воды и других ресурсов; сокращение количества отходов и уменьшение других воздействий на среду; в использование по возможности местных натуральных материалов. Для экономии ресурсов рекомендуется повышать энергоэффективность здания, нагревать воду с помощью солнечных коллекторов, использовать энергию ветра, минимизировать энергопотребление и собирать дождевую воду для бытовых нужд. Также рекомендуется применять сертифицированные строительные материалы с низким экологическим воздействием на протяжении всего жизненного цикла здания (включая его утилизацию), использовать материалы повторно.

Обозначены и требования к внутренней среде экодома: в достаточное количество дневного света; « комфортный температурный режим; е высокое качество внутреннего воздуха, обеспеченное естественной вентиляцией; в отсутствие шума; в обеспечение хорошего вида из окна для отдыха глаз. Требования к экологичному дому согласуются с санитарно-гигиеническими нормами (системой СанПиН санитарных правил и нормативов). На них можно ориентироваться при строительстве экологичного дома, соблюдая при этом правила охраны природы (которые тоже прописаны в законодательстве) и учитывая по возможности более высокие экологические стандарты и широту подхода к вопросам экологии, принятые в развитых странах.

6. Экологическая безопасность материалов, используемые в строительстве жилых домов и нежилых помещений

Экологическая безопасность зданий, сооружений и обслуживающих их систем климатизации в последнее время вызывает широкий интерес у специалистов. В настоящее время эта тема приобрела особую актуальность в силу объективной необходимости и реакции общественности на рост числа примеров изменения климата и окружающей среды в результате деятельности человека.

Необходимость проектировать здания, сооружения и обслуживающие системы климатизации с учетом их экологичности возникла именно как следствие такого положения, и Киотский протокол, подписанный всеми крупными промышленными государствами (за исключением США), явился определяющим фактором в практическом применении данной концепции.

Характеристики экологической безопасности

Применительно к области строительства зданий и сооружений, оборудованных системами климатизации, экологически безопасной считается такая взаимосвязь здания и инженерных систем, которая на протяжении всего срока службы обеспечивает эффективную эксплуатацию объекта при соблюдении следующих условий:

Минимальные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, в частности, веществ, способствующих созданию парникового эффекта, глобальному потеплению, выпадению кислотных дождей;

Минимальные объемы потребляемой энергии из невозобновляемых источников, сокращение энергопотребления и энергосбережение;

Минимальные объемы твердых и жидких отходов, в том числе от ликвидации самого здания (сооружения) и утилизации частей инженерного оборудования по истечении срока службы и выработке ресурса;

Минимальное влияние на экосистемы окружающей среды по месту нахождения объекта;

Наилучшее качество микроклимата в помещениях здания, санитарно-эпидемиологическая безопасность помещений, оптимальный тепловлажностный режим, высокое качество воздуха, качественные акустика, освещение.

Главные загрязнители атмосферного воздуха и их влияние на окружающую среду (Документ)

Филов В.А. (ред.), Бандман А.Л., Войтенко Г.А. и др. Вредные химические вещества. Углеводороды, галогенпроизводные углеводородов (Документ)

Дипломная работа - Экологическая оценка воздействия автозаправочной станции на окружающую природную среду и мероприятия по снижению негативного воздействия (Дипломная работа)

Оценка воздействия на окружающую среду при производстве бумаги (Документ)

Организация и управление охраной окружающей среды на предприятии (Документ)

Экология и автотранспорт (Документ)

Федцов В.Г., Дрягилев Л.А. Экология и экономика природопользования (Документ)

Реферат - Размерная электрохимическая обработка металлов (Реферат)

n1.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ТИХООКЕАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РЕФЕРАТ

Дисциплина: Безопасность жизнедеятельности

Тема: «Влияние шума и вибраций на окружающую среду».

Владивосток

2010

1.Общая характеристика шума и вибраций 4

1.1. Шум. Допустимые нормы шума. 4

1. Типы шумов и их источники 5

1.Вибрация. Резонансные частоты. 7

1.Классификация вибраций. 9

2.Влияние шума и вибрации на людей и окружающую среду. 11

1.Вибрация и ее влияние на человека 17

3.Защита от шума и вибрации. 19

1.Методы борьбы с вибрацией. 19

2.Методы и средства защиты от шума 21

Заключение. 23

Список литературы. 25

Введение.

Человек с самого рождения окружен шумом и вибрациями и в течение всей своей жизни находится под их воздействием. Едет ли он в трамвае, автобусе, метро или на лошади, при движении он ощущает не только шум, но и вибрации; находится ли он в помещении или на открытом воздухе, он слышит шумы, звуки (разговор, музыку и т.п.).

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.

