Шумовое (акустическое) загрязнение

Шумовое (акустическое) загрязнение (англ. Noise pollution, нем. Lärm) — раздражающий шум антропогенного происхождения, нарушающий жизнедеятельность живых организмов и человека. Раздражающие шумы существуют и в природе (абиотические и биотические), однако считать загрязнением их неверно, поскольку живые организмы адаптировались к ним в процессе эволюции.

Главным источником шумового загрязнения являются транспортные средства — автомобили, железнодорожные поезда и самолёты.

В городах уровень шумового загрязнения в жилых районах может быть сильно увеличен за счёт неправильного городского планирования (например, расположение аэропорта в черте города).

Помимо транспорта (60÷80% шумового загрязнения) другими важными источниками шумового загрязнения в городах являются промышленные предприятия, строительные и ремонтные работы, автомобильная сигнализация, собачий лай, шумные люди и т. д.

С наступлением постидустриальной эпохи всё больше и больше источников шумового загрязнения (а также электромагнитного) появляется и внутри жилища человека. Источником этого шума является бытовая и офисная техника.

Более половины населения Западной Европы проживает в районах, где уровень шума составляет 55÷70 дБ.

Влияние на здоровье людей

Шум в определённых условиях может оказывать значительное влияние на здоровье и поведение человека. Шум может вызывать раздражение и агрессию, артериальную гипертензию (повышение артериального давления), тиннитус (шум в ушах), потерю слуха.

Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000÷5000 Гц.

Хроническая подверженность шуму на уровне более 90 дБ может привести к потери слуха.

При шуме на уровне более 110 дБ у человека возникает шумовое опьянение, по субъективным ощущениям аналогичное алкогольному или наркотическому.

При шуме на уровне 145 дБ у человека происходит разрыв барабанных перепонок.

Женщины менее устойчивы к сильному шуму, чем мужчины. Кроме того, восприимчивость к шуму зависит также от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий и т. д.

Дискомфорт вызывает не только шумовое загрязнение, но и полное отсутствие шума. Более того, звуки определённой силы повышают работоспособность и стимулируют процесс мышления (в особенности процесс счёта) и, наоборот, при полном отсутствии шумов человек теряет работоспособность и испытывает стресс.

Вредное воздействие шума известно издревле. Например, в Средние века существовала казнь "под колоколом". Звон колокола медленно убивал человека.[1]

[править] Влияние на окружающую среду

Шумовое загрязнение вызывает нарушение естественного баланса в экосистемах. Шумовое загрязнение может приводить к нарушению ориентирования в пространстве, общения, поиска пищи и т. д. В связи с этим некоторые животные начинают издавать более громкие звуки, из-за чего они сами будут становиться в роли вторичных звуковых загрязнителей, ещё сильнее нарушая равновесие в экосистеме.

Одним из самых известных случаев ущерба, наносимого шумовым загрязнением природе, является многочисленные случаи, когда дельфины и киты выбрасывались на берег, теряя ориентацию из-за громких звуков военных гидролокаторов (сонаров).

[править] Уменьшение и контроль за шумом

В настоящее время разработано много методик, позволяющих уменьшить или устранить некоторые шумы.

Шумовое загрязнение от какого-либо объекта можно до некоторой степени уменьшить, если на этапе разработки проекта этого объекта смоделировать с учётом различных внешних условий (например, топология и погодные условия местности) характер шумов, которые будут возникать и затем отыскать пути их устранения или хотя бы уменьшения. В настоящее время этот способ стал гораздо проще и доступнее за счёт развития электронновычислительной техники. Это наиболее дешёвый и рациональный способ снижения шумов, использующийся, например, при строительстве железных дорог в городских районах.

В некоторых случаях рациональнее на данный момент бороться не с причиной, а со следствием. Например, проблему шумового загрязнения жилых помещений можно значительно уменьшить за счёт их звукоизоляции (установка шумонепроницаемых окон и т. п.). В США звукоизоляцию жилых зданий спонсирует Федеральная администрация по авиации США (FAA).

