ЛЕКЦИЯ 5 . ШУМ, ВИБРАЦИЯ, УЛЬТРАЗВУК, ИНФРАЗВУК. ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

5.1. Шум и вибрация

Значительное влияние на условия окружающей среды имеют шум и вибрация. Шум это любые нежелательные для человека звуковые волновые колебания, распространяющиеся в упругой середе (воздух, газ, жидкость и тому подобное). Часть пространства, где распространяются звуковые волны, называют звуковым полем . В любом месте этого поля давление и скорость частей среды изменяются во времени. Разница между мгновенным и средним давлением в среде называется звуковым давлением . Единица измерения звукового давления - Па.

Звук - это распространение звуковой волны в упругой среде. Он характеризуется частотой звуковых колебаний, амплитудой и временным интервалом колебаний. Звуковой спектр разделяется на инфразвук, с частотой колебаний звуковой волны в пределах от 0 до 20 Гц, которые человек не ощущает. Звуки с частотой от 20 до 20 000 Гц – этот звуковой диапазон ощутим для человека. Частота от 20 000 Гц до 10 9 Гц - ультразвук, от 10 9 и выше – гиперзвук.

Основними характеристиками звуков ы х колебаний – это интенсивность (сила), частота и форма звуковой волны. И нтенсивн о сть определяется энергией, которая преносится звуковой волной через поверхность площадью 1 м 2 ., которая перпендикулярна направлению распространения звуковой волны (Вт/м 2).

Звук и шум , характеризуется:

– скоростью звука, в м/с и частотою f , Гц; звуковым давлением р, Па; интенсивностью I , Вт/м 2 .

Скорость звука, зависит от характеристики среды, в которой распространяется звуковая волна. В газоподобной среде скорость звука равна:

где х – показник адиабаты (х = 1,44); Р, – давление и плотность газа соответственно.

Рис. 5.1. Слуховое ощущение человека

При нормальных атмосферных условиях (Т = 293 К та Р = 1034 гПа) скорость звука в воздухе равна с = 344 м/с.

Частота звук а определяется количеством колебаний упругой среды в единицу времени и измеряется в герцах (1 Гц – это одно колебание в секунду).

Ощущения человека, которые возникают под действием шума, пропорционально не абсолютному значению звукового давления, а его логарифму . Поэтому для характеристики шума были введены логарифмические величины - уровень звукового давления, что определяется как

(дБ) ,

где Р – среднеквадратическое значение звукового давления в точке замера, Па; Р о = 210 -5 Па - величина среднеквадратичного звукового давления на пороге ощущения.

Ухо человека способное воспринимать только те колебания, частота которых находится в диапазоне 20 Гц - 20 кГц. Ниже и выше этих частот находятся соответственно в области инфра- и ультразвука.

Действие шума на человека зависит от его частоты, уровня звукового давления, времени действия и характера шума . На рис. 5.1 приведена зона уровней звукового давления, которое воспринимаются человеком. Она ограничена сверху порогом болевых ощущений , превышение которого может привести к повреждению органов слуха, а снизу - порогом чувствительности.

Шум, даже при относительно незначительных уровнях (50-60 дБл), повышает нагрузку на нервную систему человека, что очень ощутимо при условиях занятия умственной дельностью. Он возбуждает нервную систему, повышает давление крови, ведет к преждевременной усталости вызывает головную боль. Доказано, что ряд заболеваний (гипертоническая и язвенная болезни, неврозы, желудочно-кишечные и кожные заболевания) связанные с перенапряжениями нервной системы в процессе труда и отдыха. Отсутствие тишины, особенно в ночное время, ведет к преждевременной усталости, а часто и к общим заболеваниям.

Уровень шума свыше 70 дБ оказывает существенное физиологическое воздействие на человека, что приводит к изменениям в организме. Так, действие шума 90 дБ и выше ведет к снижению чувствительности органов слуха, а иногда, особенно в неудовлетворительных условиях на промышленных предприятиях, к возникновению профессионального заболевания - сенсоневральной приглухуватости . Уровень шума больше 145 дб может привести к повреждению барабанной перепонки.

Основные источники шума –

– транспортные средства и различное промышленное оборудование: машины и механизмы (механичный шум), трансформаторы и дроссели (электромагнитный шум), вентиляторы и насосы (гидравлический шум) и тому подобное. Очень часто неблагоприятые шумовые условия создаются в жилых районах от работающей радио- и телеаппаратуры, громких разговоров, строительных работ и др.

Для снижения негативного влияния шума приняты допустимые его уровни на рабочих местах, в жилых зданиях и на территории жилых районов. На практике используют два метода нормирования :

–по граничному спектру шума и по допустимому уровню звука. За первым методом нормируются допустимые уровни звукового давления во всех вышеупомянутых октавных полосах (предельный спектр шума).

Таблиця 5.1

Показатели уровня шума от различных источников

Источник шума	Звуков ое давлен. , Па	И нтенсивн о- сть звук а , дБ
Шум зимового леса в тихую погоду
Шепот на расстоянии 1 м
Разговор средней громкости на расстоянии от собеседника 1м
Робота станков, со значительным уровнем шума (робочее место возле станка)
Робота пневмокомпрессора, штам-повачного пресса на расстоянии 1 м
Шум ракетного двигателя самолета на расстоянии 2-3 м

Спектр шума – зависимость уровня звукового давления от частоты. Различают спектры:

– узколинейные, в которых отдельные синусоидальные составляющие разделены частотными промежутками без колебаний;

– широколинейные, состоящие из синусоидальных составляющих, непосредственно разделенных на шкалы тона и частоты, которые формируются отдельными звуками с фиксированной частотой.