По мере развития техники шум все больше окружает человека в повседневной жизни; 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.

Антропогенный шум способствует увеличению уровня шума сверх природного фона и действует отрицательно на живые организмы, поэтому шум и вибрация являются объектами загрязнения окружающей среды.

Проблема борьбы с шумом во всех ее проявлениях в строительной практике была и остается актуальной.

Рассмотрим в этой работе подробнее о понятиях «вибрация» и «шумы», так же определим их степень воздействия на окружающую среду и организм человека в частности. А так же ознакомимся с современными методами борьбы и защиты от шума и вибрации.

1. Общая характеристика шума и вибраций

1. Шум. Допустимые нормы шума.

Шум как физический фактор представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды, носящее обычно случайный характер.

Шумом называют также всякий звук, мешающий окружающим или причиняющий им значительные неудобства. При оценке воздействия шума большое значение имеют время суток, сила и продолжительность действия, тип звука и регулярность его воздействия.

Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах (дБ). Это давление воспринимается не беспредельно. Шум в 20 – 30 дБ практически безвреден для человека и составляет естественный звуковой фон, без которого невозможна жизнь. Что же касается «громких звуков», то здесь допустимая граница поднимается примерно до 80 ДБ. Шум в 130 ДБ уже вызывает у человека болевое ощущение, а достигнув 150 ДБ становится для него непереносимым. Недаром в средние века существовала казнь – «под колокол»; колокольный звон убивал человека.

Шум на производстве, в быту действует непосредственно на орган слуха человека и может его повредить, т. е. ослабить и даже лишить человека слуха (тугоухость, глухота). А так же он способен оказывать влияние на центральную нервную систему (ЦНС) человека, вызывая головные боли, бессонницу, повышенное сердцебиение, повышение артериального давления и даже психические нарушения (ослабление внимания, нервозность и т. д.).

Шум воздействует на организм человека через участок головного мозга, синтезирующий звуковое раздражение в определенное звуковое восприятие. Звук, воспринимаемый нашим ухом, почти всегда распространяется в воздухе и силу звука можно охарактеризовать меняющимся давлением звуковых колебаний, накладывающихся на атмосферное давление. Это переменное давление называют звуковым давлением.

Ухо человека воспринимает звуки в диапазоне от 16 Гц 1 до 20 кГц. Эти границы у людей различны и зависят от состояния звукового аппарата человека и его возраста. Различают низкие или инфразвуковые колебания (1–16 Гц), средние (16 Гц–20кГц) и высокие или ультразвуковые колебания (свыше 20 кГц).

Шумы или шумовые загрязнения, воспринимаемые человеком в качестве помех, принято делить на низкочастотные (ниже 350 Гц), среднечастотные (350–800 Гц) и высокочастотные (выше 800 Гц). Шум всегда присутствует в окружающей среде и полное его отсутствие оказывает на человека гнетущее ощущение, что ведет к потере трудоспособности, так как невозможно эффективно работать в условиях полной тишины.

Наиболее чувствительно ухо человека к колебаниям в диапазоне 1–4 кГц. Такие звуки называют “слышимыми”. Звуковые колебания с частотами ниже 16 Гц (инфразвуки) и выше 20 кГц (ультразвуки) человеческим ухом не регистрируется, а поэтому относятся к разряду неслышимых, но и эти звуки оказывают вредное влияние на организм человека.

1. Типы шумов и их источники

Шум бывает промышленный, транспортный, уличного движения и бытовой.

Основными источниками промышленного шума служат предприятия, среди которых особенно выделяются энергетические установки (100... 110 дБ 2), компрессорные станции (100 дБ) (шум, интенсивность которого колеблется между 85 и 110 дБ представляет опасность для человека.). Источниками шума на промышленных предприятиях, оборудованных вентиляцией с механическим побуждением, кондиционерами для обмена воздуха, приборами воздушного отопления, газодинамическими установками, являются вентиляторы, холодильные машины, электродвигатели, и воздухораспределительные установки, в том числе и элементы сети воздуховодов.

Значительный шум в городах и поселках создают транспортные средства: легковой автомобильный шум достигает значений до 85 дБ, а шум от грузовых автомашин и автобусов равен 90 дБ. Железнодорожный транспорт на современном путевом основами является самым высоким источником создания антропогенного (экологического) шума, его сила приближается к 100 дБ. Железнодорожный и автомобильный транспорт связывает города и поселки, и поэтому в России свыше 30% жителей подвержены действию сверхнормативных уровней шума (55...65 дБ и выше).

Источниками шума в жилых и общественных зданиях является шум улицы с его непрерывным и монотонным характером. Особенно беспокоит этот шум тех жильцов, квартиры или дома которых выходят на улицы.