В США главной организацией, выступающей за уменьшение шумового загрязнения, является Noise Free America.

[править] Регламентация шумового загрязнения

В Российской Федерации действуют ГОСТы и санитарные нормы (СН), регулирующие предельно допустимый уровень (ПДУ) шума для рабочих мест, жилых помещений, общественных зданий и территорий жилой застройки.[2]

Для ночного времени суток ПДУ шума для автомобилей на городских автодорогах составляет 40 дБ, в то время как на многих автомагистралях Москвы и других крупных городов России уровень шума составляет не менее 70 дБ.[3]

[править]

Шумовое загрязнение

Другим видом загрязнения атмосферы в городах является шумовое.

Шумы относятся к числу вредных для человека загрязнений атмосферы. Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Шумы со сплошными спектрами менее раздражительны, чем шумы узкого интервала частот. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот Гц.

Работа в условиях повышенного шума на первых порах вызывает быструю утомляемость, обостряет слух на высоких частотах. Затем человек как бы привыкает к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое постепенно развивается в тугоухость и глухоту. При интенсивности шума 145-140 дБ возникают вибрации в мягких тканях носа и горла, а также в костях черепа и зубах; если интенсивность превышает 140 дБ, то начинает вибрировать грудная клетка, мышцы рук и ног, появляются боль в ушах и голове, крайняя усталость и раздражительность; при уровне шума свыше 160 дБ может произойти разрыв барабанных перепонок.

Однако шум губительно действует не только на слуховой аппарат, но и на центральную нервную систему человека, работу сердца, служит причиной многих других заболеваний. Одним из наиболее мощных источников шума являются вертолеты и самолеты особенно сверхзвуковые.

При тех высоких требованиях к точности и надежности управления современным самолетом, которые предъявляются к экипажу летательного аппарата, повышенные уровни шумов оказывают отрицательное воздействие на работоспособность и быстроту принятия информации экипажем. Шумы, создаваемые самолетами, вызывают ухудшение слуха и другие болезненные явления у работников наземных служб аэропорта, а также у жителей населенных пунктов, над которыми пролетают самолеты. Отрицательное воздействие на людей зависит не только от уровня максимального шума, создаваемого самолетом при полете, но и от продолжительности действия, общего числа пролетов за сутки и фонового уровня шумов. На интенсивность шума и площадь распространения существенное влияние оказывают метеорологические условия: скорость ветра, распределение ее и температуры воздуха по высоте, облака и осадки.

Особенно острый характер проблема шума приобрела в связи с эксплуатацией сверхзвуковых самолетов. С ними связаны шумы, звуковой удар и вибрация жилищ вблизи аэропортов. Современные сверхзвуковые самолеты порождают шумы, интенсивность которых значительно превышает предельно допустимые нормы.

Шум - враг номер один.

Он - физический наркотик.

Калечит тело и душу.

Тишина нужна миру.

Пагубное влияние шума на человека известно давно. Две тысячи лет назад во имя тишины и спокойствия Юлий Цезарь запретил повозкам ночью разъезжать по улицам Древнего Рима. Во Франции, в период правления короля-солнца Людовика XIV, существовал жесткий запрет шуметь в городе после того, как Париж и его король ложатся спать, Более 100 лет назад немецкий ученый Роберт Кох писал, что наступит время, когда борьба с шумом станет столь же актуальной, как и борьба с холерой или чумой. Однако до сих пор огромная часть людей не догадывается об опасности шумового загрязнения. Это происходит из-за того, что проблемы шумового загрязнения городской среды были на научном уровне осознаны относительно недавно и стали остро актуальными только в последние десятилетия.

Рассмотрим влияние шума на Варшавском шоссе.

Большое влияние шум оказывает на жителей домов, расположенных вдоль шоссе.

Во-первых, это непрерывный шум, к которому люди долго не могут привыкнуть, а привыкнув - долго не могут находиться в тишине.