Громкость – сила слухового ощущения, которая зависит от звукового давления и частоты звука. Для сравнения между собой различных звуков по громкости используют понятие – уровень громкости, единица которого есть фон , который равен звуковому давлению в 1 дБ для чистого тону с частотой в 1 кГц, который воспринимается как одинаковая громкость с данным звуком.

Различные колебания элементов машин и механизмов могут передаваться через грунт, пол, элементы зданий и сооружений и оказывать на организм человека через ее руки, ноги или др. части тела. В этом случаи колебания воспринимаются как вибрация.

В и брац и я – это механические колебания, которые приводят к расстройству жизненно важных функций человека, вредно влияющих на работу оборудования и разрушению строительных конструкций.

Параметры, характеризующие действие вибрации на человека, есть амплитуда виброперемещений, виброскорость, виброускорения и частота колибаний.

Вибрации бывает общая и локальная . Общая вибрация – это действие на организм человека в целом, а локальная - на отдельные части тела. Например, общая вибрация распространяется на работника при пользовании транспортными средствами, а локальная - на работников, которые работают с электрическим и пневматическим ручным инструментом.

Систематическое действие общей вибрации , при условии высокого значения величины виброскорости, может привести к возникновению вибрационной болезни – устойчивые нарушения физиологических функций организма, обусловленные преобладающим действием вибрации на центральную нервную систему. Эти нарушения ведут к головной боли, снижению трудоспособности, ухудшению самочувствия, нарушению работы сердца.

Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые возникают на фалангах пальцев, а потом распространяются на всю руку. Вследствие этого ухудшается ее кровоснабжение. Синхронно происходят изменения в нервной системе: откладываются соли в суставах, которые ведут к боли, деформации рук и снижения подвижности в суставах. Эффективное лечение вибрационной болезни возможное только в начальной стадии ее развития, кроме того, восстановление нарушений функций организма протекает очень медленно.

В зависимости от источника возникновения вибрации она делится на:

– транспортную (движения машин дорогами и на местности), транспортно-технологическую (движение машин, которые выполняют технологические операции);

– технологическую (работа стационарных машин).

По направлению действия общая вибрация бывает вертикальной и горизонтальной (по линии плеч и перпендикулярно ей). Выделяют также три направления действия локальной вибрации .

Гигиенические нормы вибрации устанавливают в зависимости от вида вибрации, места, времени и направления ее действия.

Методы и способы борьбы с вредным воздействием шума и вибрации условно делят на четыре группы:

1. Направленные на уменьшение величины шума и вибрации в источниках их возникновения.

2. Направленные на снижение шума и вибрации во время их распространения.

3. Индивидуальные способы защиты от шума и вибрации .

4.лечебно-профилактические мероприятия, направленные на профилактику изменения в организме человека влияния вредных факторов.

Среди мер первой группы важное значение отводится усовершенствованию конструкций машин и механизмов путем улучшения их кинематических схем, замене механизмов ударного действия на другие с меньшим количеством операций ударного действия, статическая и динамическая балансировка элементов машин, по возможности замене деталей механизмов, изготовленных из металла, на детали из пластических масс и др. малошумных материалов, использование глушителей, недопущение механических резонансов, использование фундаментов и покрытий, которое гасят и поглощают вибрацию и тому подобное. Для снижения шума в городах и др.населенных пунктах очень важно поддерживать в исправном состоянии транспортные средства, а также дороги, трамвайное и железнодорожное полотно.

Значительное место среди мероприятий второй группы относится к гражданскому строительству:

– зональное районирование территории населенных пунктов, вынесению дорог с интенсивным движением транспорта за их границу, углублению магистральных транспортных коммуникаций, установлению шумозащитных стен, созданию зеленых защитных зон, запрет на движение транспортных средств в парках, санитарных зонах и зонах отдыха, сооружению специального жилья, окон с тройным стеклом, рациональному планированию жилых помещений, вентиляции помещений с помощью специальных жалюзей. В производственных условиях среди мер этой группы широко используются звукоизолирующие укрытия, кожухи и экраны, замене направления распространения звуковых колебаний, покрытие стен помещений материалами, которые поглощают звук, виброизоляция, гибкие вставки и пружинные прокладки при соединении элементов машин, трубопроводов и строительных конструкций и др.

К средствам индивидуальной защиты от шума относятся:

– вкладыши, наушники и шлемы. Вкладыши бывают мягкие , из ультратонких волокон, и жесткие , изготовленные из эбонита или кожи в виде конуса. Эффективность их не очень высокая (снижение уровня звука всего на 5-20 дБл). Наушники более эффективные, в особенности на высоких частотах. Шлемы используют в экстремальных условиях (когда уровень звука превышает 120 дБл). Индивидуальная защита от действия вибрации осуществляется с помощью варежек с прокладками и специальной обуви с подошвами , которые поглощают вибрацию. (Рис.5.2)

Для предотвращения возникновения и развития вибрационной болезни у работников, работающих с виброинструментом, рекомендуется особый режим труда:

– дополнительные перерывы на отдых, специальные гимнастические упражнения и массаж, прием витаминов, теплые ванны для рук после завершения роботы, ультрафиолетовые облучения. У работников, у которых была выявленная вибрационная болезнь, необходимо перевести на работу, которая не связана с вибрацией.

Замер уровня шума и вибрации осуществляют с помощью специальных приборов - шумомер и виброграф ручной, например ШИ- 01, ВР-1, приборы фирмы "Брюль и Кэр" (Дания) (Рис.5.3) и др. В качестве чувствительного элемента в них используют конденсаторные микрофоны и пьезоэлектрические преобразователи вибрационных колебаний. Приборы имеют октавные фильтры для измерения уровней звукового давления и параметров вибрации в стандартных октавных полосах частот, а также позволяют контролировать уровень звуку.