Много шума создает уличное движение в центре города и на основных городских магистралях, где автомобилям приходится тормозить и вновь разгоняться. Уровень шума зависит от числа автомашин, их технического состояния и удаления домов от проезжей части улицы. Застройка улицы повышает уровень шума от транспорта за счет отражения звуковых волн от стен домов. Так, если по улице проезжает порядка 210 автомашин в час, то создается шум с уровнем 60 дБА, если порядка 1000, то уровень шума возрастает до 67 дБА.

Кроме уличных шумов, источниками шума в здании могут быть бытовые шумы: включение радио и другой аппаратуры на большие мощности, громкие разговоры или ремонтные работы в квартире. Но могут быть и шумы от обслуживающих механизмов, например работа лифта, электромотора, неисправности в системе водоснабжения. Дело в том, что в городах построено большое количество панельных и каркасно-панельных домов, которые очень хорошо передают по этажам и помещениям любой шумовой эффект.

В природе также существует шум в виде естественных звуков, к которым человек привык, и без них он бы многое утратил в своем мироощущении, например: шорох листьев, пение птиц, морской прибой или равномерный шум водопада, дождя.

Так же шум можно подразделить по характеру спектра на: широкополосный (с непрерывным спектром шириной более одной октавы) и тональный (в спектре которого имеются выраженные дискретные тона).

По временным характеристикам шум подразделяется: на постоянный (с изменением за рабочий день не более чем на 5дБА) и непостоянный (уровень звука которого изменяется во времени более чем на 5 дБА).

1. Вибрация. Резонансные частоты.

Вибрация – это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил.

Принято считать, что основным признаком вибрации являются относительно малые отклонения тела или его точек при механических колебаниях. Другим признаком вибрации считается частота перемещений, совершаемых телом или его точками в единицу времени. При колебаниях тела частота может быть очень незначительной (низкой), а при вибрациях - более высокой. Можно привести такой пример: колебания судна при его качке имеют большие отклонения и малые частоты, а вибрация обшивки судна - малые отклонения и высокие частоты.

Вибрациям подвержены упругие тела - здания и сооружения, шины и оборудования, грунты и фундаменты, через которые на значительные расстояния распространяются механические волны, вибрациям подвержен и сам человек, находясь вблизи работающего оборудования (через грунт и фундамент) или работающий с оборудованием (например, рядом с вибраторами для уплотнения бетона).

На объект, или приемник, который подвержен вибрации, передается обычно два типа возбуждения: силовое и кинематическое.

Силовое возбуждение возникает при непосредственном действии внешней силы, которая во времени может быть периодической, почти периодической, произвольной и случайной, а также импульсной (с затухающими колебаниями). Кинематическое возбуждение - это передача от источника колебаний на приемник (объект), находящийся на волновом поле.

Так, электродвигатель передает на фундамент вибрацию, вызываемую неуравновешенным ротором. Идеально уравновесить элементы механизмов практически невозможно, поэтому в механизмах с вращающимися частями почти всегда возникает вибрация. Резонансная вибрация вагона возникает в результате близости частоты силы воздействия на стыках рельсов к собственной частоте вагона. Вибрация по земле распространяется в виде упругих волн и вызывает колебания зданий и сооружений.

Вибрация машин может приводить к нарушению функционирования техники и вызывать серьезные аварии. Установлено, что вибрация является причиной 80% аварий в машинах. В частности, она приводит к накоплению усталостных эффектов в металлах, появлению трещин.

При воздействии вибрации на человека наиболее существенно то, что тело человека можно представить в виде сложной динамической системы. Многочисленные исследования показали, что эта динамическая система меняется в зависимости от позы человека, его состояния – расслабленное или напряженное – и других факторов. Для такой системы существуют опасные, резонансные частоты. И если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным, то резко возрастает амплитуда колебаний как всего тела, так и отдельных его органов.

Для человека резонанс наступает:

• 
  В положении сидя при частоте 4 – 6 Гц
• 
  Для головы – 20 – 30 Гц
• 
  Для глазных яблок – 60 – 90 Гц

При этих частотах интенсивная вибрация может привести к травматизации позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин – вызвать преждевременные роды.

Колебания вызывают в тканях органов переменные механические напряжения. Информация о действующей вибрации воспринимается вестибулярным аппаратом.

Вестибулярный аппарат располагается в височной части черепа и состоит из преддверия и полукружных каналов, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса мышц и поддержание равновесия тела.

При широком спектре воздействующих на человека вибраций вестибулярный аппарат может передавать ложную информацию. Это связано с особенностями гидродинамического устройства вестибулярного аппарата, не приспособившегося в ходе эволюции к функционированию в условиях высокочастотных колебаний. Такая ложная информация вызывает состояние укачивания, дезорганизует работу многих систем организма.