Во-вторых, из-за движения транспорта (в том числе железнодорожного и метро) происходит вибрация домов, в результате которой они разрушаются, а в помещениях присутствует постоянная пыль.

В-третьих, в результате всего этого у людей расшатаны нервы.

Для определения опасных уровней шума его воздействие оценивается в децибелах (дБ) специальным прибором. Шум характеризуется также высотой тона (частотой), а высокочастотные шумы кажутся более громкими и раздражающими слух, чем низкочастотные такой же силы. Воздействие шума, как правило высокочастотных звуков, к которым люди более чувствительны, оценивается по шкале децибел А (дБА), в единицах дБА.

Влияние шума становится опасным примерно при 75 дБА, болезненным - при 120 дБА и смертельным - при 180 дБА. В связи с тем, что шкала оценки влияния шума в дБ и дБА логарифмическая, десятикратное увеличение шумового давления отмечается при каждом увеличении шума на 1дБ. Таким образом, рост с 30 дБА (спокойная сельская местность) до 60 дБА (обычный разговор в ресторане) означает тысячекратное увеличение шумового давления на уши.

Чрезмерная шумовая нагрузка резко снижает работоспособность, уменьшает эффективность отдыха, ведет к хроническому переутомлению, глухоте. Шум способен привести и к физиологическим изменениям: к разнообразным расстройствам сердечно-сосудистой системы, к болезням желез внутренней секреции и дыхательных путей, возникающих в результате общей нервной напряженности. Шум обладает способностью «накапливаться» в организме и вызывать различные заболевания и негативные отклонения в здоровье. Но прежде всего чрезмерный шум ведет к притуплению слуха или полной его потере со временем. Однако это далеко не полный перечень. От избыточного шума снижается иммунный барьер и резко увеличивается частота заболеваний; повышается раздражительность. Наблюдения свидетельствуют, что в шумных городских районах общая заболеваемость населения в 3 раза выше, чем в тихих.

Воздействие шума на человека

Примеры шумового воздействия

Шумовое

воздействие

(дБА)

Эффект

продолжительного

воздействия

Реактивный двигатель при взлете (на расстоянии 25 м)

150

Разрыв барабанных перепонок

Удар грома, ткацкий станок, рок-музыка, сирена (близкое расстояние), цепная пила

120

Порог боли у человека

Сталепрокатный завод, автомобильный гудок (расстояние 1 м), стереорепродуктор близко от уха

110

Метро, подвесной мотор, косилка для газонов, мотоцикл (расст. 8 м), трактор, полиграфическое предприятие отбойный молоток мусоровоз

100

Серьезная угроза для слуха (время воздействия 8 ч)

Оживленная городская улица, дизельный грузовик, миксер, хлопкопрядильная машина

Угроза для слуха (время воздействия 8 ч) плохая слышимость

Уборка мусора, стиральная машина, типичная фабрика, товарный поезд (расстояние 15 м), посудомоечная машина, миксер

Возможна угроза для слуха

Скоростная автомагистраль (расст. 15 м), пылесос, шумный офис, вечеринка, телевизор

Раздражающее действие

Разговор в ресторане, обычный офис, музыкальный фон, чириканье птиц

Интенсивное воздействие

Спокойный пригород (в дневное время), разговор в жилой комнате

Слабое воздействие на слух

Библиотека, тихий музыкальный фон

Спокойная сельская местность (в ночное время)

Шепот, шелест листьев

Очень слабое воздействие

Дыхание

ТИШИНА

Критический уровень

Многие молодые люди любят подолгу слушать громкую музыку, часто посещают дискотеки, а ведь это в лучшем случае ведет к притуплению слуха. С этой проблемой уже столкнулись в Швеции, США, Японии, где есть настораживающие результаты обследований старшеклассников и студентов.

