Проблема шумового загрязнения окружающей среды

- планировочные решения  территорий - извилистость улиц, наличие  разно уровневых транспортных развязок и светофоров влияют на характер работы двигателей, а следовательно, и на создаваемый шум. Высота и плотность застройки определяют дальность распространения шума от магистралей. Так, ширина зон акустического дискомфорта вдоль магистралей в дневные часы может достигать 700-1000 м в зависимости от типа прилегающей застройки;

- наличие зеленых насаждений - вдоль магистралей с обеих  сторон предусматривают санитарно-защитные  зоны, в которых высаживают деревья. Лесопосадки препятствуют распространению  шума на близлежащие территории [1].

Высота звука _ второй показатель воздействия шума _ определяется частотой колебаний среды и измеряется в герцах (Гц). В зависимости от частоты звуковые колебания подразделяются на инфразвуковые (низкочастотные) с частотами менее 20 Гц; акустические (слышимые) с частотами от  20 до 20 000 Гц; ультразвуковые (высокочастотные) с частотами от 20 000  до 109 Гц; гиперзвуковые (сверхвысокочастотные) с частотами 109-1013 Гц [7].

Значительное физиологическое воздействие на организм человека оказывают неслышимые инфразвуки, особенно имеющие большие амплитуды колебаний, которые входят в резонанс с колебаниями внутренних органов и могут ощущаться как боль в ухе. В естественных экосистемах инфразвуковые колебания возникают при землетрясениях, ураганах, штормах и других природных катаклизмах. В искусственных экосистемах они проявляются при работе машин и механизмов: работа компрессорных установок тормозных систем поездов и грузовых автомобилей, тяговых электродвигателей, дизелей, газовых турбин и т.д.

В транспортных процессах инфразвуку, как правило, сопутствуют высокочастотные звуки акустического диапазона, поэтому инфразвук мало ощутим, но от этого не становится менее опасным.

Акустический диапазон включает шумы производственные и бытовые. В акустическом диапазоне высокочастотные шумы считаются более вредными. Транспортные средства создают преимущественно низко- и среднечастотный спектр шума. Например, при движении поезда высота звуков обычно составляет 500-800 Гц.

Ультразвук также вреден для человека, но его воздействие проявляется реже. Ультразвук не слышим для человека, но воспринимается и издается некоторыми животными (летучие мыши, рыбы, насекомые, птицы и др.).

Он представляет собой механические колебания в газах, жидкостях и твердых телах. Используется в производственных процессах при металлообработке в ультразвуковых установках, для получения эмульсий, сушки, очистки, сварки, для целей дефектоскопии, навигации, подводной связи. Ультразвук возникает при работе станков, ракетных и иных двигателей. Влияние ультразвука низкочастотного диапазона, характерного для промышленного производства, оказывает действие на организм человека не только в зоне контакта, но и на всю поверхность тела и на вестибулярный аппарат. Даже небольшие дозы ультразвукового облучения этого диапазона, при длительных , многократных повторяющихся воздействиях: вызывают у работающих слабость, сонливость, снижение работоспособности.

Гиперзвук представляет упругие волны, сходные с ультразвуком. Получают его искусственно, генерируя с помощью специальных излучателей. Распространяется только в кристаллах, в воздухе сильно поглощается. Для транспортных процессов не характерный [7,8].

Продолжительность шумового воздействия _ третий показатель влияния шума. Большая продолжительность воздействия шума оказывает вредное влияние на слух и общее здоровье человека [1].

2. Негативное влияние шумового воздействия на организм человека

В условиях сильного шумового воздействия автотранспорта в городе происходит непрерывное напряжение слухового аппарата. Это вызывает слабую форму глухоты (увеличение порога слышимости), таким образом, минимальный шум, примерно с 10 дБ для здорового человека поднимается до 20-35 дБ.

Шумовые воздействия автотранспорта в больших городах также влияют на продолжительность человеческой жизни, сокращая её, по исследованиям австрийских учёных, примерно на 8-12 лет.

Постоянный сильный шум не редко является причиной психической угнетённости, нервного истощения, язвенной болезни, вегетативного невроза, расстройств сердечно-сосудистой системы, а также эндокринной системы. Постоянный шум влияет на качество работы и отдыха, значительно уменьшает производительность труда. Обширные физиолого-гигиенические исследования населения выявили негативные изменения в здоровье жителей города, которые регулярно подвергаются шумовому воздействию автотранспорта в условиях трудовой деятельности и проживания. При этом состояние слуховой чувствительности, сердечно-сосудистой и нервной систем, напрямую зависело от уровня шумового воздействия, от возраста и пола обследованных. Больше всего изменений произошло у людей, которые испытывают шумовые воздействия, как в условиях труда, так и быта.