Воздействие вибрации на организм человека определяется уровнем виброскорости и виброускорения, диапазоном действующих частот, индивидуальными особенностями человека. За нулевой уровень виброскорости принята величина 5 * 10-8 м/с, виброускорения – 3 * 10-4 м/сІ, рассчитанные по порогу чувствительности организма человека.

1. Классификация вибраций.

По способу передачи на тело человека вибрацию разделяют на общую, которая передается через опорные поверхности на тело человека, и локальную, которая передается через руки человека. Общие вибрации воспринимаются всем организмом человека и, в первую очередь, нервной и костной тканями человека.

Местные вибрации имеют место при соприкосновении человека с вибрирующим инструментом или оборудованием. Чувствительность человека к вибрациям зависит от положения его тела: наиболее чувствителен человек к вибрациям в положении “стоя” или “сидя”. Тяжесть воздействия вибраций на человека зависит от амплитуды смещения в пространстве отдельных органов человеческого тела, степени раздражения его вестибулярного аппарата.

Общая вибрация классифицируется следующим образом:

Транспортная, которая возникает вследствие движения по дорогам;

Транспортно-технологическая, которая возникает при работе машин, которые выполняют технологические операции в стационарном положении или при перемещении по специально подготовленным частям производственных помещений, производственных площадок;

Технологическая, которая влияет на операторов стационарных машин или передается на рабочие места, которые не имеют источников вибрации.

В производственных условиях часто встречаются случаи комбинированного влияния вибрации - общей и локальной.

1. Влияние шума и вибрации на людей и окружающую среду.

Орган, воспринимающий звуки и шумы, - ухо человека. Звуковая волна проходит от барабанной перепонки через косточки среднего уха и улитку и по мембране распространяется вибрация, приводятся в движение волосковые клетки кортиева органа, которые изгибаются, скручиваются и в них образуются электрические сигналы, раздражающие слуховой нерв. Эти “кодированные” импульсы передаются в мозг, где они “расшифровываются”, и мы воспринимаем звуковой сигнал.

Нормально, т. е. постоянно, орган слуха “работает” в режиме приема: мы бодрствуем - ухо непрерывно принимает “поток информации”, которая затем фильтруется, упорядочивается, отправляется на хранение в “ячейки памяти” головного мозга или вызывает немедленную реакцию нашего организма. И во время сна слух человека полностью не отдыхает. В это время высшие инстанции центральной нервной системы (ЦНС) следят за слуховыми впечатлениями и решают, какие из них необходимо срочно пропустить в сознание человека и разбудить спящего.

Некоторые люди считают, что к шуму можно привыкнуть, но это далеко не так. В общем случае шум небезразличен для организма человека и может вызывать различные психические реакции, отключение вегетативной нервной системы, регулирующей функции внутренних органов, сердечно-сосудистой системы и обмен веществ, повреждения слуха, а при высоких уровнях громкости вызывает болезненные ощущения.

Реакция человека на громкость звука очень индивидуальна и все приводимые численные величины уровня шума являются среднестатистическими. Следует иметь в виду, что хорошо изучено действие шумов высокой интенсивности, но мало что известно о влиянии на организм человека шумов малой и средней интенсивности, а именно таким шумам подвергается большинство из нас.

Среди всех видов механических воздействий для технических объектов наиболее опасна вибрация. Знакопеременные напряжения, вызванные вибрацией, содействуют накоплению повреждений в материалах, появлению трещин и разрушению. Чаще всего и довольно быстро разрушение объекта наступает при вибрационных влияниях в условиях резонанса. Вибрация вызывает также и отказы машин, приборов.

Действие вибрации на человека становится особенно неприятным и опасным, если частота колебаний приближаются к собственной частоте колебаний человеческого тела (5 Гц). При воздействии вибрации тело человека в разных положениях можно представить в виде кинематически изменяемой системы, отдельные части которой имеют свои собственные частоты колебаний (Гц):

Глаза - 22...27;

Горло - б...12;

Грудная клетка - 2...12;

Ноги, руки - 2...8:

Голова - 8...27;

Лицо и челюсти - 4...27;

Поясничная часть позвоночника - 4...14;

Живот - 4...12.

Вертикальная составляющая вибрации неблагоприятна для людей, работающих сидя, а горизонтальная - для работающих стоя. Ухудшение зрительного восприятия происходит под действием вибраций в двухчастотных диапазонах - от 25 до 40 Гц и от 60 до 90 Гц.

1. 
   Градации действия шума.

В настоящее время различают следующие градации действия шума на организм человека: мешающее; активация организма, т. е. возбуждение центральной и вегетативной нервной систем; влияние на работоспособность человека; помехи для передачи информации и нарушение общей ориентации в звуковой среде; повреждения слуха, т. е. потеря слуха и тугоухость.