Шум рассеивает внимание человека, существенно влияет на его трудоспособность и результативность труда. Так, при фоне шума в 70 дБ (это небольшой уровень шума) человек, выполняющий операции средней сложности, допускает в 2 раза больше ошибок, чем при отсутствии этого шумового фона. Особенно сильно влияет шум на работоспособность людей, занятых умственным трудом. Ощутимый шум снижает работоспособность людей умственного труда более чем в 1,5 раза, а у занятых физическим трудом — почти на 1/3. При этом информация, полученная при ощутимом шумовом загрязнении, долго не может храниться в памяти человека или сохраняется только в пассивном (узнаваемом в тексте), а не в активном варианте. Шум рассеивает внимание человека, мешает ему сосредоточиться на главном, осложняет принятие нужных решений.

Вот почему абсолютно недопустимо делать уроки под музыку, злоупотреблять прослушиванием музыки через миниплейер или магнитофон на уроках, лекциях, а также бесконтрольно пользоваться ими на улице и в транспорте.

Первые в нашей стране санитарные нормы допустимой шумовой нагрузки были разработаны Московским НИИ гигиены имени и утверждены Министерством здравоохранения СССР в 2002 г. Санитарные нормы допустимого уровня шума на производстве, в жилых и общественных зданиях, на территориях микрорайонов регламентируются строительными нормами и правилами. Кроме того, имеется Государственный стандарт на средства передвижения, инженерное оборудование, бытовые приборы, устанавливающий гигиенические требования по обеспечению акустического комфорта.

При этом нужно отметить, что полная тишина также неблагоприятна для здоровья человека. Допустимыми нормами интенсивности звука в жилых помещениях считается 40 дБ днем и 30 дБ — ночью. В среднем для города нормальным шумом считается 55 дБ. Днем на центральных улицах столицы уровень шума равен 80 дБ, на главных радиальных магистралях городского значения - в среднем 75 — 82 дБ, на магистралях районного значения — примерно 75 дБ, а в новых жилых районах на внутриквартальных территориях, удаленных от улиц, уровень шума составляет до 55 дБ днем и до 45 дБ ночью. Уровень городского шума в Москве, как и в других крупнейших городах мира, за последние 10 — 15 лет повышается примерно на 1 дБ в год.

В настоящее время в Москве третья часть ее площади испытывает чрезмерную шумовую нагрузку. Шумовое загрязнение городской среды ощущают около 3,2 млн. человек (36% населения), из них 1,6 млн, (18%) страдают от чрезмерно высокого уровня шума. Промышленные шумы беспокоят более 200 тыс, москвичей; шум от железнодорожного транспорта осложняет жизнь свыше 440 тыс, человек; автомобильные шумы мешают более чем 2 млн. жителей.

Источники шума в городе чрезвычайно разнообразны, но основной из них — транспорт, который вызывает 60 — 80% всех шумов.

Для сдерживания шумового загрязнения в Москве запрещены гудки автомобилей, с 2003 г. ограничивается грузовое движение, прежде всего в центральной части, что изменило ситуацию шумовой нагрузки на жилые территории в пределах Садового кольца, В целом по городу на 38 улицах запрещено грузовое движение в ночное время. В центральной части города и в ряде густонаселенных районов снято трамвайное движение. Самолетам запрещено пролетать над Москвой. В пригородах изменены направления линий посадки и взлета самолетов.

В новых, районах жилой застройки осуществляются градостроительные мероприятия, направленные на ограничение шума: жилые дома располагаются в основном в удалении от проезжей части улиц, магазины и коммунально-бытовые предприятия, как правило, строятся в виде отдельно стоящих зданий, широко проводится озеленение, начата работа по созданию бестранспортных или пешеходных зон, Вдоль головных участков железных дорог в пределах города появляется застройка - экраны, снижающие уровень шума (гаражи, склады и т. д.).

Для сокращения шумового воздействия от пролетающих в ближнем Подмосковье самолетов и вертолетов установлены новые режимы их полетов при посадке и взлете с подмосковных аэродромов, шум от которых беспокоит почти 1,5 млн. человек.

