14

Лекция 6. Физ. Загрязнение и меры защиты

Приставки

Приставка/ Кратко	Значение	Приставка/ Кратко	Значение
дека / да	101	деци / Д	10-1
гекто / г	102	санти / с	10-2
кило / к	103	мили / м	10-3
мега / М	106	микро / мк	10-6
гига Г	109	нано / н	10-9

15. Загрязнение ос

Загрязнения могут быть различных видов – это механические (пыль в воздухе, взвеси в воде, мусор на почве) - рис. 29; физические (тепловое, световое, шумовое, вибрационное, электромагнитное, радиационное и т.д.); химические (СДЯВ, соли тяжелых металлов, пестициды, гербициды и т.д.) – рис. 30; биологические (биогенное, микробиологическое, генетическое, так продукты генной инженерии – ПГИ) – рис. 31; информационные (ложная информация, факторы беспокойства).

Рис.29. Механические загрязнения - загрязнение почвы мусором

Рис. 30. Химическое загрязнение атмосферы – выбросами из труб заводов

Рис. 31. Биологическое загрязнение

Виды загрязнения от автотранспортного комлекса (АТК) – это, преимущественно, механическое (пыль), физическое (тепло, шум, вибрация) и химическое (угарный газ, оксиды серы и азота, соединения свинца и др.).

16. Физические загрязнения ос

16.1. Тепловое загрязнение.

В промышленных городах в атмосферу поступают вещества с более высокой температурой, чем окружающий воздух и атмосфера подвергается тепловому загрязнению. Источниками тепла являются: коммунальное хозяйство (отопление домов), лесные пожары, трубы промышленных предприятий и выбросы автомобилей, где выделяются вещества нагретые свыше 60⁰С.

Лесные пожары чаще возникают в засушливые годы. Так, в 2010 г. пожарами были охвачены значительные территории России (Московская обл., Сибирь, Дальний Восток, Урал, Республики Коми и Мордовия).

С увеличением числа работающих предприятий и отопительных систем повышается температура в нижних слоях атмосферы (над крупными городами на 6-7⁰С и в тропосфере - на 0,7⁰С) и изменяется состав газов, что приводит к парниковому эффекту и далее глобальному потеплению климата.

16.2. Шумовое загрязнение.

Внедрение нового и модернизация существующего оборудования, увеличение производительности труда, рост мощности, быстроходности машин и механизмов часто сопровождается ухудшением условий труда на производстве, значительным повышением уровня шума и вибрации на рабочих местах.

Источниками шума на производстве являются транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо- и гидроагрегаты, а также источники, вызывающие вибрацию. Шумы подразделяются на акустические (различные двигатели и механизмы), которые различны по источнику возникновения (механические, гидравлические, аэродинамические, электрические) и неакустические (радиоэлектронные, от теплового излучения Земли и др.). В современном городе 80% шума производит автотранспорт.

Шумом называют всякий неприятный, нежелательный звук, мешающий восприятию полезных сигналов, оказывающий вредное или раздражающее влияние на человека. Звук как физическое явление представляет собой колебания частиц воздушной среды, которые воспринимаются органами слуха человека, в направлении их распространения.

Шум - один из наиболее распространенных неблагоприятных физических факторов окружающей среды, приобретающих важное социально-гигиеническое значение, в связи с урбанизацией, а также механизацией и автоматизацией технологических процессов, дальнейшим развитием авиации, транспорта. Шум - сочетание различных по частоте и силе звуков.

Шумы подразделяются по:

- спектру - на стационарные и нестационарные;

- характеру спектра - на широкополосный шум (с непрерывным спектром шириной более 1 октавы); тональный шум (в спектре которого имеются выраженные тона);

- частотному диапазону - на низко- (до 300 Гц), средне- (300-800 Гц) и высокочастотные (выше 800 Гц). Макcимальный диапазон частот для человека в среднем - от 20 до 20000 Гц;

- временны́м характеристикам - на постоянный, непостоянный, который делится на колеблющийся, прерывистый и импульсный;

- природе возникновения – на механический, аэродинамический, гидравлический, электромагнитный

К физическим характеристикам шума относятся звуковое давление (Па), частота колебаний (Гц), интенсивность звука (Вт/м²). В газообразной среде (воздухе) распространяются продольные волны, скорость которых зависит от плотности и давления среды. При температуре воздуха 20^оС и давлении 101,3 кПа скорость распространения звуковых волн в атмосфере составляет 344 м/с.