Рассмотрим эти вопросы более подробно.

1. 
   Мешающее действие шума.

Растет с увеличением громкости, но зависит от индивидуального восприятия шума и конкретной обстановки.

Помехой для человека может стать даже едва слышимый звук: тиканье часов, жужжание мухи, писк комара, капанье воды из крана и т. д. Чем сильнее громкость внезапной шумовой помехи отличается от фонового шума, тем неприятнее она для слуха. Мешающее действие шума может быть связано и с информацией, которую он несет: уснувшая мать может не услышать раскатов грома, но просыпается от едва слышного плача ребенка: “сон матери”.

Благодаря частичному привыканию человека к шуму, психологическое воздействие шума может ослабиться или совершенно исчезнуть. Так, человек, живущий в большом городе, на шумной магистрали, привыкает к постоянному шуму улицы и спит значительно спокойнее, чем житель тихой окраины, где за ночь 2–3 раза проедет машина..

На улице, на рабочем месте по привычке мы готовы терпеть более громкие звуки, шумы, чем дома, где согласно исследованиям верхний предел шума “привыкания” днем составляет 40–45 дБ, а ночью не выше 35 дБ (но как помеху человек воспринимает шум с уровнем 25 дБА). Гигиенисты отмечают, что нельзя допускать, чтобы люди хронически подвергались воздействию такого шума, к которому нельзя привыкнуть. Связанные с этим отрицательные влияния на самочувствие человека необходимо считать серьезными и нежелательными независимо от того, покажут ли дальнейшие медицинские исследования, что такая шумовая нагрузка может привести к заболеваниям или нет.

1. 
   Активация (возбуждение центральной и вегетативной нервной системы).

Активация организма человека шумом приводит к возбуждению ЦНС и вегетативной нервной системы, нарушению сна, неумению расслабиться в моменты отдыха, заметному усилению реакций, связанных с испугом. Реакция активации осуществляется независимо от сознания человека через системы ствола головного мозга. Раздражающие нервные импульсы поступают от слухового нерва. Так, у спящего человека порог слухового восприятия на 10–15 дБ ниже, чем у бодрствующего, что объясняется отсутствием тормозного действия головного мозга. При таком воздействие шума повышается артериальное давление, расширяются зрачки глаз, уменьшается подвижность желудка, повышается частота дыхания, пульса, увеличивается выделение гормонов. Порог некоторых реакций достаточно велик: кровоток кожи изменяется, начиная с 70–75 дБ, а изменение электрического сопротивления кожного покрова начинается с увеличения уровня шума на 3–6 дБ над фоновым уровнем.

Сильнейшие активации происходят при реакциях испуга (выстрел, громкий хлопок дверью и т. д.). Так, когда возле спящего неандертальца раздавался рев хищника или другой подобный звук, возникающее состояние стресса приводило к сужению кровеносных сосудов, повышению артериального давления, выбросу адреналина в кровь, что позволяло нашему “предку” тут же “отмобилизоваться” и либо дать отпор “гостю”, либо спасаться бегством.

В наше время на человека в течение суток воздействуют самые разные шумы, и организм реагирует на них так, как и организм нашего “предка”. И если мы свободное время проводим под звуки громкой музыки или выстрелы телевизионного детектива, рев тормозов машин, то стрессовое состояние не покидает нас и в минуты отдыха. Мы не обращаем внимания на то, что физиологические реакции организма зовут нас к активным ответным действиям, но мы продолжаем сидеть в кресле. А такое напряжение накапливается внутри нас и приводит к заболеваниям (язва желудка, инфаркты, инсульты и др.).

В зависимости от времени суток шум может приводить к более или менее стрессовому состоянию человека, что может разладить внутренние часы, так как деятельность нашего организма подчиняется определенному ритму, в котором на протяжении 24 ч происходят различные физиологические процессы: кроветворные, создание гормонов, изменение чувствительности и активности ЦНС, обменные процессы, выделение желудочного сока, изменение температуры тела, артериального давления и т. д. Все эти процессы в течение суток периодически колеблются от максимума к минимуму.

В режиме отдыха нервная система находится на среднем уровне активации, и звуковые раздражители могут резко поднять этот уровень, помешать снятию нервного напряжения. Если такие шумовые помехи повторяются, то они наносят вред здоровью человека, особенно больным, ослабленным людям, которые нуждаются в отдыхе. Шум мешает во время отдыха, особенно во время сна. Шум затрудняет засыпание, может будить человека ночью и даже если человек не проснется от шума, сон становится беспокойным.

