Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физические факторы загрязнения среды обитания человека. Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов.pdf
11
4
4,5
73
1,8
71 8 5,6
75
1,1
67
16
11,0
81
1,1
67
31,5
22,0
87
1,1
67
63
45,0
93
1,1
67
Эквивалентные корректированные
уровни
значения виброскорости или
виброускорения и их логарифмические
4,0 72 1,1 67
Предельно допустимые величины вибрации рабочих мест (транспорт
и т.п.), допустимые значения вибрации в палатах больниц, санаториев и
др., приведены в Санитарных нормах (Производственная вибрация,
вибрация в помещениях жилых и общественных зданий) № 2.2.4/2.1.8.566-
96 от 31 октября 1996 г.2
1.6 Минимизация воздействия вибрации, способы защиты
Основными методами борьбы с вибрацией являются:
1. Уменьшение шума и вибрации в источнике их возникновения:
совершенствование конструкции (например, с помощью балансировки или
амортизаторов).
2. Виброизоляция. Например, горнорабочие, проходчики,
строительные рабочие используют для гашения вибрации рукавицы или
перчатки с полимерным латексным покрытием.
3. Установка глушителей вибрации, экранов.
4. Вынесение шумящих агрегатов и устройств из мест работы и
проживания людей, зонирование.
Вопросы для самопроверки:
1. На каком интервале частот человек ощущает вибрацию?
2. Что может служить причиной возникновения производственной
вибрации?
3. К каким последствиям приводит действие вибраций на организм
человека?
4. Какие существуют методы снижения вибраций?
5. С помощью каких материалов осуществляется виброизоляция?
2
Санитарные нормы. Производственная вибрация, вибрация в помещениях
жилых и общественных зданий: СН 2.2.4/2.1.8.566 утверждены Постановлением
Госкомсанэпиднадзора России от 31 октября 1996 г. № 40.
12
2. ШУМ
2.1 Физическая сущность
Звук является частью повседневной жизни современного человека.
Звук приносит человеку удовольствие, например, при слушании музыки или
пения птиц. Звук способствует речевой коммуникации между людьми,
предупреждает человека и сигнализирует о чём-либо, например, звонок
телефона, стук в дверь или вой сирены. Звук дает человеку возможность
оценки качества и постановки диагноза, например, хрипы, сердечный шум.
Однако звук в современном обществе может быть неприятным или
раздражающим, и считается шумом. Причём, один и тот же звук, в
зависимости от ситуации, может оказаться как шумом, так и
информационным сигналом. Внезапно сработавшая ночью автомобильная
сигнализация для владельца – полезная информация, но для остальных –
шум.
В Большом энциклопедическом словаре понятие шума определено
через беспорядочные колебания различной физической природы,
отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры.
В журнале «Наука и жизнь» шум определяется как не несущий
полезной информации или случайный звук, мешающий окружающим либо
причиняющий им значительные неудобства.
С физиологической точки зрения шум – это совокупность звуков
различной частоты и интенсивности, которые воспринимаются органами
слуха человека и вызывают неприятное субъективное ощущение,
воспринимаемое органами слуха во время действия на них звуковых волн в
диапазоне частот 16–20 000 Гц.
Шум, как агрессивный фактор, влияющий на здоровье населения,
является самым распространенным из физических факторов окружающей
среды.
Понятие «шум» означает звук, который имеет сложную,
неповторяющуюся зависимость от времени, представляет собой
комбинацию беспорядочно изменяющихся сложных тонов. Шум имеет
сплошной акустический спектр колебаний.
2.2 Источники
Источниками акустического шума могут служить любые колебания в
твёрдых, жидких и газообразных средах.
Основными источниками внешнего шума являются транспортные
потоки на улицах и дорогах, железнодорожный, водный и воздушный
13
транспорт, промышленные и энергетические предприятия и их отдельные
установки, внутриквартальные источники шума (трансформаторные
подстанции, центральные тепловые пункты, хозяйственные дворы
магазинов, стадионы и игровые площадки и др.).
К источникам шума внутри зданий относятся лифтовые установки,
водопроводная и канализационная сети, мусоропроводы, посудомоечные и
стиральные машины, вентиляционные и холодильные установки и др.
Бытовые шумы создаются самими проживающими в домах людьми. К
ним относятся: громкий разговор, крики и плач детей, игра на музыкальных
инструментах, звуки от включенных телевизоров и радиоприемников,
ходьба, танцы, передвижение мебели и т.п.
Повышению уличного шума способствует сплошная застройка
городских улиц (в том числе и в г. Чита), в результате которой время
послезвучания от шума, возникшего на улице, увеличивается за счёт
неоднократного отражения от стен домов, т.е. имеет место явление
реверберации звука.
2.3 Виды шумов
Шум имеет в своем составе различные частоты, и все же каждый
шум можно охарактеризовать преобладанием тех или иных частот.
