Экология человека и антропогенный шум

Шум, по определению, это неблагоприятный для человека звук. В природе такие звуки обычно не встречаются, а если и встречаются (обвалы, извержения, рёв хищников и т.п.), то главная опасность связана уже не с самим шумом, а с его источником. Антропогенный шум вызывается работой различных двигателей, станков, ударными действиями различной силы – от забивания гвоздей до ударов по сваям, промышленными взрывами, движением транспорта, а также громкой музыкой, работой громкоговорителей и многим другим; антропогенным условно можно считать и шум, производимый домашними животными.

Шум оказывает отрицательное воздействие на слуховой аппарат, на нервную систему, а через неё вызывает сердечно-сосудистые заболевания, органов зрения, системы пищеварения. Шум затрудняет бытовую и производственную деятельность человека, особенно умственную, связанную с контролем за приборами, обработкой информации.

Замечено, что к сильному шуму особенно восприимчивы женщины, а к слабому – мужчины.

Для количественной оценки шума применяются различные физические (акустические) показатели: прежде всего частота (колебаний воздуха), звуковое давление (дополнительное к атмосферному), интенсивность (энергия в единицу времени, отнесённая к единице площади). Субъективно шум оценивается громкостью, не измеряемой количественно, а лишь сравниваемой с другими звуками и характеристикой слуховых ощущений, зависящей как от частоты, так и от интенсивности: при большей частоте менее интенсивный звук воспринимается как громкий. Наконец, экологически наиболее значимый показатель – уровень интенсивности, он же уровень звукового давления, измеряемый специальными безразмерными единицами – белами, а на практике – децибелами:

1 дб = 10 lg (I/I*) = 20 lg (P/P*),

где I и Р – соответственно интенсивность и давление данного звука, а I* и P* – те же показатели для порога слышимости – самого тихого звука, воспринимаемого человеческим ухом; порог слышимости при частоте 1-5 кгц оценивается как соответствующий интенсивности примерно 10^-12 вт/м² или давлению 10^-5 н/м².

Предельный для человека уровень шума, болевой порог, оценивается в 130-140 дб, что соответствует интенсивности от 1 до 10 вт/м². Этот уровень нельзя считать аналогом предельно допустимой нормы: в случае с шумом патологические изменения в организме возникают при минимальном уровне (это вытекает из определения шума). Болевой порог же означает невозможность выносить звук, за ним наступает так называемая акустическая травма органов слуха.

Защита от шума, если его уровень технически не может быть уменьшен, может заключаться в удалении источника шума от мест проживания людей (например, вынос аэропортов за пределы городов) и в создании звукоизолирующих барьеров, в частности, из зелёных насаждений.

Экология человека и излучения

Радиоактивное излучение является почти исключительно антропогенным экологическим фактором (электромагнитное – исключительно). Хотя оно наблюдается и в природе, в районах выхода радиоактивных горных пород, его масштабы несопоставимы с масштабами излучений, вызванных авариями ядерных агрегатов, испытаниями ядерного оружия, хранением радиоактивных отходов, использованием в технике и медицине радиоактивных изотопов.

К количественным характеристикам радиоактивного излучения относятся: экспозиционная доза, то ееть отношение полного заряда ионов одного знака в малом объёме воздуха к массе воздуха в этом объёме; измеряется в кулонах на килограмм или в рентгенах (1 рентген = 2,58 х 10^-4 кулон/кг); поглощённая доза излучения – отношение средней энергии, переданной излучением веществу в малом объёме, к массе этого вещества; измеряется в греях (1 грей = 1 дж/кг) или в радах (1 грей = 100 рад); коэффициент качества излучения – зависимость неблагоприятных биологических последствий облучения человека в малых дозах от пространственного распределения поглощённой энергии (линейной передачи энергии); безразмерная величина, равная 1 для рентгеновского и бета-, гамма-излучения, 20 для альфа-излучения с невысокой энергией и т.д.; эквивалентная доза облучения – произведение поглощённой дозы на средний коэффициент качества в данной точке ткани; измеряется в зивертах и бэрах (бэр – биологический эквивалент рада) – единицах, численно равных, соответственно, грею и раду; мощность дозы – отношение дозы (экспозиционной, поглощённой, эквивалентной) к единице времени.

Радиоактивное излучение оказывает ионизирующее воздействие на атомы и молекулы органов и тканей организма, в частности, на молекулы воды. При этом нарушается нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ. При небольшой поглощённой дозе изменения могут оказаться обратимыми, но при больших дозах наступает хроническое повреждение органов или всего организма (лучевая болезнь в форме злокачественных опухолей, лейкемии (белокровие), лучевой катаракты и т.п.).

При однократном облучении всего тела человека, в зависимости от суммарной поглощённой дозы, возможны следующие биологические нарушения (конкретное воздействие, как и для других экологических факторов, может сильно различаться в зависимости от индивидуальных особенностей организма):

25–50 рад – возможны изменения в крови;

50–100 рад – нарушение нормального состояния трудоспособности;

100–200 рад – возможна потеря трудоспособности;

200–400 рад – возможен смертельный исход;

600 рад и более – смертельный исход достигает 100 %;

50 000 рад и более – мгновенная смерть во время облучения.

При этом важное значение имеет показатель мощности: с её увеличением поражающее действие облучения возрастает, а с распределением облучения по более длительному времени – снижается.

Нормирование радиоактивного излучения включает установление ПДК для радиоактивных изотопов в воздухе и воде, ПДД – предельно допустимых доз (определяются аналогично ПДК) и ПД – предельных доз за год. На практике ПДД устанавливаются только для лиц, непосредственно работающих с источниками облучения, а ПД – для тех, кто работает или живёт поблизости от этих источников; последняя определяется в 0,005 зиверт.

Электромагнитное излучение за пределами предприятий, связанное прежде всего с высоковольтными линиями электропередачи, тоже оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье, но масштабы его совершенно иные, меньшие, и вне рабочих мест это излучение не нормируется. Для защиты населения от электромагнитного излучения достаточно не строить жильё в непосредственной близости от ЛЭП, радио- и телевышек, антенных полей и т.п.