Во время работы некоторых машин и механизмов возникают не только шум, а инфразвук и ультразвук. При действии инфразвука с уровнем давления 100-120 дБ возникают головные боли, ощущения вибрации внутренних органов, снижение внимания и трудоспособности, возникают ощущения ужаса, нарушения функции вестибулярного аппарата. Поэтому установлены следующие допустимые уровни звукового давления для инфразвука:

– в октавных полосах с средне геометрическими частотами 2, 4, 8, и 16 Гц составляют 105 дБл.

Основным мероприятием, направленным на борьбу с вредным воздействием инфразвука состоит в снижении его уровня в источниках возникновения.

Ультразвук широко используют в машиностроительной и металлургической промышленности (обработка материалов, контроль качества изделий и др.), медицине (ультразвуковые методы диагностики) и в непроизводственной сфере (охранная и противопожарная сигнализация). Ультразвук оказывает вредное воздействие на организм человека: вызывает функциональные изменения в нервной системе, изменяет давление, состав и характеристику крови. Он может действовать на человека как через воздух, так и через жидкость или твердую среду. Допустимый уровень звукового давления в диапазоне частот 20-100 кГц составляет 110 дБ. Защита от ультразвука осуществляют путем использования оборудования с более высокими частотными колебаниями, защитных экранов и кожухов, размещения оснащения, оборудования в специальных помещениях или кабинах.

Шум – это сочетание звуков различной интенсивности и частоты, возникающих при механических колебаниях.

В настоящее время научный прогресс привел к тому, что шум достиг настолько высоких уровней, которые являются уже не просто неприятными для слуха, но и опасными для здоровья человека.

Различают два вида шума: воздушный (от источника до места восприятия) и структурный (шум от поверхности колеблющихся конструкций). Шум в воздухе распространяется со скоростью 344 м/с, в воде – 1500, в металле – 7000 м/с. Помимо скорости распространения, шум характеризуется давлением, интенсивностью и частотой звуковых колебаний. Давление звука – это разность между мгновенным давлением в среде при наличии звука и среднем давлением при его отсутствии. Интенсивностью называют поток энергии в единицу времени на единицу площади. Частота звуковых колебаний находится в широком диапазоне от 16 до 20000 герц. Однако, основной единицей оценки звука является уровень звукового давления, измеряемый в децибелах (дБ).

За последнее время средний уровень шума в крупных городах увеличился на 10–12 децибел. Причина возникновения проблемы шума в городах состоит в противоречии между развитием транспорта и планировкой городов. Высокие уровни шума наблюдаются в жилых домах, школах, больницах, местах отдыха и т. д.; следствием этого являются повышение нервного напряжения населения, снижение работоспособности, увеличение количества заболеваний. Даже ночью в квартире тихого города уровень шума достигает 30–32 дБ.

В настоящее время считается, что для сна и отдыха допустим шум до 30–35 дБ. При работе на предприятии допускается интенсивность шума в пределах 40–70 дБ. Кратковременно шум может повышаться до 80–90 дБ. При интенсивности более 90 дБ шум вреден для здоровья и тем вреднее, чем продолжительнее его воздействие. Шум 120–130 дБ вызывает боль в ушах. При 180 дБ может быть летальный исход.

Как фактор экологического воздействия в доме источники шума можно разделить на внешние и внутренние.

Внешние – это в первую очередь шум городского транспорта, а также производственный шум от предприятий, расположенных вблизи дома. Кроме того, это могут быть звуки магнитофонов, которые на всю громкость включают соседи, нарушающие «акустическую культуру». Внешним источником шума являются также звуки, например, расположенного внизу магазина или почтового отделения, звуки взлетающих или идущих на посадку самолетов, а также электропоездов.

К внешним шумам, пожалуй, надо отнести и шум лифта и постоянно хлопающей входной двери, а также плач соседского ребенка. К сожалению, стены жилых зданий, как правило, плохо звукоизолированы. Внутренние шумы обычно непостоянны (кроме звуков, которые издает телевизор или игра на музыкальных инструментах). Из этих переменных шумов больше всего неприятен шум неправильно установленной или устаревшей сантехники и шум работающего холодильника, который с помощью автоматики включается время от времени. Если под холодильником нет звукоизолирующего коврика или внутри не закреплены полки, то этот шум может быть довольно значительным – кратковременным, но достаточно сильным для того, чтобы испортить настроение человеку. Человеку мешает шум от работающего пылесоса или стиральной машины, если конструкция этих приборов устарела и не соответствует принятым требованиям, в том числе к допустимому уровню шума.

Ремонт в вашей или в соседской квартире – это какофония звуков. Особенно неприятны звуки электродрели (современные бетонные стены очень труднопробиваемы) и резкие звуки от удара молотка. Среди внутренних шумов особенное место занимают звуки радиоприборов. Для того чтобы музыка доставляла удовольствие (какая музыка – это другой разговор), ее уровень не должен быть выше 80 дБ, а длительность – относительно кратковременной. С точки зрения экологии недопустимо, если телевизор или радио включены на большую громкость и работают долго. Знакомый автора сказал соседу, который беспрерывно о чем-то говорил, что он любит радио за то, что его всегда можно выключить. Опасным является постоянное применение плеера. Мало того, что звуки плеера нарушают работу барабанных перепонок, так они еще создают круговые магнитные поля вокруг головы, нарушая работу мозга.