В зависимости от частотной характеристики, весь спектр шумов
можно поделить на:
• низкочастотный – с частотой колебаний от 16 до 350 Гц;
• среднечастотный – от 350 до 800 Гц;
• высокочастотный – от 800 до 20000 Гц.
По временным характеристикам шум делится на:
• непрерывный (производит оборудование, работающее
непрерывно в одном режиме);
• неустойчивый (производит оборудование, работающее в
цикличном режиме, проезжающие автомобили и пролетающие
самолеты, шум, возникающий при забивании свай, ударах пресса
или ружейных выстрелах и т.п.).
2.4 Допустимые уровни воздействия
Для количественной оценки шума используют усредненные
параметры, определяемые на основании статистических законов. Уровень
давления, равный 20 мкПа, является слуховым порогом для среднего
человека. Поэтому значение 20 мкПа называется порогом слышимости.
Звуковое давление около 100 Па настолько велико, что вызывает боль, и
поэтому называется порогом болевого ощущения. Отношение этих двух
крайних значений равно более чем миллион к одному.
Непосредственное применение линейных масштабов (в Паскалях)
при измерении звукового давления ведет к оперированию большими и
громоздкими цифрами. Согласно закону Вебера-Фехнера, интенсивность
ощущения пропорциональна логарифму интенсивности стимула. Поэтому
реакция уха на возбуждение скорее логарифмическая, чем линейная,
следовательно, удобнее представлять акустические параметры как
логарифм отношения измеренного значения к минимальной пороговой
величине. Данное логарифмическое отношение и называется децибелом
(дБ). Преимущество использования децибел заключается в том, что
14
линейная шкала с ее огромными числами преобразована в удобную шкалу,
которая начинается со слухового порога (порога ощущения), равного 0 дБ
(20мкПа), и кончается болевым порогом в 130 дБ (~100 Па).
По экспертным оценкам, из-за шумового загрязнения 70–80%
москвичей проживают в условиях акустического дискомфорта. В домах,
расположенных на главных транспортных магистралях, уровни шума
достигают 65–85 дБ при норме не более 50 дБ.
Международная организация по стандартизации ИСО (International
Organization for Standardization, ISO) разработала следующие
международные стандарты по методам измерений шума в местах
пребывания людей:
• ИСО 1996/1 - по основным измеряемым величинам и методам
измерения;
• ИСО 1996/3 - по предельным значениям уровней шума;
• ИСО 8297 - по шумам предприятий в окружающей среде;
15
• ИСО 362, ИСО 5128, ИСО 5130, ИСО 7188 - по шумам
Уровни звукового давления, дБ, в октавных
частотами, Гц
63
125
250
500
1000
2000
4000
8000
Палаты больниц,
операционные:
днем
59
ночью
51
39
31
24
20
17
14
13
Кабинеты врачей:
63
52
45
39
35
32
30
28
Аудитории школ, залы
залы:
Жилые комнаты
учреждений
днем
63
52
45
39
35
32
30
28
ночью
55
44
35
29
25
22
20
18
Номера в гостиницах и
в общежитиях:
днем
67
57
49
44
40
37
35
33
ночью
59
27 23
Торговые залы и залы
ожидания вокзалов
автомобилей;
• ИСО 3095, ИСО 3381 - по шумам рельсового транспорта и др.
На основе международных стандартов приняты российские нормы,
регулирующие уровни шума как на рабочих местах, так и в жилых
помещениях.
Нормативными документами на проведение измерений шума на
рабочих местах являются МУ 1844–78 «Методические указания по
проведению измерения и гигиенической оценке шумов на рабочих местах»
и ГОСТ 12.1.050–86 «ССБТ. Методы измерения шума на рабочих местах»,
где подробно изложена методика измерений.
Для гигиенической оценки шумов в жилых и общественных зданиях
практический интерес представляет звуковой диапазон частот от 45 до
11000 Гц, включающий восемь октавных полос со среднегеометрическими
частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.
Таблица 3 Гигиенические нормы уровня шума
Наименование
помещений
совещаний, читальные
квартир, детских
полосах частот со среднегеометрическими
63 52 45 39 35 32 30 28
Допустимые уровни шума в помещениях жилых зданий в зависимости
от времени суток содержатся в Санитарно-эпидемиологических
требованиях к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях от
2010 г. (Постановление Главного государственного санитарного врача
Российской Федерации от 10 июня 2010 г. № 64 "Об утверждении СанПиН
2.1.2.2645-10").