В условиях стесненной городской застройки и дефицита площадей наиболее эффективным средством защиты от транспортного шума является применение шумозащитных домов-экранов, Шумозащитные дома выполняют две функции: обеспечивают акустически благоприятные условия для проживающих в доме и защищают от транспортного шума застройку, расположенную за ними. Шумозащитные дома бывают двух типов: одни из них имеют специальную архитектурно-планировочную структуру и объемно-пространственное решение, другие — просто здания с обычной планировочной структурой, но со специальными шумозащитными окнами при условии обеспечения нормативного воздухообмена. В шумозащитных домах первого типа все жилые и спальные помещения обращены окнами во внутридворные пространства, то есть ориентированы окнами в сторону, противоположную источнику шума, Общая комната квартиры, где отсутствуют спальные места, кухня, лестнично-лифтовой узел выходят окнами на магистраль, Шумозащитные дома этого типа построены на Дмитровском шоссе, ул, Милашенкова, ул. Нижегородской, в 70-м квартале Хорошево-Мневников и некоторых других районах Москвы.

В практике московского строительства конструкции наружных стен жилых зданий достаточно массивны и обладают, как правило, высокой звукоизоляцией, поэтому проблема шумозащиты в домах второго типа сводится к необходимости значительного повышения звукоизоляции окон, Известны конструкции окон с увеличением толщины стекла и воздушного промежутка, числа стекол с высокой герметичностью притворов. В Москве впервые в отечественной практике внедрены в жилищное строительство герметичные окна с использованием оконных вентиляционных клапанов с глушителями шума, обеспечивающими естественную вентиляцию помещений. Первые клапаны-глушители шума были установлены в жилом доме на Большой Грузинской улице и в жилом кирпичном доме на Краснопролетарской улице. Жилые дома с клапанами — глушителями шума, совмещенными с шумозащитным оконным блоком, можно увидеть в массовой застройке в кварталах 58 — 58в по Хорошевскому шоссе и в некоторых других районах Москвы.

Шум, передающийся не по воздуху, а по строительным конструкциям, называется вибрацией. Источниками вибраций служат линии метрополитена мелкого заложения, трамвайные линии, железнодорожные и автотранспортные магистрали. Для предотвращения вибраций жилые дома должны находиться в 25 — 30 м от трамвайных путей и в 45 — 50 м — от железнодорожных.

ШУМ, а (у), м.

1. только ед. Звук от какого-н. движения, от голосов и т. п., глухие звуки, слившиеся в однообразное звучание. Слышался шум дождя. Чехов. Смутный шум слышался в соседней комнате. Тургенев. Отдаленный шум шагов. Некрасов. Он прыгнул осторожно, без шума, с лежанки. Гончаров. Внезапный шум поднялся на улице. Тургенев. В окна с улицы лился глухой шум и летела пыль. М. Горький. Ш. водопада. Поднять ш. 2. перен., только ед. Крики, громкий разговор, брань (разг.). Какой бы шум вы все здесь подняли, друзья, когда бы это сделал я. Крылов. Что за ш., а драки нет? Унять ш. || Огласка, вынесение наружу чего-н. неприятного, скрываемого. Спокойны будьте, вашего отца усовещу наедине, без шуму. Пушкин. 3. перен., только ед. Движение, оживление, суета. В городах утих вседневный шум. Пушкин. Дитя! мне скучен светский шум. Некрасов. В столицах шум, гремят витии. Некрасов. Скоро помчалась жизнь, скоро и без шума. Тургенев. 4. перен., только ед. Толки, оживленное обсуждение, возбужденное повышенным интересом к кому-чему-н. Сочиненья его покупались, а одно даже сделало шум. Некрасов. 5. Звук речи, образующийся в полости рта без участия голоса (лингв.). Звуки и шумы. 6. Звук с неясно выраженной тональностью (физ., муз.). Шумы в сердце (мед.). ◊ Шум в голове — то же, что шумит в голове (см. шуметь). Шум в ушах — то же, что шумит в ушах (см. шуметь). Я чувствовал странный шум в ушах. Л. Толстой.