Каждый человек воспринимает шум индивидуально; это зависит от возраста человека, состояния его здоровья и окружающих условий. Органы слуха могут приспосабливаться к постоянным или повторяющимся шумам, но эта приспособляемость не может защитить его от патологических изменений слуха, а лишь временно отодвигает сроки этих изменений.

Ущерб, который причиняет слуху сильный шум, зависит от высоты и частоты звуковых колебаний и характера их изменения. При ухудшении слуха человек начинает в первую очередь хуже слышать высокие звуки, а затем низкие. Воздействие шума в течение длительного времени может повлиять отрицательно не только на слух, но и вызвать другие заболевания в организме человека. Чрезмерный шум может явиться причиной нервного истощения, психической угнетенности, язвенной болезни, расстройства сердечно-сосудистой системы. Особенно сильное влияние шума ощущают люди пожилого возраста. Большее воздействие шума ощущают люди умственного труда, чем физического, что связано с большим утомлением нервной системы при умственном труде.

Бытовой шум значительно ухудшает сон. Особенно неблагоприятны прерывистые, внезапные шумы. Шум уменьшает продолжительность и глубину сна. Шум в 50 дБ увеличивает срок засыпания на час, сон становится более поверхностным, после пробуждения чувствуется усталость, головная боль и сердцебиение.

Звуковые волны, имеющие частоту ниже 16 герц, называются инфразвуком, а выше 20000 Гц – ультразвуком; их не слышно, но они также воздействуют на организм человека; например, бытовой вентилятор может быть источником инфразвука, а писк комаров – ультразвука. Звук снижает не только остроту слуха (как принято думать), но и остроту зрения, поэтому, водителем транспорта не стоит постоянно слушать музыку за рулем. Интенсивный звук повышает кровяное давление; правильно делают люди, изолирующие больных в доме от шумов. Кроме того, шум просто вызывает обычную усталость. Работа, выполняемая в условиях звукового засорения окружающей среды, требует больше энергозатрат, чем работа в тишине, т. е. становится более тяжелой. Если шум постоянен по времени и частоте, он может вызвать неврит, при этом в начале снимается чувствительность к звукам определенной частоты: при 130 дБ возникает боль в ушах, при 150 дБ – поражение слуха при любой частоте. Соседка автора практически полностью потеряла слух, проработав 25 лет на ткацкой фабрике.

Для защиты людей от вредного влияния шума необходимо нормировать его интенсивность, спектральный состав, время действия и другие шумовые характеристики.

При гигиеническом нормировании в качестве допустимого устанавливается такой уровень шума, при котором в течение длительного времени не обнаруживаются изменения в физиологических показателях организма человека.

Для людей творческих профессий рекомендуется уровень шума не более 50 дБА (дБА – это эквивалентная величина уровня звука с учетом ее частоты); для проведения высококвалифицированной работы, связанной с измерениями, – 60 дБА; для работы, требующей сосредоточенности, – 75 дБА; другие виды работ – 80 дБА.

Эти уровни определены для производства, но их не рекомендуется превышать и в домашних условиях.

Санитарные нормы допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки устанавливают нормативные уровни звукового давления и уровня звука для помещений жилых и общественных зданий, для территорий микрорайонов, больниц, санаториев, мест отдыха.

Важная роль в борьбе с шумовым загрязнением принадлежит системе контроля и методам измерения фактического уровня шума. В настоящее время в крупных городах России проводится мониторинг шума в определенных точках города, составляются шумовые карты. В помощь санитарной службе образованы специальные постоянные комиссии по борьбе с городским шумом.

Установление санитарных норм допустимых уровней и характера шума позволяют разработать технические, планировочные и другие градостроительные мероприятия, направленные на создание благоприятного шумового режима.

Наличие нормативов и знание фактического положения в отношении мест возникновения интенсивности и источников шума позволяют планировать мероприятия по борьбе с шумом и предъявлять необходимые требования к предприятиям, стройкам и различным видам транспорта.

Для измерения уровня шума в быту лучше всего рекомендовать шумомер малогабаритный ШМ-1. Этот прибор можно купить в магазине приборов или в экологических фирмах (например, в «Экосервисе»). Порядок работы с приборами приведен в сопроводительной документации.

Существует ряд возможностей для уменьшения уровня шума в городах и населенных пунктах. К общим мерам по борьбе с интенсивным шумом на производстве можно отнести конструирование маломощных машин и применение бесшумных или малошумных технологических процессов; разработку и использование более эффективных изоляционных материалов при строительстве производственных и жилых зданий; устройство шумозащитных экранов различного вида и т. д.

Большие возможности по защите населения от шума несут в себе различные градостроительные мероприятия. К ним относятся: увеличение расстояния между источником и защищаемым объектом; использование специальных шумозащитных полос озеленения; различные приемы планировки, рациональное размещение шумных и защищаемых объектов микрорайонов.

Зеленые полосы насаждений между проезжей частью и жилой застройкой способствуют концентрации уровня шума (и окислов углерода).

Борьба с бытовым шумом может быть успешной только тогда, когда человек будет проявлять максимум «акустической культуры».

Какие же способы борьбы с бытовым шумом можно рекомендовать жителям?

Так же, как и для других видов излучений, методы защиты человека от вредного влияния шума – это защита временем и расстоянием, уменьшением мощности источника звука, изоляцией и экранированием. Но здесь, как ни при каких других воздействиях, играет роль и социальная защита, вернее, соблюдение норм совместного проживания людей.

