Полная версия

Главная arrow Экология arrow Теоретические основы защиты окружающей среды

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Шумовое загрязнение

Шум - случайное сочетание звуков различной интенсивности и частоты; мешающий, нежелательный звук. Различают источники шума естественного и техногенного происхождения.

Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками. На городских магистралях и в прилегающих к ним зонах уровни звука могут достигать 70...80 дБА, а в отдельных случаях 90 дБА и более. В районе аэропортов уровни звука еще выше.

Шумы, в особенности техногенного происхождения, вредно воздействуют на организм человека. Степень вредного воздействия шума зависит от его интенсивности, спектрального состава, времени воздействия, местонахождения человека, характера выполняемой им работы и индивидуальных особенностей человека.

Техногенные шумы часто представляют собой смесь случайных и периодических колебаний. К источникам шума техногенного происхождения относятся все применяемые в современной технике механизмы, оборудование и транспорт, которые создают значительное шумовое загрязнение окружающей среды.

Техногенный шумовой фон создается источниками, находящимися в постройках, сооружениях, зданиях и на территории между ними.

Источниками излучения шума в окружающую среду являются автомобили, самолеты, суда, строительные машины и установки, пневмоинструмент, воздухозаборные шахты, компрессоры, трамваи, троллейбусы и т.д. Шум, в основном, возникает в результате совершения работы или движения.

Классификация шумов. В зависимости от среды, в которой распространяется звук, условно различают структурные, или корпусные, и воздушные шумы. Структурные шумы возникают при непосредственном контакте колеблющегося тела с частями машин, их корпусом, трубопроводами, фундаментами, строительными конструкциями и т.д. Колебательная энергия, сообщаемая источником шума жестко связанным с ним предметам (в зависимости от формы связи и их линейных размеров), распространяется по ним в виде продольных или поперечных волн (или тех и других одновременно). Колеблющиеся поверхности, приводя в колебание прилегающие к ним частицы воздуха, образуют звуковые волны. Если источник не связан с какими-либо конструкциями, то шум, излучаемый им в воздух, называется воздушным.

Чтобы представить, в какой области слухового восприятия находятся окружающие человека звуки, рассмотрим табл. 5.2. При этом следует помнить, что снижение (увеличение) уровня звука (УЗ) на 5 дБА означает снижение (увеличение) воспринимаемой слухом субъективной громкости в 1,5 раза, на 10 дБА - в 2 раза, 15 дБА - в 3 раза, 20 дБА - в 4 раза и т.д.

Источниками шумов техногенного происхождения являются рельсовый, водный, авиационный и колесный транспорт, техническое оборудование промышленных и бытовых объектов, вентиляционные установки, санитарно-техническое оборудование, теплоэнергетические системы, электромеханические устройства, газотурбокомпрессоры, электротехнические приборы и оборудование, аэрогазодинамические установки и т.п.

Таблица 5.2. Шум и "звук", которые нас окружают

Источник шума, его месторасположение

Уровень звука, дБА

Расстояние, на котором измерен источник, м

Шепот листвы при полном безветрии

20

-

Тихая сельская местность

25...30

-

Шепот

40

0,3

Обычный разговор в комнате

60

1,0

Салон комфортабельного автомобиля

65

-

Легковой малошумный автомобиль

70

7,5

Скоростной поезд

75

100

Звон будильника

70...80

1,0

Оживленная магистраль

80...85

7,5

Механический цех

85...90

-

Отбойный молоток, ПКС

100

1,0

Симфонический оркестр

110

10

Обитаемое отделение танка

110... 115

-

Взлет реактивного самолета

120... 125

100

Взлет ракеты

160...170

100

Характер шума зависит от вида источника. Техногенные шумы по физической природе происхождения подразделяют на следующие группы:

механические, возникающие при взаимодействии различных деталей в механизмах (одиночные или периодические удары, возникающие при некоторых технологических процессах, например при ковке, штамповке, клепке), в результате движения отдельных деталей и узлов машин или механизмов с неуравновешенными массами, особенно сильный в неисправных системах, а также при вибрациях поверхностей устройств, машин, оборудования и т.п.;

электромагнитные, возникающие вследствие колебаний деталей и элементов электромеханических устройств под действием электромагнитных полей (дроссели, трансформаторы, статоры, роторы и т.п.);

Разновидности спектров реальных источников шумов

Рис. 5.5. Разновидности спектров реальных источников шумов:

а - непрерывный спектр (турбореактивный двигатель); б- тональный (осевой вентилятор); в - колеблющийся во времени (транспорт); г - импульсный спектр (удар молота); д - прерывистый (сбрасывание воздуха)

аэродинамические, возникающие в результате вихревых процессов в газах (адиабатическое расширение сжатого газа или пара из замкнутого объема в атмосферу; возмущения, возникающие при движении тел с большими скоростями в газовой среде, при вращении лопаток турбин и т.п.), при больших скоростях движения газообразных сред (например, шумы газовых струй ракетных и реактивных двигателей, шумы, возникающие при всасывании воздуха компрессорными установками, и др.);

гидродинамические, вызываемые различными процессами в жидкостях (например, возникновение гидравлического удара при быстром сокращении кавитационных пузырей, кавитация в ультразвуковом технологическом оборудовании, в жидкостных системах самолетов и т.п.);

взрывной или импульсный, возникающий при работе двигателей внутреннего сгорания, дизелей и т.п.