79 70 63 58 55 52 50 49
16
Таблица 4 Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах
Время
23
частот, эквивалентных и максимальных уровней звука проникающего шума
в помещениях жилых зданий
Уровни звукового давления, дБ, в октавных
Наименова-
ние
помещений,
территорий
суток
31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
полосах со среднегеометрическими
частотами, Гц
Lа и Lэкв
Lмакс
7 до
Жилые
комнаты
Проведение объективных измерений уровней звука является
обязательной частью любой программы защиты от шумов окружающей
среды. Уровни шума окружающей среды весьма разнообразны: шум часто
содержит импульсные или чистые тона. Кроме того, подлежат обработке
возникающие помехи от посторонних источников шума (например, лай
собаки).
Правила и стандарты определяют параметры, которые подлежат
измерению, и в большинстве случаев предлагают рекомендации по
настройке измерительного оборудования в зависимости от различных
факторов, например, таких, как метеорологические условия. Кроме того,
существуют надежные “практические методы”. Результатом шумовой
оценки никогда не выступает отдельно взятое значение, например, 85 дБ.
Это чаще всего значение, представляющее собой комбинацию
определенных параметров или индикаторов, полученных при известных и
фиксированных условиях.
Для измерения характеристик шума применяются шумомеры,
частотные анализаторы, коррелометры и др.
23 до 7 72 55 44 35 29 25 22 20 18 30 45
79 63 52 45 39 35 32 30 28 40 55
2.5 Действие на организм
Основные факторы, определяющие воздействие шума на организм
человека:
• интенсивность шума;
• расстояние от источника шума;
• длительность шумового воздействия;
• спектр шумового воздействия;
• размер и форма пространства, в котором человек подвергается
воздействию шума.
Кроме объективных факторов, определяющих воздействие шума на
организм человека, степень раздражающего действия зависит и от
психофизиологических особенностей человека, т.е. от отношения человека
к шуму.
Воздействие шума вызывает функциональные и органические
изменения в организме. Не рассматривая симптоматический комплекс
изменений в организме вследствие шумового раздражения, выделим
специфическое и неспецифическое действие шума.
К специфическому воздействию относится действие
шума на функции органа слуха.
17
В силу того, что звук является адекватным раздражителем для уха,
Среднее значение порогов слышимости,
дБ
I
26-40
II
41-55
III
56-70
IV
71-90
Глухота
>91
восприятие звука (и шума соответственно) рассматривается как достигшая
наибольшего развития механорецепция. А самой распространённой
формой расстройства функции органа слуха, связанной с длительным
воздействием шума, является тугоухость. Тугоухость вследствие шумовой
нагрузки является наиболее часто встречающимся профзаболеванием.
Международная классификация степеней тугоухости, основанная на
усредненных значениях порогов восприятия на речевых частотах,
приведена в таблице.
Таблица 5 Международная классификация тугоухости
Степень тугоухости
Измерение остроты слуха производится путем определения
наименьшей силы звука, воспринимаемой человеком, этот метод
клинической диагностики называется аудиометрией. Результатом
измерения является аудиограмма, по которой отоларинголог может
диагностировать потерю слуха и (или) различные болезни уха.
Неспецифическое воздействие шума на организм
человека проявляется, прежде всего, действием шума
на центральную нервную систему.
После длительного воздействия шума происходит замедление всех
нервных реакций, сокращение времени активного внимания, снижение
работоспособности, подавление психических функций, особенно памяти.
Расстройство сна является одним из самых важных влияний шума на
человека.
На физическое и на психологическое состояние человека сильное
воздействие оказывает музыка. Современная музыка может создавать шум
в частотных диапазонах от 10 Гц до 80 кГц. Шумовая нагрузка возрастает
значительным образом при прослушивании громкой музыки через наушники
(плееры, сотовые телефоны и т.п.)
Опытным путем установлено, что если основной
ритм, задаваемый ударными инструментами, имеет
частоту 1,5 Гц, и имеет мощное музыкальное
сопровождением на частотах 15 - 30 Гц, то у человека
наступает сильное возбуждение. При основном ритме
в 2 Гц человек впадает в состояние, близкое
наркотическому.
Человеческое ухо настроено более благоприятно на
среднюю интенсивность звуковых колебаний в 55 дБ.
Интенсивность звука на рок-концертах может
превышать 120 дБ (порог болевого восприятия), при
этом могут возникать контузии звуком, звуковые
«ожоги», потеря слуха и памяти.
18
Крайним проявлением шумового воздействия является
резкое возбуждение, граничащее с невменяемостью, в
таком состоянии человек может совершать
насильственные действия по отношению к виновнику
возникновения шума. Импульсные шумы могут
вызывать у человека реакцию готовности к действию
(т.н. стартовый рефлекс или рефлекс Моро -
проявляется в непроизвольном сокращении мышц
конечностей, позвоночника и глазных мышц).
2.6 Минимизация воздействия шума, способы защиты
Защита от шума – это сложный процесс, основанный на
способности звуковых волн к дифракции (большая длина волны
позволяет звуку огибать препятствия, не образуя «звуковой
тени»).