По важности способа защиты от шума, по-видимому, надо начать с уменьшения его мощности. Внешние шумы, как правило, своими силами снизить нельзя, если разве что не переехать в другой, более тихий район города. Но устраниться от шума транспорта (включая, например, шум самолетов и электричек) могут не все жители города. Легче бороться со звуковыми хулиганами (молодыми любителями громкой музыки, располагающимися обычно на детских площадках) вплоть до обращения в милицию после 11 часов вечера. Исключение – выпускной вечер, когда в конце мая в течение всей ночи по неизвестно кем установленной традиции разносятся звуки современной музыки с громкостью взлетающего лайнера (более 100 дБ). К исключению относятся взрывы петард в праздничные ночи, особенно в Новогоднюю ночь. Но тут уж обычный житель ничего сделать не сможет, как бы он ни устал за день. Единственный выход – выйти на улицу и самому пустить ракету. Шум лифта можно частично снизить, обратившись в ЖЭК с просьбой провести ремонт и профилактику силового оборудования лифта. Если жилье расположено на последнем этаже от шума и вибрации лифта можно защититься только экранированием (звукоизоляцией) стены, примыкающей к лифту. Влияние хлопанья наружной двери можно предотвратить установкой современной малошумной двери или по старинке приклеиванием к ней, например резиновых прокладок. От плача соседского ребенка или от результатов семейных разборок можно защититься тремя способами: повесить ковер на сопредельную стену (хоть это и не модно), перенести спальню в тихую комнату (т. е. создать у себя зону тихого отдыха) или применить индивидуальное средство защиты от шума – бируши (или ватные тампоны в уши). Сейчас можно купить недорогие и очень эффективные зарубежные бируши в магазинах спецодежды.

С внутренними шумами проще: электроприборы должны быть современными (т. е. тихими). Но, к сожалению, они зачастую очень дороги. Холодильник, стиральная машина и пылесос – непременные атрибуты технического прогресса – должны по возможности включаться ненадолго, на минимальную мощность и подальше от больных детей. Это защита временем, расстоянием и снижением мощности источника излучения волн. Холодильник и стиральную машину к тому же целесообразно устанавливать на резиновый коврик, что защитит жителей не только от шума и вибрации, но и будет дополнительной степенью электроизоляции. Серьезной шумовой проблемой в доме являются радиоаппараты (телевизоры, радиомагнитофоны, радио). Но здесь хозяева могут не только ослабить атаку, например, детей на свои барабанные перепонки, но и своевременно и радикально устранить источник шума выключением. Это зависит от «акустической культуры» жителей квартиры.

Некоторые пожилые люди не выносят громких резких звуков. Например, инвалид ВОВ, один из первых применивших «катюши», очень болезненно воспринимает стуки, заявляя, что он в избытке наслушался их при разрывах мин.

Что касается сантехники, то, к сожалению, краны часто текут (что наносит государству еще и экономический урон, так как в России потребление воды в 2–2,5 раза выше, чем за рубежом, и мы еще никак не можем перейти к пользованию счетчиками воды). Очень удобны зарубежные шаровые краны, которые почти не шумят и не протекают. За сантехникой хозяину необходимо тщательно следить и не допускать поломок. Шум воды в сливном бачке удачно снижается установкой резинового шланга на поплавковом регуляторе, но чаще всего его срывает струей воды, и жители, не заглядывая в бачок, удивляются, почему слив стал таким шумным, что будит домочадцев по ночам. Сильно без нужды открывать краны нецелесообразно и потому, что это шумно, и потому, что кран вибрирует, и потому перерасходуется питьевая вода. Шум в трубах здания устраняется с трудом и только специалистами и нервирует в основном жителей верхних этажей. Для решения этой проблемы иногда достаточно обратиться к сантехникам ЖЭКа, чтобы они устранили воздушные пробки в водопроводной сети.

Что касается защиты расстоянием, то холодильник целесообразно вынести в прихожую, а стиральную машину – в ванную, что, к сожалению, не всегда удается при малых размерах кухни, ванной и прихожей.

В квартире должно быть хотя бы одно помещение без излучений (включая комнату без шума) – это тихая и безопасная зона позволит увеличить срок жизни живущих в квартире людей.

Ремонт квартиры – это, конечно, форс-мажор (ЧС квартирного масштаба). Люди, у которых дома идет ремонт, заметно отличаются от других людей: они нервные, уставшие и бледные. В это состояние вносит свой вклад шум ремонта (рев и вибрация дрели, стук молотков, шум паркетных машинок). К счастью, эта чрезвычайная ситуация длится сравнительно недолго.

В отличие от других излучений, загрязняющих бытовую среду, шум может быть благоприятным и даже комфортным. Автор имеет в виду шум морских волн, ветра в лесу, пение птиц и шум дождя, если находиться в укрытии, и, конечно, музыку (негромкую, мелодичную и лучше всего классическую).

Вспоминается один педагогический эксперимент, проведенный автором в колледже. При замене урока по мировой культуре автор разрешил заниматься студентам своими делами (переписыванием конспектов, тихими разговорами, разгадыванием кроссвордов), но тихо, на 40 дБ включил магнитофон с записью симфонии Моцарта. После урока несколько студентов попросили переписать эту запись, несмотря на их любовь к поп-музыке.

В природе и на производстве существует еще одна разновидность волн – вибрация. К счастью, она для жилья не характерна, если не считать вибрации холодильника, стиральной машины или вентилятора. Значительно хуже, если рядом расположена ТЭЦ или метро мелкого залегания. Основной метод борьбы с вибрацией – применение демпферов (гасителей вибрации), в качестве которых могут использоваться ковры, паласы и резиновые коврики.

| |

Тема: Шум и вибрация

Каждый день человек сталкивается с различными шумовыми эффектами: вибрация мобильного телефона, звуки музыки, шум проезжающей машины. Значение и влияние шумов и вибрации на здоровье человека различно.

