- •Костенко Ігор Андрійович, кандидат технічних наук, доцент
- •Екологічний моніторинг повітряного басейну
- •Лабораторна робота 1
- •1.2 Короткі теоретичні відомості
- •1.3 Експериментальна частина
- •1.3.1 Визначення концентрації пилу гравіметричним методом
- •1.3.2 Визначення концентрації пилу за допомогою приладу ікп–1
- •1.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Екомоніторинг водного басейну
- •Лабораторна робота 2 Екомоніторинг водойм Методи очистки стічних вод від неорганічних забруднювачів
- •2.2 Короткі теоретичні відомості
- •Експериментальна частина
- •2.3.1 Порядок виконання роботи на приборі фек кфк-2
- •2.3.2 Вимірювання оптичної густини
- •2.3.3 Визначення вмісту міді в стічній воді
- •2.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Лабораторна робота 3 Екомоніторинг водойм за органічними забруднювачами
- •3.2 Короткі теоретичні відомості
- •3.3 Експериментальна частина
- •3.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Лабораторна робота 4 Електрохімічні методи очистки стічних вод Очистка стічних вод від міді методом електролізу
- •4.2 Короткі теоретичні відомості
- •4.3 Експериментальна частина
- •4.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Лабораторна робота 5 Контроль якості води. Визначення твердості води господарсько-питного призначення
- •5.2 Короткі теоретичні відомості
- •5.3 Експериментальна частина
- •5.3.1 Визначення загальної твердості води
- •5.3.3 Обробка результатів
- •5.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Екомоніторинг харчової сировини і продуктів
- •Лабораторна робота 6 Екомоніторинг радіоактивності харчових продуктів Профілактика радіаційних уражень
- •6.2 Короткі теоретичні відомості
- •6.3 Експериментальна частина
- •6.3.2. Підготовка приладу до роботи
- •6.3.3 Вимірювання фонових рівнів
- •6.3.4 Підготовка проби до вимірювання
- •6.3.5 Вимірювання активності проби
- •6.3.6 Оцінка отриманих результатів
- •6.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Лабораторна робота 7 Екомоніторинг харчових продуктів Визначення концентрації нітратів у продуктах харчування
- •7.2 Короткі теоретичні відомості
- •7.3 Експериментальна частина
- •Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Екомоніторинг літосфери
- •Лабораторна робота 8 Екомоніторинг забруднення ґрунту
- •8.2 Короткі теоретичні відомості
- •8.3 Експериментальна частина
- •Забрудненості ґрунту
- •8.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Екомоніторинг енергетичних забруднень
- •Лабораторна робота 9 Екомоніторинг акустичного забруднення (шум) Захист населення від шуму
- •9.2 Короткі теоретичні відомості
- •9.3 Експериментальна частина
- •9.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи
- •Перелік посилань
- •Перелік скорочень
Лабораторна робота 9 Екомоніторинг акустичного забруднення (шум) Захист населення від шуму
9.1 Мета роботи. Вивчити основні види енергетичного забруднення, їх екомоніторинг і на прикладі акустичного забруднення провести дослідження з оцінкою рівнів шуму від різноманітних джерел забруднення та ефективності засобів захисту.
9.2 Короткі теоретичні відомості
Джерелами шумів є транспорт (автомобільний, авіаційний, річковий та морський), промислові об'єкти, гучномовні пристрої, ліфти, телевізори, музичні інструменти тощо.
Шум буває повітряний (розповсюджується від джерела у повітрі) та структурний (який спричиняється поверхнями конструкцій стін, перекрить, перегородок будівель, які коливаються в звуковому діапазоні). Вібрації можуть передаватись по ґрунту або трубопроводам, які ідуть до будівельних конструкцій, їх коливання і викликає структурний шум.