В случае если результаты акустических измерений
сигнализируют о слишком высоких и превышающих допустимые
пределы уровнях шума, необходимо принимать все
соответствующие меры по их снижению.
Основные методы борьбы с шумом:
• Уменьшение шума в его источнике, например, применением
специальных технологических процессов, модификацией
конструкции оборудования (применение глушителей,
использование упругих подвесов), дополнительной акустической
обработкой деталей, узлов и поверхностей оборудования или
применением нового и менее шумного оборудования.
• Блокировка путей распространения звуковых волн. Этот метод,
основывающийся на применении дополнительных технических
средств, заключается в снабжении оборудования
звуконепроницаемым покрытием или акустическими экранами и
его подвеске на амортизаторах вибраций. Шум на рабочих местах
можно уменьшать покрытием стен, потолка и пола
поглощающими звук и уменьшающими отражения звуковых волн
материалами.
• Применение средств индивидуальной защиты – вкладыши
(беруши), наушники и шлемы. Зоны, где уровень шума достигает
85 дБ, обозначают предупредительными знаками, а работающих
в этих зонах снабжают средствами индивидуальной защиты.
Предупреждающий знак:
Прекращение эксплуатации шумного оборудования
является самым радикальным и последним методом,
19
принимаемым в учет в специальных и серьезных
случаях. Например: сокращается время эксплуатации
шумного оборудования; шумное оборудование
перемещается в другое место; изменяется режима
труда и отдыха; сокращается время нахождения в
шумных условиях и т.д.
Дорожный знак,
запрещающий звуковые сигналы:
В целях борьбы с шумами, проникающими в жилые помещения,
следует учитывать ещё на стадии проектирования правильное
расположения зданий, учет розы ветров, создание защитных зон
(растительных или специально сконструированных).
Известно, что деревья и кустарники могут снижать уровень
интенсивности на 5-20 дБ. Зелёные насаждения между тротуаром и
проезжей частью могут предохранять не только от химического
загрязнения, но и от шумового. Эффективными «поглотителями» шума
являются липы и хвойные деревья.
Вместе с тем борьба с шумом не предполагает создание абсолютной
тишины, противоестественной для человека в той же мере, что и
длительное шумовое воздействие. Известно благотворное, успокаивающее
влияние на человека акустического шума, например шума морского прибоя,
шума леса и т.п.
Вопросы для самопроверки:
1. Укажите диапазон звуковых частот, воспринимаемых человеком
как шум.
2. Что может служить источником возникновения шума?
3. К каким последствиям приводит действие шума на организм
человека?
4. Какие существуют методы снижения шумового воздействия?
5. Нормируемой на рабочем месте характеристикой шума является:
- звуковое давление Р, Па;
- интенсивность звука I, Вт/м2;
- уровень звукового давления, дБ.
20
3. ИНФРАЗВУК
3.1 Физическая сущность
Инфразвук – ещё один физический фактор, способный оказывать
неблагоприятное воздействие на человека. Инфразвук - это упругие
колебания и волны с частотами, лежащими ниже области слышимых
человеком частот. Обычно за верхнюю границу инфразвукового диапазона
принимают 15-40 Гц; такое определение условно и зависит от
интенсивности слухового восприятия. Нижняя граница инфразвукового
диапазона условно определена как 0,001 Гц распространяются в воздушной
и водной среде, а также в земной коре (в таком случае их называют
сейсмическими).
Инфразвук характеризуется инфразвуковым давлением (Па),
интенсивностью (Вт/м2), частотой колебаний (Гц). Уровни интенсивности
инфразвукового давления выражаются в децибелах (дБ).
Природа возникновения инфразвуковых колебаний такая же, как и у
слышимого звука, поэтому инфразвук подчиняется тем же
закономерностям. Из-за очень большой длины волны ярко выражена
дифракция. Поэтому особенностью инфразвука является малое
поглощение средой (вследствие низкой частоты).
Инфразвук, как и инфразвуковая составляющая
сложного звука, огибая крупные препятствия, может
распространяться на значительные расстояния от
источника. Обычный полицейский свисток с частотой
звука 2900 Гц слышен на расстоянии 500 м; низкий звук
с частотой 290 Гц – на расстоянии 5 км; инфразвук с
частотой 29 Гц можно обнаружить на расстоянии 50
км! Кроме того, инфразвук почти не заглушается
препятствиями. Заметное рассеяние создают лишь
очень крупные объекты – высокие здания, горы и т.п.
3.2 Источники
Естественными источниками инфразвука являются
метеорологические, сейсмические и вулканические явления. Инфразвук
генерируется при землетрясениях, во время бурь и ураганов, цунами,
обвалами и т.п. Не исключено, что инфразвуковые волны, а не колебания