12. Снижение инфразвука в окружающей и производственной средах

12.1. Общие понятия и определения

Акустические поля различных частот, от инфразвукового диа­пазона до ультразвукового, непрерывно на протяжении всей жиз­ни воздействуют на человека, вызывая различные, часто еще не до конца изученные реакции как всего организма, так и отдель­ных его органов. Наиболее загадочные явления наблюдаются при воздействии на человека инфразвуковых колебаний. Не воспри­нимая их непосредственно органами слуха, человек, тем не менее, ощущает их.

Инфразвук – звуковые колебания и волны с частотами, лежа­щими ниже полосы слышимых (акустических) частот в 20 Гц.

Общий (линейный) уровень звукового давления, дБ Лин – вели­чина, измеряемая по шкале шумомера «линейная» или рассчи­танная путем энергетического суммирования уровней звукового давления в октавных полосах частот без корректирующих октавных поправок.

Эквивалентный (по энергии) общий (линейный) уровень звукового давления L_ЭКВ, дБ Лин – уровень постоянного широкополосного инфразвука, среднеквадратическое звуковое давление которого такое же, как и данного непостоянного инфразвука в течение оп­ределенного интервала времени.

В настоящее время инфразвук наименее изученный вредный и опасный фактор загрязнения окружающей среды. Инфразвук – акустическое нейтрино, и практических преград распространения инфразвуковых волн не существует.

Применение в различных сферах деятельности человека ма­шин и механизмов, увеличение их мощности и габаритных разме­ров, производительности и других технических характеристик обусловливают тенденцию повышения низкочастотных состав­ляющих в спектрах шумов на рабочих местах и появление инфра­звука. Характерной особенностью инфразвука в отличие от слы­шимого и ультразвукового диапазона частот является большая длина волны и малая частота колебаний. При этом инфразвуковые волны могут свободно огибать препятствия, распространяясь в воздушной среде на большие расстояния с незначительной по­терей энергии, поскольку поглощение инфразвука в атмосфере незначительно.

12.2. Классификация инфразвука, воздействующего на человека

По характеру спектра инфразвук подразделяется на широкопо­лосный с непрерывным спектром шириной более одной октавы и тональный, в спектре которого имеются слышимые дискретные составляющие. Гармонический характер инфразвука устанавли­вают в октавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам различают инфразвук посто­янный, уровень звукового давления которого изменяется за время наблюдения не более чем в 2 раза (на 6 дБ) при измерении по шкале шумомера «линейная» на временной характеристике «медленно», и непостоянный, уровень звукового давления которого изменяется за время наблюдения не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) при измерении по шкале шумомера «линейная» на временной ха­рактеристике «медленно».

12.3. Основные источники инфразвука

Источники инфразвуковых колебаний могут быть как естест­венными – различные природные явления и процессы, так и ис­кусственными, созданными в результате производственно-техни­ческой и научной деятельности человека. Низкочастотные аку­стические колебания широко представлены в окружающей нас природе. Природными источниками инфразвука являются зем­летрясения, извержения вулканов (с частотой около 0,1 Гц), гро­зовые разряды (0,25-4 Гц), штормы (так называемый «голос мо­ря» ~10 Гц), ветры.

Немалую роль в возникновении играет тур­булентность атмосферы. Например, мистраль (северный или северо-западный холодный ветер на юге Франции) создает ин­фразвук частотой 6 Гц. Северные сияния также генерируют инфразвуковые волны. Однако все эти источники инфразвука лока­лизованы в пространстве и времени и не оказывают глобального влияния на жизнь человечества. Различные естественные источ­ники низкочастотных колебаний создают на планете так назы­ваемый инфразвуковой фон, который все время меняется, что обусловлено постоянным обменом энергии между различными явлениями природы.

В последнее время наблюдается увеличение инфразвукового фона в окружающей среде в связи с активной деятельностью че­ловека на Земле, в частности с развитием промышленного произ­водства и транспорта. К основным техногенным источникам ин­фразвуковых колебаний в городах можно отнести:

- производственный инфразвук, генерируемый различным оборудованием, расположенным на территории многочисленных промышленных предприятиях в черте городской застройки в крупных урбанизированных центрах (наиболее характерно для градообразующих предприятий металлургической промышленно­сти, в которой фиксировался инфразвук 97-107 дБ на частотах 8-16 Гц);

- спектры шумов транспортных потоков, содержащие инфразвуковые составляющие, которые не регистрируются обычными измерительными приборами и обладают высокими уровнями зву­кового давления;

- инфразвуковые колебания высокой интенсивности, кото­рые наблюдаются в зоне жилой или промышленной застройки, причем источником этих колебаний являются не транспортные средства или высокоэнергетическое промышленное оборудова­ние, а фактически сами здания или сооружения.

Человек подвергается воздействию таких техногенных источ­ников звука: возвратно-поступательных движений частей различ­ных механизмов и сооружений, доменных печей, дизельных мо­торов, кузнечных прессов, реакторов. Наибольшую интенсив­ность инфразвуковых колебаний создают машины и механизмы, имеющие поверхности больших размеров. При этом инфразву­ковые колебания являются не только составной, но во многих случаях и преобладающей частью спектров производственных шумов.

Инфразвук – составная часть спектров шума, излучаемого технологическими агрегатами (табл. 12.1). Так, в спектрах шума большей части агрегатов черной металлургии преобладают низкие частоты. В сталелитейном производстве уровни звукового давле­ния (УЗД) инфразвука и низкочастотного шума агрегатов сущест­венно зависят от интенсификации технологических процессов.

Таблица 12.1