2.4. Шумовые, электромагнитные и радиационные загрязнители,

влияние запахов

Физические загрязнители, как и химические, оказывают как непосредственное, так и отдаленное по времени влияние на здоровье городского населения. Степень их влияния зависит от интенсивности и длительности воздействия, отклика организма человека на раздражения.

Механические и аэродинамические колебания в промышленных процессах передаются в атмосферную среду в виде упругих звуковых волн с частотами от 4 до 20000 Гц, характеризующихся интенсивностью звука I, Вт/м², и звуковым давлением Р, Па. Мощность воздействия L, дБ по шкале А, определяется зависимостью

L = 10lg(I/I_o) = 20 lg(P/P_o) , (4)

где I_o = 1∙10 ^{– 12}Вт/м², Р_о = 2∙10 ^-5Па – пороги ощущения звука. К примеру, шум листвы леса равен 10-20 дБА. Шум менее 250 Гц считается низкочастотным, 250-2000 Гц ‑ среднечастотным, более 2000 Гц – высокочастотный. Нормируется шум в 8-октановых полосах при частотах, Гц: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000.

Шум оказывает вредное воздействие на нервную систему человека: возникает утомляемость, бессонница, гипертоническая болезнь. Предельно допускаемый уровень звука у стен зданий, где находятся люди, равен 70 дБА, в помещениях ‑ 55 дБА.

Важным показателем является шумовая экспозиция Е , как и для химических веществ, при продолжительности воздействия Т, час, равной

Т = 80/(L – 85), (5)

Е = (Т/40)∙10 ^{(L -70)}. (6)

В табл. 2.7 приведены значения шумовых экспозиций Е [9].

Проникающая с улицы в помещение интенсивность шума делится на 3 категории:

- не мешающая сну человека и пассивному его отдыху – 45 дБА,

- не нарушающая бодрствование – 55 дБА,

- болевое ощущение – 90 дБА.

Таблица 2.7

Время воздействия, мин	Эквивалентный уровень шума, дБА
	90	100	110	120
10	-	5	40	415
30	-	15	125	1250
60	5	25	250	2500
120	5	50	500	5000
300	5	125	1250	12500
480	5	200	2000	20000

Соотношения между экспозицией и эквивалентным уровнем шума представлены в табл. 2.8.

Таблица 2.8

Е,	10	30	60	125	200	250	500	1250	2000	2500	5000	12500
L, дБА	80	85	88	91	93	94	97	101	103	104	107	111

Частота звука 4-7 Гц (инфразвук) для внутренних органов, 8 Гц (инфразвук) для биотоков, 20-30 Гц для головы, 60-90 Гц для глаз и 110-150 Гц для органов пищеварения может привести к нервным расстройствам, влиянию на зрение, травмам почек, вестибулярного аппарата и т.д.

Звук с частотой колебаний 10 ГГц – 1МГц (10⁹ - 10⁶) Гц называется высокочастотным, он быстро затухает в воздухе, хорошо проникает во внутренние органы человека, преобразуясь в тепловую энергию. Он расщепляет молекулу воды на ионы ОН и Н, вызывая процессы окисления. От его действия нарушается капиллярное кровообращение, происходит кровоизлияние.

Окно с двойным переплетом и толщиной стекла 4-5 мм снижает городской шум на 35 дБА, при открытой форточке снижается шум только на 10 дБА.

Деревья с кустарниками могут снизить шум на 20-40 % при многорядной посадке, однорядная посадка малоэффективна, она снижает шум только до 3 дБА.

Эффективный метод борьбы с шумами - звукоизоляция за счет звукопоглощения строительными конструкциями при переходе колебательной энергии звука в теплоту от трения о звукоизолирующую поверхность.

Защита от транспортного шума обеспечивается разрывом между зданиями и дорогой. Для 4-й категории дороги (интенсивность до 100 авт./час) расстояние должно быть 90 – 170 м, 3 –й категории (до 400 авт./час) 320 – 580 м, 2-й категории (до 800 авт./час) - 800 – 1050 м, 1-й категории (до 2000 авт./час) 1800 – 2000 м.

Расстояние от дороги общегородского значения до жилой застройки должно быть не менее 22 – 30 м [27].

Напряженность электромагнитных полей (ЭМП) значительна вблизи линий электропередач, средств радиосвязи, радиолокации. ЭМП воздействует на центральную нервную, эндокринную и сердечно-сосудистую системы, вызывая болезни Паркинсона, рака, угнетение половой функции. Электромагнитные волны разделяются: инфранизкие с частотой f = (0,003 – 0,3) Гц и длиной волны до λ = 10⁶ км, ультракороткие с f = 300 – 30 МГц и λ = (10 – 100) м, сверхвысокие с f = (30 – 300) ГГц и λ = (1 – 10) мм [27].

Установлены санитарные разрывы от высоковольтных линий электропередачи при превышении напряженности электрического поля более 1 кВ/м: при напряжении 330 кВ расстояние 20 м, 500 кВ – 30 м, 750 кВ – 40 м, 1150 кВ – 55 м.