За фізичною природою шум буває різного походження: механічний (виникає при вібрації поверхні машин, обладнання), аеродинамічний (вентилятори, компресори), електромагнітний (електромеханічні пристрої (ЕМП)) – внаслідок коливання окремих елементів ЕМП (статора, ротора, трансформатора і т.і.) під дією змінного магнітного поля; гідродинамічний (насоси, трубопроводи (гідравлічні удари, навігація, турбулентність руху рідини)).Шум поділяється також на низькочастотний (<400 Гц), середньо частотний (400...1000 Гц), високочастотний (>1000 Гц).
Рівень звукового тиску шумів вимірюють децибелами (дБ), бо органи слуху людини саме пристосовані до них, а не до белів (Б). Це умовні одиниці характеристики сили звуку, які показують, наскільки звук (шум) у логарифмічних відносних величинах вищий за поріг слухового сприйняття людини. Звичайна розмова ведеться в межах інтенсивності звуку 30 – 60 дБ, що відповідає частоті 250 – 8000 Гц. Допустимі межі сили звуку становлять 45 – 85 дБ, больовий поріг – 130 дБ. У разі постійного шуму силою 70 дБ виникає розлад ендокринної та нервової систем, 90 дБ – порушується слух, 120 дБ – з'являється нестерпний фізичний біль. В середині приміщень різного призначення рекомендують діапазони шумів: для сну, відпочинку – 30–45 дБ; для виробничих приміщень – 56–70 дБ (норматив шуму в житлових приміщеннях: вночі – 30 дБ, вдень – 40 дБ).
Граничне допустимі норми шуму залежать від частоти звуку. Низькочастотні шуми за рівня до 100 дБ не завдають особливої шкоди слуху. Проте високочастотні (f=1.103…4103 Гц) є небезпечними при рівнях понад 75–80 дБ. В концертних залах інтенсивність звуку досягає 120 дБ. Для порівняння наведемо кілька прикладів інтенсивності шумів: цокання годинника – близько 30, шелест листя і тихий шепіт на відстані 1 м – 10–15 дБ (звуковий комфорт), рух вагона метро і вантажної машини – 90–95, поїзда – 95–100, робота телевізора – 80–95, літака в повітрі – 105 дБ. Також ритмічний шум з рівнем 110 дБ може викликати так зване звукове сп’яніння внаслідок резонансу клітинних структур. Це явище дуже негативно впливає на нервову систему. Звуки >150 дБ не переноситься людиною, при 165 дБ гинуть тварини. Шум в 180 дБ викликає тріщини в металі, 190 дБ – вириває заклепки та інші крепьожні деталі з металоконструкцій, які руйнуються. Тому не тільки чистота довкілля (повітря, води, ґрунту) є залогом здоров’я людини, але й тиша. При L > 85 дБ повинні бути встановлені попереджувальні знаки «обережно-шум». При L > 90 дБ треба застосовувати індивідуальні засоби захисту – ЗІЗ; при L > 135 дБ – не можна перебувати в таких зонах, навіть короткий час.
Шум знижує продуктивність праці на 30...60%, викликає помилки при розрахунках – до 50%. Зниження шуму навіть на 1 дБ збільшує продуктивність праці на 1.5%, зменшує захворюваність – на 15%.
Шум і вібрація зустрічаються практично в усіх галузях виробництва та в навколишньому середовищі. Для успішного вирішення проблеми захисту довкілля від шуму необхідно вміти оцінити його рівні – L, дБ:
L=10 lg (I/I0)=20 lg (P/P0) (9.1)
де І – інтенсивність звуку, Вт/м2, Р – звуковий тиск, Па, в певній точці простору, I0 і P0 – порогові значення, які відчуває людина (I0=10–12 Вт/м2, Р0=2·10–5 Па ).
Постійний шум (рівень якого не збільшується протягом 8 год. понад 5 дБ) нормується рівнем звукового тиску (РЗТ) – L, дБ, в октавних смугах із середньо геометричними частотами, Гц: 63, 125, 250, 500,1000, 2000, 4000, 8000, а непостійний шум (змінюється >5 дБ) – за інтегральною оцінкою як еквівалентний шум – LА, екв, дБА, або за максимальним рівнем звука:
LА, екв = 10 lg (0,01 ti . 10 0,1 Li) (9.2)
де Li і ti – рівень та відносний час дії і-того джерела шуму.