Шум - беспорядочное сочетание разных по силе и частоте звуков; способен оказывать неблагоприятное действие на организм. Источником шума является любой процесс, вызывающий местное изменение давления либо механические колебания в жестких, водянистых либо газообразных средах. Источниками шума могут быть насосы, пневматические и электрические инструменты, молоты, молотилки, станки, центрифуги, бункеры и остальные установки, имеющие передвигающиеся детали. Не считая того, что возросло развитие городского транспорта, соответственно возросла интенсивность шума и в быту.

Вибрация - это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил.

Влияние шума на организм человека

Реакция человека на шум различна. Некоторые люди терпимы к шуму, у других он вызывает раздражение, стремление уйти от источника шума. Психологическая оценка шума в основном базируется на понятии восприятия, причем большое значение имеет внутренняя настройка к источнику шума. Она определяет, будет ли шум восприниматься как мешающий фактор. Часто шум, воспроизводимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой шум, вызванный соседями или каким-нибудь другим источником, оказывает сильный раздражающий эффект.

До последнего времени было принято считать, что шум отрицательно действует только на органы слуха. В настоящее время установлено, что люди, работающие в условиях шума, более быстро утомляются, жалуются на головные боли. При воздействии шума на организм может происходить ряд функциональных изменений со стороны различных внутренних органов и систем: повышается давление крови, учащается или замедляется ритм сердечных сокращений, могут возникать различные заболевания нервной системы (неврастения, неврозы, расстройство чувствительности). Под влиянием шума возника-ет бессонница, быстро развивается утомляемость, понижается внимание, снижается общая работос-пособность и производительность труда. Длитель-ное воздействие на организм шума и связанные с этим нарушения со стороны центральной нервной системы рассматриваются как один из факторов, способствующих возникновению гипертонической болезни.

Под влиянием шума возникают явления утом-ления слуха и ослабления слуха. Эти явления с пре-кращением шума быстро проходят. Если же пере-утомление слуха повторяется систематически в течение длительного срока, то развивается тугоу-хость. Так, кратковременное воздействие уровня 120 дБ (рев самолета), не приводит к необратимым последствиям. Длительное воздействие шума 80-90 дБ приводит к профессиональной глухоте. Туго-ухость — стойкое понижение слуха, затрудняющее восприятие речи окружающих в обычных услови-ях. Оценка состояния слуха производится с помо-щью аудиометрии. Аудиометрия — изменение ост-роты слуха, — проводится с помощью специально-го электроакустического аппарата — аудиометра. Снижение слуха на 10 дБ человеком практически не ощущается, серьезное ослабление разборчивос-ти речи и потеря способности слышать слабые, но важные для общения звуковые сигналы, наступает при снижении слуха на 20 дБ.

Если установлено методами аудиометрии, что в результате профессиональной деятельности про-изошло снижение слуха в области речевого диапа-зона на 11 дБ, то наступает факт профессионально-го заболевания — снижения слуха. Чаще всего сни-жение слуха развивается в течение 5-7 лет и более переутомления слуха.

Уровень шума нормируется санитарными норма-ми и государственными стандартами и не должен превышать допустимых значений.

Интенсивный шум отрицательно действует на весь организм человека. Ослабляется внимание, снижается производительность труда.

Вибрация как и шум вредно воздействует на организм и в первую очередь вызывает заболевание периферической нервной системы так называемую виброболезнь, распространенному профессиональному заболеванию. Важно знать, что в течении вибрационной болезни, в зависимости от степени поражения, различают четыре стадии.

Больные страдают головокружениями, головными и загрудинными болями, изменения имеют стойкий характер.

В целях предотвращения заболевания от воздействия шума и вибрации санитарным законодательством установлены предельно допустимые уровни шума и вибрации.

По характеру нарушения физиологических функций шум разделяется на:

Шум который мешает (препятствует языковой связи);

Раздражающий - (вызывает нервное напряжение и вследствие этого -- снижения работоспособности, общее переутомление);

Вредный (нарушает физиологические функции на длительный период и вызывает развитие хронических заболеваний, которые непосредственно связаны со слуховым восприятием: ухудшение слуха, гипертония, туберкулез, язва желудка);

Травмирующий (резко нарушает физиологические функции организма человека).

По данное теме можно провести внеклассное занятие.

Внеклассное занятие на тему: Влияние шума и вибрации

Задание 1 :Разделите, предметы и явления на две группы, относящиеся к естественной и к искусственной среде обитания:

дерево, дом, завод, река, гора, компьютер, насекомые, машина, квартира, трава, дождевые черви, шум, млекопитающие, электричество, вибрация, почва, птицы, воздух, бытовые отходы, природные ископаемые, самолеты.

Естественная среда	Искусственная среда

Задание 2: Какое отрицательное и положительное влияние оказывает каждый из предметов и явлений искусственной среды обитания на человека?