Шум действует на человека активизирующе и нарушает фазу засыпания вечером и засыпание ночью после пробуждения. Особенно человеку мешает немонотонный шум с большими скачками громкости (самолеты, автомобили, шум водопроводных труб, шумы, несущие информацию: радио, телевидение, разговоры и т. д.). К особо мешающим шумам относятся внезапные кратковременные шумы - хлопанье дверей, выстрелы, лай собак, звонки и т. д., уровень которых превышает нормальный фоновый шум на 10–15 дБ. Очень неприятен беспрерывный шум, не делающий пауз для отдыха.

Вероятность пробуждения от шума зависит от фазы сна человека. При неглубоком сне пробуждение может наступить даже при негромком шуме. Высота порога пробуждения индивидуальна и зависит от возраста человека. С возрастом порог пробуждения падает, и фаза глубокого сна занимает все меньше времени. Исследования показывают, что при уровне шума 40–45 дБ сон ухудшается или вообще прекращается у 10% спящих. Определенные реакции у спящих вызывают шумы с уровнем 25 дБ, При шуме в 50 дБ сон ухудшается у 50% спящих, а при шуме в 70 дБ люди, как правило, просыпаются.

1. 
   Влияние шума на работоспособность человека.

Привычные и ожидаемые шумы не ухудшают выполнения заученных как умственных, так и механических действий, а часто и улучшают работоспособность благодаря реакции активации организма на привычный шум. Так, тихая, мелодичная музыка способствует повышению работоспособности, но неожиданный, непривычный шум может снизить результативность работы, требующей концентрации внимания человека (такой шум оказывает отвлекающее действие). Конкретное действие шума зависит от колебаний его уровня, информационного содержания, личности человека и трудности работы.

Считалось, что на вегетативную нервную систему оказывают влияние шумы громче 65–90 дБ, но исследования последних лет показали, что на вегетативную нервную систему оказывают влияние шумы с интенсивностью ниже 65 дБ(А).

Помехи для передачи информации. Разборчивость речи, восприятие сигналов предупреждения нарушаются при шуме тем сильнее, чем выше уровень шума. Так шумовая помеха при разговоре должна быть на 10 дБ ниже речи собеседника. При сложных или иноязычных текстах разница между уровнями разговора и шума должна составлять не менее 20 дБ.

Чем больше расстояние между говорящим и слушающим, тем ниже должен быть уровень шума или выше уровень речи. Спокойный разговор на расстоянии 1 м имеет громкость порядка 55 дБ, а разговор на “повышенных тонах” - 65 дБ. В помещениях для речевого общения уровень мешающего шума не должен превышать 35–45 дБ(А).

1. 
   Глухота, тугоухость.

Глухота, вызванная шумом, относится к числу профессиональных заболеваний. Опасность глухоты возникает в случаях, если продолжительное время в течение рабочего дня на человека действует шум со средним уровнем выше 85 дБ. Такой шум достигается на некоторых производствах, в аппаратных залах объектов связи.

По статистике 10–15% работающих в промышленности подвергаются шуму с уровнями выше 90 дБ, a 15–20% - выше 85 дБ.

Больше всего от постоянного действия шума страдают рабочие и служащие, занятые в прядильном производстве, в металлорежущих, кузнечных цехах, аппаратных залах и кабинах некоторых объектов связи, в помещениях, где размещаются дизель-электрические агрегаты и др. Здесь отмечаются шумы с интенсивностью выше 100 дБ.

В повседневной жизни повреждения слуха могут вызываться слишком громкой музыкой, выстрелами в тире и т. д.

1. Вибрация и ее влияние на человека

Длительное воздействие на человека вибрации ведет к вибрационной болезни. Это заболевание является профессиональным. Вибрационная патология занимает 2-е место после пылевых, среди профессиональных заболеваний.

В зависимости от степени воздействия на организм человека выделяют 4 стадии развития вибрационной болезни:

1. На первой стадии симптомы незначительные: боль в руках, спазмы капилляров, боли в мышцах плечевого пояса.

2. На второй стадии усиливаются боли в руках, происходит расстройство чувствительности, понижается температура, синеет кожа кистей рук.

При условии исключения влияния вибрации на человека на первой и второй стадии лечение эффективно и изменения обратимы.

Третья и четвертая стадии характеризуются интенсивными болями в руках, резким снижением температуры кистей рук. Происходят изменения в нервной и эндокринной системах, а также сосудистые изменения. На этих стадиях нарушения приобретают генерализованный характер.

Больные страдают головокружением, головными и загрудными болями. Изменения имеют стойкий характер, необратимы.

Виброзащита человека представляет собой сложную проблему биомеханики. При разработке методов виброзащиты необходимо учитывать эмоциональное состояние человека, напряженность работы и степень его утомления.