Допустимі рівні шуму наведені в таблиці 9.1.
Таблиця 9.1 – Санітарні норми шуму (Сан П і Н №3077-84)
Приміщення, території |
Час доби |
L, дБ в октавних смугах з середньогеометричними частотами, Гц |
La, екв дБА |
La дБА |
|||||||
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
||||
Лікарні, санаторії |
7...23 |
59 |
48 |
40 |
34 |
30 |
27 |
25 |
23 |
35 |
50 |
23...7 |
51 |
39 |
31 |
24 |
20 |
17 |
14 |
13 |
25 |
40 |
|
Квартири, аудиторії |
7...23 |
63 |
52 |
45 |
39 |
35 |
32 |
30 |
28 |
40 |
55 |
23...7 |
55 |
44 |
35 |
29 |
25 |
22 |
20 |
18 |
30 |
45 |
|
Вокзали |
|
63 |
52 |
45 |
39 |
35 |
32 |
30 |
28 |
40 |
55 |
|
79 |
70 |
63 |
58 |
55 |
52 |
50 |
49 |
60 |
75 |
|
Території, що примикають до жилих домівок, лікарень |
7...23 |
75 |
66 |
59 |
54 |
50 |
47 |
45 |
43 |
55 |
70 |
23...7 |
67 |
57 |
49 |
44 |
40 |
37 |
35 |
33 |
45 |
60 |
Шум не повинен перевищувати допустимі рівні з врахуванням поправок (табл. 9.2).
(9.3)
де – нормативний шум (табл. 9.1), сума поправок (табл. 9.2).
Дуже небезпечний транспортний шум, нормативи його дивись таблиця 9.3 (Європейська економічна комісія ООН визначила максимально допустимі рівні шуму: для легкових автомобілів — 80 дБ, автобусів і вантажних машин — 81—88 дБ).
Таблиця 9.2 – Поправки до Lдоп.
Район впливу |
Умови |
Поправка і, дБ або дБА |
Характер шуму |
Широкополосний шум Тональний або імпульсний шум |
0 -5 |
Місце розташування об’єкту |
Курортний, місця відпочинку Новий проектуємий житл район Район діючих житл масивів |
-5 0 +5 |
Примітка: 1. Поправку 2 враховують тільки для зовнішніх шумів. 2. Поправку +5 дБ не слід враховувати для споруд, що будуються на території діючого жил масиву. |
Таблиця 9.3 – Транспортний шум, дБА (ГОСТ27436-87)
Легкові автомобілі |
Автобуси |
Грузові автомобілі |
Мотоцикли |
77 |
79...80 |
81...84 |
78...85 |
При дії двох джерел шуму, L розраховується за наступною формулою:
L=L1+L (9.4)
де L1– більший шум з 2-х джерел, L – поправка (табл. 9.4).
Таблиця 9.4 – Величина поправки L
Різниця рівнів 2-х джерел, дБ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
15 |
20 |
L, дБ |
3 |
2,5 |
2 |
1,8 |
1,5 |
1,2 |
1,0 |
0,8 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,2 |
0 |
Тобто, якщо рівні двох шумів різняться на дБ, L – нехтують і приймають L за L1.
Від декількох джерел (n) L розраховують за формулою 9.5:
L = 10 lg 10 0,1 Li (9.5)
Більш ефективна боротьба з шумом – в джерелі його виникнення, ніж на шляху розповсюдження.