Название предмета или явления	Положительное влияние на жизнь и здоровье человека	Отрицательное влияние на жизнь и здоровье человека
Дом, квартира Компьютер Электричество Вибрация Бытовые отходы Самолеты	Защита от непогоды, комфорт, тепло Изготовление предметов быта, машин, компьютеров и т. д. Источник информации, общения Быстрое передвижение, комфорт Музыка, эстетическое восприятие, игра на музыкальных инструментах Продление длины дня, приготовление пищи, тепло, уют Измельчение семян, сортировка, работа двигателя Вторсырье Скорость передвижения, общение, доставка информации	Замкнутое пространство, отгораживающее от природы Загрязнение окружающей среды, обходы производства Снижение зрения, гиподинамия, нервные расстройства Загрязнение воздуха, почвы, развитее гиподинамии Понижение слуха, расстройства сна, нервные заболевания Электромагнитные волны - расстройство сердечно - сосудистой системы, угнетенное состояние Атрофия, нарушение кровообращения Загрязнение окружающей среды: почвы, воды, воздуха Загрязнение воздуха, распространение инфекционных заболеваний

Как видите, человек усовершенствуя свой быт, наносит вред природе и себе самому, т. к. является неотъемлемой частью природы.

Что же происходит на нашей планете? Какие заболевания приобрело человечество, изменяя природу?

1. Изучение новой темы.

Проблема загрязнения окружающей среды слишком сложна и многогранна. Сегодня мы ограничимся ее небольшой частью и познакомимся с одним из видов загрязнителей окружающей среды.
Прослушав отрывок из повести Б. Васильева «Не стреляйте в белых лебедей», определите, о каком загрязнении пойдет речь.

1 ученик.
«Туристу, а особо столичному, что надо? Природа ему нужна. По ней он среди асфальта, многоэтажек своих бетонных с осени тосковать начинает, потому что отрезан он от землицы камнем. А камень, он не просто душу холодит, он трясет ее без передыху, потому как не способен камень грохот уличный угасить. Это тебе не дерево - теплое да многотерпеливое. И грохот тот городской, шарахаясь от камней да бетона, мечется по улицам и переулкам, проползает в квартиры и мотает беззащитное человеческое сердце. И уже нет этому сердцу покоя ни днем, ни ночью, и только во сне видит оно росные зори и прозрачные закаты. И мечтает душа человеческая о покое ».

О чем идет речь в этом отрывке?
В средствах массовой информации шуму обычно уделяется мало внимания, и многие не считают его загрязнителем атмосферы. Но на самом ли деле это так?

Так что же собой представляет звук?

2 ученик: Звуком называют такие механические колебания внешней среды, которые воспринимаются слуховым аппаратом человека (от 16 до 20 000 колебаний в секунду).
Колебания большей частоты называют ультразвуком , меньшей - инфразвуком . А беспорядочное сочетание разных по силе и частоте звуков носит название шума . Иными словами, шум - громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание.

Наш век стал самым шумным. Трудно сейчас назвать область техники, производства и быта, где в звуковом спектре не присутствовал бы шум.
Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок.

Каково же влияние шумового воздействия на живые организмы?

3 ученик: Шум - такой же медленный убийца, как химическое отравление.
Современный шумовой дискомфорт вызывает у живых организмов болезненные реакции. Шум от пролетающего реактивного самолета, например, угнетающе действует на пчелу, она теряет способность ориентироваться. Этот же шум убивает личинки пчел, разбивает открыто лежащие яйца птиц в гнездах. При воздействии интенсивных звуков коровы дают меньше молока, куры реже несутся, птицы начинают усиленно линять, задерживается прорастание семян и даже наступает разрушение растительных клеток. Не случайно, например, деревья в городе даже в «спальных» районах погибают раньше, чем в естественных условиях.

Международная комиссия по китобойному промыслу сообщает, что шум в океане, вызванный военными сонарами, а также аппаратурой, применяемой в нефтегазовой отрасли - серьезная угроза для китов.
Количество выбросившихся на берег животных могут не давать подлинного представления о размерах ущерба, считают эксперты комиссии на ее годовом собрании, проходящем в Италии.
Они говорят, что для поддержания численности китов на нормальном уровне, необходимо создавать в океанах зоны, свободные от шумового воздействия человека.

Итак, мы можем выделить следующие последствия влияния шумов на человека (презентация):

1. Шум становится причиной преждевременного старения. В тридцати случаях из ста шум сокращает продолжительность жизни людей в крупных городах на 8-12 лет.
   2. Каждая третья женщина и каждый четвертый мужчина страдают неврозами, вызванными повышенным уровнем шума.
   3. Достаточно сильный шум уже через минуту может вызвать изменения в электрической активности мозга, которая становится схожей с электрической активностью мозга у больных эпилепсией.
   4. Такие болезни, как гастрит, язвы желудка и кишечника, чаще всего встречаются у людей, живущих и работающих в шумной обстановке. У эстрадных музыкантов язва желудка - профессиональное заболевание.
   5. Шум угнетает нервную систему, особенно при повторяющемся действии.
   6. Под влиянием шума происходит стойкое уменьшение частоты и глубины дыхания. Иногда появляется аритмия сердца, гипертония.
   7. Под влиянием шума изменяются углеводный, жировой, белковый, солевой обмены веществ, что проявляется в изменении биохимического состава крови (снижается уровень сахара в крови).
2. Тест. Определение остроты слуха

Острота слуха - это минимальная громкость звука, которая может быть воспринята ухом испытуемого.

Оборудование: механические часы, линейка.

Порядок работы:

1. Приближайте часы до тех пор, пока не услышите звук. Измерьте расстояние от уха до часов в сантиметрах.
   2. Приложите часы плотно к уху и отводите от себя до тех пор, пока не исчезнет звук. Опять определите расстояние до часов.
   3. Если данные совпадут, это будет приблизительно верное расстояние.
   4. Если данные не совпадут, то для оценки расстояния слышимости нужно взять среднее арифметическое двух расстояний.

Оценка результатов теста:

Нормальным слухом будет такой, при котором тиканье ручных часов среднего размера слышно на расстоянии 10-15 см.
А ведь многих ребят мы видим в наушниках, которые слушают музыку разной громкости.

