Полная версия

Главная arrow Экология arrow Теоретические основы защиты окружающей среды

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Инфразвуковые колебания

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

В процессе жизнедеятельности человек постоянно сталкивается с воздействием инфразвуковых колебаний как в производственной среде, так и среде обитания. Не воспринимая их непосредственно органами слуха, человек тем не менее ощущает их другими органами.

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, например 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 их возникновении играет турбулентность атмосферы. Однако все эти источники инфразвукалокализованы 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 настоящее время инфразвук - наименее изученный вредный и опасный фактор загрязнения окружающей среды. 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 небольшой потерей энергии, поскольку поглощение инфразвука в атмосфере незначительно.

В последнее время наблюдается увеличение инфразвукового фона в окружающей среде в связи с активной деятельностью человека, 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 предприятий, находящихся в черте городской застройки (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, как возвратно-поступательные движения частей различных механизмов и сооружений, доменные печи, дизельные моторы, кузнечные прессы, реакторы. 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.

Физической характеристикой инфразвука является среднеквадратическое значение уровней звукового давления (УЗД) в октавных (1/3 октавных) полосах частот в децибелах:

(5.6)

где Т - время наблюдения, с; р - измеряемое среднеквадратическое значение звукового давления, Па; р0 = 2 · 10-5 Па - пороговое значение среднеквадратического давления, соответствующее нулю децибел.

Инфразвук - составная часть спектров шума, излучаемого технологическими агрегатами (табл. 5.3).

Источниками инфразвуковых колебаний являются и наземные средства транспорта. Высокие уровни инфразвука до 100...110 дБ в диапазоне 9...16 Гц отмечаются в кабинах легковых автомобилей. При частично открытых окнах автомашины уровни инфразвука повышаются до 110...120 дБ, а их частотный диапазон расширяется до 31,5 Гц, при открытых окнах наиболее высокое звуковое давление 120 дБ наблюдается в диапазоне 2...6 Гц.

Таблица 5.3. Спектры инфразвука и шума

Спектр

Октавные полосы, Гц/максиматьные УЗД

Основные источники шума

Инфразвуко-

вой

2, 4, 8, 16/82... 133

Автотранспорт, доменные и кислород- но-конверторные печи, речные и морские суда, железнодорожный транспорт, ком­прессоры

Инфранизкочастотный

2... 125/84... 112

Мартеновские печи, агломерационные машины, отдельные виды транспортных средств и самоходные машины

Низкочастот­ный

31,5, 63, 125/ 84... 116

Электродуговые печи, тягачи, гусеничные тракторы, портовые краны, турбинные уста­новки, автопогрузчики, экскаваторы

Чаще всего человек, не находящийся в производственной среде, подвергается непосредственному воздействию инфразвука в транспортных средствах, особенно на железнодорожном, морском и авиационном транспорте. Кроме того, транспортные потоки и отдельные автомобили формируют низкочастотный шум в окрестностях дорог, который является основной составляющей инфразвукового фона в жилых и общественных зданиях, где человек проводит основную часть своей жизни. Следует отметить, что в жилых и общественных зданиях уровни инфразвуковых колебаний меняются от 70 до 120 дБ, на территории жилой застройки - от 80 до 100 дБ. При этом их выраженность в общем шумовом спектре определяется разностью дБ Лин и дБА, составляющей от 10 до 20...30 дБ, т.е. выявляемый инфразвук оценивается от незначительного до ярко выраженного. В большинстве случаев инфразвук встречается не в изолированном виде, а в сочетании с низкочастотным шумом и вибрацией.

Инфразвук оказывает вредное воздействие на организм человека. Накопленные данные свидетельствуют о том, что инфразвуковые волны оказывают выраженное неблагоприятное воздействие на организм, особенно на психоэмоциональную сферу, влияют на работоспособность, сердечно-сосудистую, эндокринную и другие системы. Население, проживающее в мегаполисах, попадает под постоянное воздействие низкочастотных колебаний различных уровней. У таких людей наблюдается накапливаемое возбуждение и раздражительность, происходит формирование так называемого "человека большого города".

Ультразвуковые колебания

Ультразвук - это упругие колебания звуковой волны частотами от 16 кГц до 100 МГц и выше. Ультразвук как упругие волны не отличается от слышимого звука, но высокая частота колебательного процесса способствует большему затуханию колебаний вследствие трансформации звуковой энергии в теплоту.

Источниками ультразвука являются производственное оборудование, в котором генерируется ультразвук для выполнения технологических процессов, контроля и измерений, производственное оборудование, при эксплуатации которого ультразвук возникает как сопутствующий фактор, а также медицинское ультразвуковое оборудование.

По частотному составу ультразвуковой диапазон следует подразделять на низкочастотный - от 1,12 · 104 до 1,0 · 105 Гц и высокочастотный - от 1,0 · 105 до 1,0 · 109 Гц.

По способу распространения ультразвук подразделяют на распространяющийся воздушным путем (воздушный ультразвук); распространяющийся контактным путем при соприкосновении рук или других частей тела человека с источником ультразвука, с твердыми и жидкими средами, обрабатываемыми деталями, аппаратурой (контактный ультразвук).

Низкочастотные ультразвуковые колебания распространяются воздушным и контактным путем, высокочастотные - контактным путем.

По режиму генерирования ультразвуковых колебаний выделяют постоянный и импульсный ультразвук, а по способу излучения ультразвуковых колебаний - источники ультразвука с магнитострикционным генератором и с пьезоэлектрическим генератором.

При действии ультразвука на биологические объекты (в том числе и на человека) в органах и тканях на расстояниях, равных половине длины волны, может возникать разность давлений от 0,01 до 0,1 Па. При небольших интенсивностях ультразвука механические колебания способствуют лучшему обмену веществ и лучшему снабжению тканей кровью и лимфой. Повышение интенсивности ультразвука может привести к возникновению акустической кавитации, сопровождающейся механическим разрушением клеток и тканей. Контактное воздействие ультразвука на руки приводит к нарушению капиллярного кровообращения в кистях рук, снижению болевой чувствительности. При уровне звукового давления 120 дБ наступает поражающий эффект.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>