Звуковое давление оценивается в микроньютонах на кв. метр (мкН/м²) или микропаскалях (мкПа), величина которого изменяется от 20 до 200*10⁶ мкПа. Из-за широкого диапазона величин звуковое давление измеряется при помощи логарифмической шкалы в децибелах (дБ). Значение звукового давления 20 мкПа соответствует 0 дБ (порог слышимости большинства людей) и 200*10⁶ мкПа - 140 дБ, величина которого может привести к болевому шоку и глухоте. Изменение величины звукового давления представлены на рис. 32.

Рис. 32. Изменение величины звукового давления.

Производственный шум характеризуется спектром, который состоит из звуковых волн разных частот, обычно слышимый диапазон 16 Гц-20 кГц; ультразвуковой диапазон - свыше 20 кГц, инфразвук - меньше 20 Гц, устойчивый слышимый звук - 1000 Гц - 3000 Гц.

Слышимый диапазон шумов (16 Гц-20 кГц) разбивают на полосы частот и определяют звуковое давление, интенсивность или звуковую мощность, приходящиеся на каждую полосу. Интенсивность звука - звуковая мощность на единицу площади, передаваемая в направлении звуковой волны. Существует стандартный ряд среднегеометрических частот октавных полос, в которых рассматриваются спектры шумов (ст. мин=31,5 и ст. макс=8000Гц).

Шум по разному действуют на организм человека.

Низкочастотные колебания (5-10 Гц) могут вызывать резонанс, вибрацию внутренних органов, влиять на работу мозга, усиливают ноющие боли в костях и суставах у больных людей. Источники инфразвука: автомобили, вагоны, гром и т.д. Среднечастотный звук (1-3 кГц) - зона речевого общения (обычны в телефонах и по радио на СВ и ДВ диапазонах), где звуковой диапазон, воспринимаемый на слух, сужается с возрастом: в молодости лучше слышен звук с частотой 3 кГц, в среднем возрасте - 2-3 кГц, в старости – 1кГц.

Неслышный шум - звуки с частотами <16-20 Гц (инфразвук) и более 20 кГц (ультразвук). Высокочастотный звук и ультразвук с частотой 20-50 кГц, применяются для отпугивания птиц с аэродромов, животных и насекомых.

В автодорожном комплексе (АДК) шум и вибрацию, создают многочисленные антропогенные источники: стационарные (промышленные предприятия, погрузочно-разгрузочные и дорожные работы) и подвижные (транспортные потоки).

Уровень шума транспортного потока зависит от скорости, интенсивности движения, состава потока, продольного уклона дороги, типа покрытия, ширины разделительной полосы и других факторов.

При движении шум от транспортных средств имеет три основных источника: привод, взаимодействие шин с дорожным покрытием, обтекание автомобиля потоком воздуха (аэродинамический шум) и др.

На шум, достигающий человека, воздействуют множество других факторов, в т.ч. рассеивание, тип подстилающей поверхности, метеорологические факторы, наличие природных и искусственных препятствий. В городах шумовое загрязнение атмосферы становится фактором социального значения.

Производственные шумы имеют различные спектральные и временные характеристики, которые определяют степень их воздействия на человека. Предельно допустимый уровень (ПДУ) считается 40-60 дБ, на рабочих местах не должен превышать 110дБА, для жилых квартир (днем) - 40 дБ. Для нормального существования, чтобы не ощущать себя изолированным от мира человеку нужен шум в 10-20дБ. Это шум листвы, парка или леса. Работа в шумном помещении может вызвать глухоту, нарушение работы центральной нервной и сердечной систем и др.