Вибрация вызывает нарушения физиологического и функционального состояний человека. Стойкие вредные физиологические изменения называют вибрационной болезнью. Симптомы вибрационной болезни проявляются в виде головной боли, онемения пальцев рук, боли в кистях и предплечье, возникают судороги, повышается чувствительность к охлаждению, появляется бессонница. При вибрационной болезни возникают патологические изменения спинного мозга, сердечно-сосудистой системы, костных тканей и суставов, изменяется капиллярное кровообращение.

Функциональные изменения, связанные с действием вибрации на человека-оператора - ухудшение зрения, изменение реакции вестибулярного аппарата, возникновение галлюцинаций, быстрая утомляемость. Негативные ощущения от вибрации возникают при ускорении, которое составляет 5% ускорения силы веса, то есть при 0,5 м/с2. Особенно вредны вибрации с частотами, близкими к частотам собственных колебаний тела человека, большинство которых находится в границах 6.. .30, Гц.

Вибрации вызывают неприятные ощущения, проявляющиеся на резонансных частотах органов человеческого тела, и способны привести к остановке сердца.

1. Защита от шума и вибрации.

Для борьбы с шумом и вибрацией используются как общие, так и индивидуальные средства защиты.

1. Методы борьбы с вибрацией.

Общие методы борьбы с вибрацией базируются на анализе уравнений, которые описывают колебание машин в производственных условиях и классифицируются следующим образом:

Снижение вибраций в источнике возникновения путем снижения или устранения возбуждающих сил;

Регулировка резонансных режимов путем рационального выбора приведенной массы или жесткости системы, которая колеблется;

Вибродемпферование - снижение вибрации за счет силы трения демпферного устройства, то есть перевод колебательной энергии в тепловую;

Динамическое гашение - введение в колебательную систему дополнительной массы или увеличение жесткости системы;

Виброизоляция - введение в колебательную систему дополнительной упругой связи с целью ослабления передачи вибраций смежному элементу, конструкции или рабочему месту;

Использование индивидуальных средств защиты.

Рассмотрим подробнее вышеизложенные методы:

Снижение вибрации в источнике ее возникновения достигается путем уменьшения силы, которая вызывает колебание. Поэтому еще на стадии проектирования машин и механических устройств следует выбирать кинематические схемы, в которых динамические процессы, вызванные ударами и ускорением, были бы исключены или снижены.

Регулировка режима резонанса. Для ослабления вибраций существенное значение имеет предотвращение резонансных режимов работы с целью исключения резонанса с частотой принуждающей силы. Собственные частоты отдельных конструктивных элементов определяются расчетным методом по известным значениям массы и жесткости или же экспериментально на стендах.

Вибродемпферование. Этот метод снижения вибрации реализуется путем превращения энергии механических колебаний колебательной системы в тепловую энергию. Увеличение расхода энергии в системе осуществляется за счет использования конструктивных материалов с большим внутренним трением: пластмасс, металлорезины, сплавов марганца и меди, никелетитанових сплавов, нанесения на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, которые имеют большие, потери на внутреннее трение. Наибольший эффект при использовании вибродемпферных покрытий достигается в области резонансных частот, поскольку при резонансе значение влияния сил трения на уменьшение амплитуды возрастает.

Виброгашение, Для динамического гашения колебаний используются динамические виброгасители: пружинные, маятниковые, эксцентриковые гидравлические. Недостатком динамического гасителя является то, что он действует только при определенной частоте, которая отвечает его резонансному режиму колебаний.

Динамическое виброгашение достигается также установлением агрегата на массивном фундаменте.

Виброизоляция состоит в снижении передачи колебаний от источника возбуждения к объекту, который защищается, путем введения в колебательную систему дополнительной упругой связи. Эта связь предотвращает передачу энергии от колеблющегося агрегата к основе или от колебательной основы к человеку или к конструкциям, которые защищаются.

Средства индивидуальной зашиты от вибрации применяют в случае, когда рассмотренные выше технические средства не позволяют снизить уровень вибрации до нормы. Для защиты рук используются рукавицы, вкладыши, прокладки. Для защиты ног - специальная обувь, подметки, наколенники. Для защиты тела - нагрудники, пояса, специальные костюмы.

Для ослабления передачи вибраций и шума по воздуховодам и трубопроводам присоединять их к вентиляторам и насосам надо при помощи гибкой вставки из прорезиненной ткани или резинового патрубка.

Санитарные нормы регламентируют предельно допустимые уровни вибрации и лечебно-профилактические мероприятия. Однако следует отметить, что вибрация в определенных количествах оказывает положительное влияние на организм человека. Вибрация способна увеличивать активность жизненных процессов в организме.