← назад вперед →

Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры.

[править] Классификация шумов

Шум - Совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.

[править] По спектру

Шумы по статистическим характеристикам подразделяются на стационарные и нестационарные.

[править] По характеру спектра

По характеру спектра шумы подразделяют на:
- широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более 1 октавы;
- тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тоны. Выраженным тон считается если одна из третьеклассных полос частот превышает остальные не менее чем на 10 дБ.

[править] По частоте (Гц)

По частотной характеристике шумы подразделяются на:
- низкочастотный
- среднечастотные
- высокочастотный

[править] По временным характеристикам

- постоянный;
- непостоянный, который в свою очередь делится на колеблющийся, прерывистый и импульсный.

[править] По природе возникновения

- Механический
- Аэродинамический
- Гидравлический
- Электромагнитный

[править] Измерение шумов

Для количественной оценки шума используют усредненные параметры, определяемыми на основании статистических законов. Для измерения характеристик шума применяются шумомеры, частотные анализаторы, коррелометры и др.

Уровень шума чаще всего измеряют в децибелах.

[править] Сила звука в децибелах

тяжелая промышленность

[править] Источники шума

Источниками акустического шума могут служить любые колебания в твёрдых, жидких и газообразных средах; в технике основные источники шума — различные двигатели и механизмы. Повышенная шумность машин и механизмов часто является признаком наличия в них неисправностей или нерациональности конструкций. Источниками шума на производстве является транспорт, технологическое оборудование, системы вентиляции, пневмо - и гидроагрегаты, а так же источники, вызывающие вибрацию.

[править] Неакустические шумы

Радиоэлектронные шумы — случайные колебания токов и напряжений в радиоэлектронных устройствах, возникают в результате неравномерной эмиссии электронов в электровакуумных приборах (дробовой шум, фликкер-шум), неравномерности процессов генерации и рекомбинации носителей заряда (электронов проводимости и дырок) в полупроводниковых приборах, теплового движения носителей тока в проводниках (тепловой шум), теплового излучения Земли и земной атмосферы, а также планет, Солнца, звёзд, межзвёздной среды и т. д. (шумы космоса).

[править] Воздействие шума на человека

Шум звукового диапазона приводит к снижению внимания и увеличению ошибок при выполнение различных видов работ. Шум замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы. Шум угнетает центральную нервную систему (ЦНС), вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонических болезни.

[править] Гигиеническое нормирование шума

Для определения допустимого уровня шума на рабочих местах, в жилых помещениях, общественных зданиях и территории жилой застройки используется СН 2.2.4/2.1.8.562-96.
Нормирование шума звукового диапазона осуществляется двумя методами: по предельному спектру уровня шума и по дБА. Первый метод устанавливает предельно допустимые уровни (ПДУ) в девяти октавных полосах со среднегеометрическими значениями частот 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 ГЦ. Второй метод применяется для нормирования непостоянных шумов и в тех случаях, когда не известен спектр реального шума. Нормируемым показателем в этом случае является эквивалентный уровень звука широкополосного постоянного шума, оказывающий на человека такое же влияние, как и реальный непостоянный шум, измеряемый по шкале А шумомера.

[править] Подводные шумы

В последнее время появились данные, что мощные двигатели кораблей и подводных лодок, и особенно гидролокаторы и сонары сильно мешают подводным обитателям, пользующимся гидролокационным способом общения и поиска добычи.

Особенно страдают некоторые виды китов и дельфинов.

Некоторые необъяснимые ранее случаи массовой гибели китов, их «выбрасывания на берег» теперь нашли объяснение. В ряде случаев явление может быть связано с военными учениями, в ходе которых млекопитающие глохнут, и теряют способность ориентироваться.

[править] Отдельные категории шумов

розовый шум

шум дорожного движения

Ctrl