Застосовуються:
1) архітектурно-планувальні заходи
раціональні акустичні рішення споруд, технологічного обладнання, робочих місць,
раціональне акустичне розміщення зон і режиму руху транспортних засобів та потоків;
створення шумозахисних зон (зелені насадження в 200-250 м знижують шум на 10 дБ, особливо ВЧ-шум, краще захищають від шуму клен, липа, тополя, в’яз);
акустичні засоби
засоби звукоізоляції (звукоізоляція, віброізоляція (кожухи, кабіни, акустичні екрани). Зниження шуму складає L=20...35 дБ ;
засоби звукопоглинання матеріалом з коефіцієнтом звукопоглинання 0,2) (облицювальні матеріали, об’ємні поглинаючі звуку), L=10...15 дБ ;
засоби віброізоляції (віброізолюючі опори, пружні матеріали, конструктивні розриви);
засоби демпфування (за характеристикою – лінійні, нелінійні, за видом – елементи з сухим тертям, елементи з в’язким тертям, елементи з внутрішнім тертям);
глушники шуму (адсорбційні, реактивні, комбіновані);
3) організаційно-технічні
використання малошумних технологічних процесів;
оснащення шумних машин засобами дистанційного керування;
удосконалення технології ремонту та обслуговування;
використання малошумних машин та механізмів;
застосування раціональних режимів праці та відпочинку.
Оцінити звукоізоляційну та поглинаючу здатність матеріалів та конструкцій можливо наступним чином:
для кожухів, які повністю закривають агрегат, характеристика звукоізоляції R визначається за формулою:
R = L – 10.lg (9.6)
де L – різниця рівнів звуку всередині та зовні кожуху, дБ, – коефіцієнт звукопоглинання матеріалу кожуху (табл. 9.5).
Таблиця 9.5 – Акустичні характеристики матеріалів
Матеріал |
Товщина, мм |
Коефіцієнт звукопоглинання в октавних смугах з середньо геометричними частотами, Гц |
|||||||
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
||
Плити мінераловатні |
20 |
0,02 |
0,11 |
0,30 |
0,85 |
0,90 |
0,78 |
0,73 |
0,59 |
Пінополістирол |
15 |
– |
0,04 |
0,13 |
0,18 |
0,40 |
– |
– |
– |
Пінополіуретан |
50 |
– |
0,18 |
0,30 |
0,74 |
0,52 |
– |
– |
– |
Міпора |
60 |
– |
0,12 |
0,29 |
0,55 |
0,67 |
0,62 |
0,85 |
– |
Деревинно-волокниста плита |
14 |
– |
0,32 |
0,05 |
0,41 |
0,57 |
0,53 |
|
– |
Комірчастий бетон |
85 |
– |
0,42 |
0,63 |
0,76 |
0,61 |
0,65 |
0,53 |
– |
Звукоізолюючу здатність R, дБ на середніх частотах одношаровою перегородкою можна розрахувати, знаючи характеристику огорожі:
R=20.lg(m.f)–60 (9.7)
де m – поверхнева густина звукоізоляційного матеріалу (маса 1 м2 в кг), f – частота, Гц.
Таблиця 9.6 – Звукоізоляція повітряного шуму екранами
Матеріал |
Товщина, мм |
Маса 1 м2 екрану, кг |
Коефіцієнт звукопоглинання в октавних смугах з середньо геометричними частотами, Гц |
|||||||
63 |
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|||
Деревинно-стружкова плита |
20 |
12 |
– |
23 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
33 |
Дюралевий лист |
1 |
– |
4 |
10 |
14 |
18 |
22 |
25 |
29 |
29 |
Стальний лист |
4 |
– |
11 |
17 |
22 |
25 |
28 |
28 |
24 |
24 |
Склопластик |
3 |
5,1 |
9 |
13 |
17 |
21 |
25 |
29 |
31 |
32 |
Фанера |
3 |
2,4 |
7 |
11 |
14 |
19 |
23 |
26 |
27 |
26 |
Скло |
3 |
– |
8 |
12 |
16 |
18 |
20 |
22 |
20 |
– |
Органічне скло |
3 |
– |
13 |
22 |
17 |
24 |
28 |
35 |
37 |
25 |
Щитові двері |
48 |
– |
22 |
27 |
27 |
32 |
35 |
34 |
35 |
– |