Как сложный звук шум может быть разделен на простые составляющие его тона с указанием интенсивности и частоты. Графическое изображение состава шума называется спектром и является важнейшей его характеристикой. Спектрально-временные характеристики шумов обладают большим многообразием (рис. 5.5). В технике приняты октавные полосы со среднегеометрическими частотами, например 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

При одновременном воздействии нескольких источников может возникнуть шумовое поле со сложным спектрально-временным распределением.

По спектральному составу в зависимости от максимальных значений амплитуд звукового давления в спектре шума различают низкочастотные (ниже 300 Гц), среднечастотные (от 300 до 800 Гц), высокочастотные (выше 800 Гц) шумы;

По характеру спектра выделяют широкополосный шум с непрерывным спектром шириной более одной октавы; тональный шум, в спектре которого имеются выраженные тоны. Тональный характер шума для практических целей устанавливается измерением в 1/3 октавных полосах частот по превышению уровня водной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам выделяют: постоянный шум, уровень звука которого за 8-часовой рабочий день или за время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени не более чем на 5 дБА;

непостоянный шум, уровень которого за 8-часовой рабочий день, рабочую смену или во время измерения в помещениях жилых и общественных зданий, на территории жилой застройки изменяется во времени более чем на 5 дБА.

Непостоянный шум подразделяют на:

колеблющийся во времени шум, уровень звука которого непрерывно изменяется во времени;

прерывистый шум, уровень звука которого изменяется ступенчато (на 5 дБА и более), причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, составляет 1 с и более;

импульсный шум, состоящий из одного или нескольких звуковых сигналов, каждый длительностью менее 1 с, при этом уровни звука в дБА1 и дБА, измеренные соответственно на временных характеристиках "импульс" и "медленно", отличаются не менее чем на 7 дБ.

Шум может характеризоваться физическими и физиологическими параметрами. С физической стороны шум характеризуется звуковым давлением, интенсивностью (силой) звука, плотностью звуковой энергии, уровнем звукового давления, частотой и плотностью дискретных составляющих и другими параметрами. Шум как физиологическое явление характеризуется высотой, громкостью, областью возбужденных частот или тембром и продолжительностью действия.

Ухо человека способно воспринимать определенный диапазон звуковых давлений, например, на средних звуковых частотах от 10-5 до 102 Н/м2, т.е. различающихся примерно в 107 раз. Поэтому для удобства вычислений принято оценивать звуковое давление, или соответственно интенсивность звука не в абсолютных, а в относительных единицах - белах, децибелах. Измеренные таким образом величины называются уровнями.

Так, уровень звукового давления, дБ,

(5.3)

где ра - измеренное звуковое давление, Н/м2; р0 -условный порог давления, равный 2 · 10-5 Н/м2.

Уровень интенсивности (силы) звука, дБ,

(5.4)

где J - интенсивность звука, Вт/м2; J0 - интенсивность звука, принимаемая за нулевой уровень, равный 10-12 Вт/м2.

Уровень акустической мощности определяется аналогично уровню интенсивности:

(5.5)

где Ф0 - условный порог акустической мощности, равный 10'12 Вт.

Уровень акустической мощности характеризует излучаемую источником акустическую мощность, приведенную к уровню в децибелах. Это дает возможность сравнивать уровни мощности отдельных механизмов в любых акустических условиях.

Биологическое действие шума. Широкое внедрение в промышленность новых интенсивных технологий, рост мощности и быстроходности оборудования, использование многочисленных средств наземного, воздушного и водного транспорта, повсеместное применение разнообразного электрифицированного бытового оборудования привело к тому, что человек на работе, в быту, на отдыхе, при передвижении подвергается многократному воздействию вредного шума.

Степень вредного воздействия шума зависит от его интенсивности, спектрального состава, времени воздействия, местонахождения человека, характера выполняемой им работы и индивидуальных особенностей человека. Шум, уровень которого составляет 35...40 дБА, в ночное время является серьезным беспокоящим фактором при нахождении человека в квартире. Шум с уровнем 50...60 дБА создает ощутимую нагрузку на нервную систему, особенно если человек занимается умственной деятельностью. Шум с уровнем выше 70 дБА вызывает физиологическое воздействие, а при 85...90 дБА может привести к ухудшению слуха.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>