При плотности электромагнитного поля (ЭМП) 0,1 Вт/м² допустимое время воздействия на человека до 8 часов, до 1 Вт/м² – до 2-х часов, до 10 Вт/м² – не более 20 мин. При напряженности поля 10 кВ/м допустимое время воздействия не более 180 мин, при 25 кВ/м – не более 5 мин.

При использовании синтетической одежды возникает электростатический потенциал до 500 В (например, из полиэтилена, полипропилена и др.).

К радиоактивным излучениям относятся: альфа-, бета- и гамма-излучение, рентгеновское излучение. Под их влиянием происходит разрыв молекулярных связей в организме человека и образование новых. Нормальная клетка может перерождаться в злокачественную с образованием опухолей, наследственной болезни, возникновением бесплодия [8].

Показателями интенсивности излучения и поглощения являются:

- Беккерель (Бк) – за 1 секунду происходит спонтанный переход из энергетического состояния радионуклида;

- объемная активность нуклида, 1Бк/м³;

- доза радиации – Зиверт (Зв) , 1 Зв = 1Дж/кг = 100 бэр,

- бэр – биологический эквивалент рентгена, 1бэр = 0,01Дж/кг,

- Кюри (Ки) = 3,7∙10¹⁰ Бк,

- Грей (Гй) – доза поглощения радиации, 1Гй = 1Дж/кг = 100 рад.

Однократное воздействие дозы в 50 бэр или многократное облучение с интенсивностью 15 бэр в год не вызывают лучевых поражений. Средняя годовая доза облучения составляет 0,4 – 0,5 бэр. За 70 лет жизни человек получает около 35 бэр, при этом 1/3 от выделения из почвы и строительных материалов, 1/3 от других природных источников и 1/3 от медицинских обследований.

В земной коре находится уран 3 г/т, радиоактивный калий - до 3 мг/т, торий 10 г/т, радий до 40 г/т. При их распаде годовая доза составляет от 50 до 130 мбэр. Из недр Земли выделяются различные газы. В Древнем Китае перед началом строительства дома выявлялись места с выделением "зубов дракона", в России такие места называли "водяными жилами". В таких зонах отмечалось увеличение в два раза частоты заболеваний ишемической болезнью, раком (по данным исследований в С.Петербурге в 1998 г.).

Космическое облучение составляет 30 – 80 мбэр/год.

Радиоактивность используемых пищевых продуктов, считающихся экологически чистыми, составляет 15 – 20 мбэр/год.

Радиационный фон на территории России составляет около 1000 мкЗв.

В США установлено, что заболевшие раком необлученные люди составляют 0,25 %, облученные 0,35 %. Вместе с этим необлученные лица, но курящие и употребляющие алкоголь 1 - 4 раза в неделю в 3 раза чаще заболевают раком.

Установлено, что источником радиации является также радон – продукт естественного распада изотопа ²³⁸U.

В среднем, по данным США, поступление радона в жилые дома составляет 200 мбэр/год [25, 26]. Выделяется радон строительными материалами: мергелем, известняком, гранитом, мрамором. Норма по радону - 0,1 бэр/год, норма его содержания в воздухе - 100 Бк/м³.Он накапливается преимущественно в подвальных помещениях зданий от выделения из глин, щебня, гранитных плит.

В соответствии с ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные» определение удельной эффективной активности радионуклидов» допустимой предельной нормой радиоактивности строительных материалов является величина А_эф ≤ 370 Бк/кг. Не допускается нахождение людей в помещении при А_эф ≥ 400 Бк/м³, допустимая величина не более 100 Бк/м³.

Содержание радионуклидов, Бк/кг, в строительных материалах: глина ‑ 48, гравий ‑ 28, цемент ‑ 41, песок ‑ 9,6, кирпич силикатный ‑ 14, гипс ‑ 9, ячеистый бетон ‑ 55, керамзитобетон ‑ 22, керамический кирпич ‑ 100. Имеются глины в Курской и Ульяновской областях со значениями А_эф > 370 Бк/кг.

Неприятно пахнущий запах – воспринимаемая форма загрязнения воздуха, ощущаемая органами обоняния человека. Вещества, обладающие запахом, называются одорантами.

Интенсивность запаха имеет логарифмическую зависимость от концентрации паров вещества в воздухе. Сильный запах имеется при показателе интенсивности 3, умеренный – 2, слабый – 1, пороговый ощущения – 0,2 при 50% -м распознавании. Интенсивность запаха определяется тренированными наблюдателями путем разбавления концентрации воздухом. Так, интенсивность 2,12 продуктов горения отходов определена при отношении расхода продуктов сгорания, м³/с, к расходу воздуха, м³/с, равном 0,0026, а при отношении 0,0001 интенсивность равна 0,41.

Для этих веществ установлены пороговые концентрации. Для некоторых веществ они приведены в табл. 2.9.

Таблица 2.9

Вещество	Пороговая концентрация, мг/м3	Ощущение запаха
Ацетон	100	Сладкий
Аммиак	47	Острый
Бензол	4,7	Как растворителя
Сероводород	0,00047	Тухлого яйца
Нитробензол	0,0047	Гуталина
Фосген	1,0	Свежего сена
Выхлоп реактивного двигателя	0,07	Керосина