1. Методы и средства защиты от шума

Средства защиты от шума подразделяют на средства коллективной и индивидуальной защиты.

Борьба с шумом в источнике его возникновения - наиболее действенный способ борьбы с шумом. Создаются малошумные механические передачи, разрабатываются способы снижения шума в подшипниковых узлах, вентиляторах.

Архитектурно-планировочный аспект коллективной защиты от шума связан с необходимостью учета требований шумозащиты в проектах планирования и застройки городов и микрорайонов. Предполагается снижение уровня шума путем использования экранов, территориальных разрывов, шумозащитных конструкций, зонирования и районирования источников и объектов защиты, защитных полос озеленения.

Организационно-технические средства защиты от шума связаны с изучением процессов шумообразования промышленных установок и агрегатов, транспортных машин, технологического и инженерного оборудования, а также с разработкой более совершенных малошумных конструкторских решений, норм предельно допустимых уровней шума станков, агрегатов, транспортных средств и т. д.

Акустические средства защиты от шума подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители шума.

Снижение шума звукоизоляцией. Суть этого метода заключается в том, что шумоизлучающий объект или несколько наиболее шумных объектов располагаются отдельно, изолировано от основного, менее шумного помещения звукоизолированной стеной или перегородкой.

Звукопоглощение достигается за счет перехода колебательной энергии в теплоту вследствие потерь при трении в звукопоглотителе. Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены для поглощения звука как в помещениях с источником, так и в соседних помещениях. Акустическая обработка помещения предусматривает покрытие потолка и верхней части стен звукопоглощающим материалом. Эффект акустической обработки больше в низких помещениях (где высота потолка не превышает 6 м) вытянутой формы. Акустическая обработка позволяет снизить шум на 8 дБА.

Глушители шума применяются в основном для снижения шума различных аэродинамических установок и устройств,

В практике борьбы с шумом используют глушители различных конструкций, выбор которых зависит от конкретных условий каждой установки, спектра шума и требуемой степени снижения шума.

Глушители разделяются на абсорбционные, реактивные и комбинированные. Абсорбционные глушители, содержащие звукопоглощающий материал, поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные отражают ее обратно к источнику. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Заключение.

Изучив данную тему, нельзя не отрицать пагубное воздействие шума и вибрации на окружающую среду и в первую очередь на человека.

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 и вибраций высоких уровней.

Если в 60 – 70 годы прошлого столетия шум на улицах не превышал 80 ДБ, то в настоящее время он достигает 100 ДБ и более. На многих оживленных магистралях даже ночью шум не бывает ниже 70 ДБ, в то время как по санитарным нормам он должен не превышать 40 ДБ.

По данным специалистов, шум в больших городах ежегодно возрастает примерно на 1 ДБ. Имея ввиду уже достигнутый уровень, легко себе представить весьма печальные последствия этого шумового «нашествия».

Появляются все новые сверхмощные источники звука, например: шум реактивного самолета, космической ракеты. Очень высок уровень промышленных шумов. На многих производствах он достигает 80 – 100 ДБ и более, способствуя увеличению числа ошибок в работе, снижая производительность труда примерно на 10 – 15% и одновременно значительно ухудшает его качество.

Борьба с шумом, является комплексной проблемой. Существуют общие аспекты в работе всех, кто занимается решением проблемы шумов окружающей среды:

Оценка соответствия источника шума (промышленные предприятия, торговые центры, аэропорты, автомагистрали, железные дороги и т.д.) действующим инструкциям и законодательным актам.

Проведения полевых измерений

Оценки шума от определенных источников

Расчет ожидаемых уровней шума

Составления карты уровней шума

Подготовки отчетов для общественности и для лиц, принимающих решения.

Архивации и сбора данных

Проведения экспертиз

Перечисленные задачи, необходимые для оценки степени и уровня шумовой загрязненности, требуют также определенного уровня понимания проблемы не только профессионалами, работающими в полевых условиях, но и лицами, принимающими решения, и общественностью.

Список литературы.

1. 
   Валова В.Д. Основы экологии: Учебное пособие. – 2-е изд., перераб. И доп. М.: Издательский Дом «Дашков и К0», 2001.
2. 
   Жидецкий В.Ц., Джигирей В.С., Мельников А.В. Основы охраны труда. Учебник – Изд. 2-е, дополненное. –Л., Афиша, 2000. – 351с.
3. 
   Крючек Н. А., Латчук В. Н., Миронов С. К. Безопасность и защита населения в чрезвычайных ситуациях: Учебник для населения. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003
4. 
   Корчагина В.А. Ботаника. Издательство «Просвещение», 1992г.
5. 
   Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек М.: Гранд, 1998

1 Герц (единица измерения частоты периодических процессов)