Шумовые воздействия автотранспорта также приводит к нарушению сна. Одно из самых неблагоприятных шумовых воздействий на человека внезапные, прерывистые шумы, особенно при возникновении в ночные и вечерние часы, во время сна. Шумы, внезапно возникающие во время сна, обычно вызывают сильный испуг, в особенности у детей и людей с различными заболеваниями. Шум негативно сказывается на продолжительности и глубине сна. Под воздействием постоянного шума уровнем около 50 дБ засыпание растягивается на час и даже более, сон не переходит в глубокую фазу и после пробуждения человек чувствует головную боль, усталость, иногда это приводит к нарушению сердцебиения.

Отсутствие хорошего отдыха после тяжёлого трудового дня всегда приводит к развитию хронического утомления, которое со временем перерастает в ряд хронических заболеваний, например гипертонической болезни и расстройству центральной нервной системы.

Наблюдения свидетельствуют, что в шумных городских районах общая заболеваемость населения в 3 раза выше чем в тихих [3].

Воздействие шума на человека [1].

Примеры шумового воздействия 

Шумовое воздействие(дБА) 

Эффект продолжительного воздействия 

Реактивный двигатель при взлете (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 (1 м), репродуктор близко от уха 

110  

Метро, подвесной мотор, косилка для газонов, мотоцикл (расстояние 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 

90 

Угроза для слуха плохая слышимость 

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

70 

Возможна угроза для слуха 

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

70 

Раздражающее действие 

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

60 

Интенсивное воздействие 

Спокойный пригород, разговор в жилой комнате 

50 

Слабое воздействие на слух 

Библиотека, тихий музыкальный фон 

40  

Спокойная сельская местность (в ночное время) 

30  

Шепот, шелест листьев 

20 

Очень слабое воздействие 

Дыхание 

10  

Тишина 

0 

Критический уровень 

3. Допустимые уровни  шума для населения

Для защиты людей от вредного влияния городского шума необходима регламентация его интенсивности, спектрального состава, времени действия и других параметров. При гигиеническом нормировании в качестве допустимого устанавливают такой уровень шума, влияние которого в течение длительного времени не вызывает изменений во всём комплексе физиологических показателей, отражающих реакции наиболее чувствительных к шуму систем организма.

В основу гигиенически допустимых уровней шума для населения положены фундаментальные физиологические исследования по определению действующих и пороговых уровней шума. В настоящее время шумы для условий городской застройки нормируют в соответствии с Санитарными нормами допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки (№ 3077-84) и Строительными нормами и правилами II.12-77 «Защита от шума». Санитарные нормы обязательны для всех министерств, ведомств и организаций, проектирующих, строящих , эксплуатирующих жильё , общественные здания, разрабатывающих проекты планировки , застройки городов, микрорайонов, жилых домов, кварталов, коммуникаций и т.д., а также для организаций, проектирующих, изготавливающих и эксплуатирующих транспортные средства, технологическое и инженерное оборудование зданий и бытовые приборы. Эти организации обязаны предусматривать и осуществлять необходимые меры по снижению шума до уровней, установленных нормами.

Одним из направлений борьбы с шумом является разработка государственных стандартов на средства передвижения, инженерное оборудование, бытовые приборы, в основу которых положены гигиенические требования по обеспечению акустического комфорта.

ГОСТ 19358-85 «Внешний и внутренний шум автотранспортных средств. Допустимые уровни и методы измерений» устанавливает шумовые характеристики, методы их измерения и допустимые уровни шума автомобилей (мотоциклов) всех образцов, принятых на государственные, межведомственные, ведомственные и периодические контрольные испытания. В качестве основной характеристики внешнего шума принят уровень звука, который не должен превышать для легковых автомобилей и автобусов 85-92 дБ, мотоциклов - 80-86 дБ. Для внутреннего шума приведены ориентировочные значения допустимых уровней звукового давления в октавных полосах частот: уровни звука составляют для легковых автомобилей 80 дБ, кабин или рабочих мест водителей грузовых автомобилей, автобусов - 85 дБ, пассажирских помещений автобусов - 75-80 дБ.

Санитарные нормы допустимого шума обуславливают необходимость разработки технических, архитектурно-планировочных и административных мероприятий, направленных на создание отвечающего гигиеническим требованиям шумового режима, как в городской застройке, так и в зданиях различного назначения, позволяют сохранить здоровье и работоспособность населения.

4. Ограничение  воздействия шума автомобильного  транспорта

Существует два подхода к достижению нормативных уровней шума на территориях города и в помещениях различного функционального назначения:

1. реализация технических  мер по снижению шумовой характеристики  источников шума (при этом снижение  шумовой характеристики происходит  за счёт совершенствования конструкции  техники и использования прогрессивных  технологий);

2. защита территорий и  помещений за счёт применения  шум понижающих технологий и материалов [2].

4.1.Интенсивность движения

Наиболее очевидным способом уменьшения шума автомобильного транспорта является снижение интенсивности движения в результате смещения транспортного потока. Разделение транспортного потока, например, пополам, в общем случае ведет к снижению уровней транспортного шума на 3 дБА. Однако закрытие участков дороги для всех видов автомобильного транспорта может создать определенные трудности.

Эффект ограничения интенсивности движения зависит не только от смещенного транспортного потока, но также и от интенсивности движения как до введения ограничений, так и после их введения. Уменьшение интенсивности движения вдвое приводит к снижению эквивалентного уровня шума при условии неизменности других параметров. Но интенсивность движения и скорость автомобилей, вообще говоря, являются не постоянными величинами. Уменьшение интенсивности движения обычно связано с ростом скорости движения, поэтому ожидаемого оптимального выигрыша от снижения интенсивности движения не достигается.

Кроме того, перемещение транспортного потока приводит к нарастанию шума на других дорогах транспортной системы. И, тем не менее, то обстоятельство, что уровень транспортного шума и интенсивность движения связаны логарифмической зависимостью, может быть использовано в нужном направлении. Например, можно снять транспортный поток со слабо используемой дороги и перебросить его на уже сильно загруженную . Это приведет к небольшому увеличению шума на сильно нагруженной дороге, особенно если она была заранее спроектирована для интенсивного потока машин. При этом будут достигнуты значительные результаты по снижению шума на слабо нагруженных автомобильных дорогах.

Следовательно, можно добиться весьма существенного снижения шума для значительного числа людей путем создания объездных путей, специально рассчитанных на значительную интенсивность движения и ослабления напряженности транспортной сети, пронизывающей жилые кварталы.

В крупных и небольших городах, где объездные пути еще не созданы, можно пойти на переключение движения транспорта в ночные часы на улицы, где расположены торговые предприятия.

На снижение шума автомобильного транспорта также направлено ограничение числа тяжелых грузовых автомобилей в транспортном потоке. Эти меры обычно принимают форму запретов на въезд грузовых автомобилей в определенный район или на въезд в город всех автомобилей выше определенной грузоподъемности, а также ограничений въезда в определенные моменты времени, обычно в ночные часы, субботние и воскресные дни.

Теоретически уменьшение скорости движения автомобильного транспорта является одной из самых эффективных мер ограничения уровня шума автомобильного транспорта. На высокоскоростных дорогах сокращение средней скорости автомобиля в 2 раза может привести к снижениям эквивалентного уровня шума на 5-6 дБ. Но на практике трудно достичь снижения скорости автомобилей.

Несмотря на вводимые ограничения скорости, большая часть автотранспорта превышает этот предел.

Успехов в деле уменьшения скорости можно добиться путем устройства возвышений на дорожном покрытии или поперечных полос на дороге, которые дают возможность водителям почувствовать скорость автомобиля. К другим способам относятся сужение дороги и искривление трассы дороги [1,9].

4.2 Конструкция дороги

Шум, излучаемый автомобильным транспортом, зависит как от вертикального, так и горизонтального очертания дороги, а также от типа дорожного покрытия. Вопросы сооружения и конструирования придорожных барьеров рассматриваются при проектировании дороги. Обычно акустический барьер имеет форму вертикальной стенки, хотя широкое применение получили и иные формы, делались попытки улучшить эстетические, нежели экранирующие, характеристики барьеров. При проектировании эффективного звукового барьера ставят следующие цели: барьер должен иметь достаточную массу для ослабления звука, быть доступным для текущего обслуживания и ремонта; установка барьера не должна приводить к росту несчастных случаев. Кроме этого, сооружение барьера должно быть экономичным. Чтобы обеспечить оптимальную степень звук защищённости, барьер должен располагаться вблизи источника шума или вблизи объекта, защищаемого от шума.