1. Домашнее задание: выучить четверостишие в тишине и при звучании громкой музыки, замерить потраченное время. Подумать: наушники - это польза или вред.

Иллюстрация: Ольга Денисова

Пролетевший над ухом комар, проехавший рядом трамвай, гудящая вдали электростанция... Город наполнен вибрациями. Их обилие способно спровоцировать у человека синдром белых пальцев. Что это за болезнь и как именно вибрации влияют на наш организм? Отвечают наши друзья из Детского центра научных открытий "ИнноПарк" .

Вибрация – это механическое колебание твердых тел. В Москве есть три основных группы–источника вибраций:

• транспорт,
• предприятия,
• электростанции.

Одна из характеристик вибраций – это частота, измеряемая в герцах. Если ее выразить в более понятных единицах – это количество колебаний в секунду. Вибрации, которые человек может услышать, лежат в диапазоне от 16 до 20 000 колебаний в секунду. Мы замечаем летящего комара, потому что он делает 600 взмахов в секунду, но вряд ли засечем бабочку, которая делает 10 взмахов.

Наиболее опасными для человека являются вибрации низкой частоты – 6-9 герц. Именно в этом диапазоне пульсируют внутренние органы человека, из-за чего может возникнуть резонанс и, как следствие, вибрационная болезнь.

Вибрационная болезнь, или синдром белых пальцев – заболевание, в основе которого лежат патологические изменения в рецепторном аппарате и различных отделах центральной нервной системы, возникающие при длительном воздействии местной и/или общей вибрации. Чаще всего заболевание встречается среди рабочих горнодобывающей, строительной, металлургической, судо- и авиастроительной, транспортной отраслей, а также в сельском хозяйстве. К профессиям, входящим в группу риска, относятся:

• бурильщики,
• полировщики,
• резчики по камню,
• шлифовщики,
• асфальтоукладчики,
• обрубщики,
• водители трамваев и другие.

Вибрация воздействует на весь человеческий организм, но наиболее восприимчивы к ней нервная и костная ткани. Первый удар принимают периферические кожные рецепторы на кистях рук и подошвах стоп. Больные жалуются на нерезкие боли и зябкость, отмечают легкие расстройства чувствительности в концевых фалангах. На более поздних стадиях наблюдаются утолщение и деформация ногтей, атрофия мелких мышц кисти.

Вызванный локальной вибрацией недуг сопровождается также общим недомоганием, повышенной раздражительностью, нарушением сна, головокружением и головной болью. Возможны сердечные боли и тахикардия. В некоторых случаях начинается расстройство секреторной и моторной функций желудка, нарушается работа пищеварительных желез.

Чаще всего мы сталкиваемся с вибрациями в метро. Иногда они кажутся нам сильными, но на самом деле дрожь была бы куда мощнее, если бы не современные технологии:

• виброизоляция,
• вибродемпфирование,
• виброгашение,
• вибропоглощение.

При строительстве новых линий в московской подземке применяются различные методы защиты от вибраций. Вот некоторые из них:

• Упругие опоры для путей на бетонных плитах (система "масса-пружина") защищают от структурного шума и вибраций.
• Подбалластные маты – своего рода первый, самый глубокий слой под путями.
• Вибропоглащающий материал легко сжимается по толщине и рассеивает энергию.
• Подрельсовые и нашпальные прокладки используются в упругих виброизолирующих элементах для рельсовых креплений.
• Подшпальные прокладки используются для предотвращения распространения вибраций и улучшения устойчивости верхнего строения пути.

Все эти способы применяются не только при строительстве новых линий, но и во время ремонта старых. Внутри кольца их можно встретить повсеместно.

Жилые дома также обеспечены вибро- и сейсмозащитой. Виброизоляторы из синтетической резины и многослойные резинометаллические устройства позволяют гасить вибрации в частотном диапазоне 8–63 герц. Такие технологии применяются не только при возведении новостроек, но и при реставрации исторических зданий – например, Большого театра.

Причиной вибрации нередко является несовершенство конструкции, вызванное, в частности, колебанием температур. Например, в поезде мы порой чувствуем дрожь, исходящую от рельс. Это объясняется тем, что железо, из которого они изготовлены, расширяется при нагреве и сжимается от холода. Таким образом размер рельс меняется в зависимости от сезона, поэтому их не укладывают вплотную, а зазор дает проcтранство для вибраций.

Воздействие вибрации на тело человека далеко не всегда влечет за собой негативные последствия. Местная вибрация малой интенсивности способна улучшить функциональное состояние центральной новой системы, ускорить заживление ран и улучшить кровообращение, нормализовать сердечно-сосудистую деятельность. Аппаратная вибрация также используется при лечении заболеваний опорно-двигательного аппарата, последствий переломов и травм, бронхитов, радикулитов и остеохондрозов.

Елена Стрижакова, Детский центр научных открытий "ИнноПарк"

О "Физике города"

Каждый день, просыпаясь утром, мы погружаемся в город, полный фактур, звуков и красок. Пока мы идем на работу и гуляем в парке, нам в голову приходит миллион вопросов о том, как же все вокруг нас устроено в этом огромном мегаполисе. Почему небоскребы не падают? Чем отличается кровь горожанина от крови жителя деревни? Выше какого этажа не стоит жить и почему?

Город – это экологическая система, созданная людьми. Основным представителем биоты города является человек. Человек доминирует над другими организмами − растениями, животными, птицами, насекомыми, микроорганизмами, которые также обитают на городской территории. От­ношение фитомассы к зоомассе в городской экосистеме иное по сравне­нию с естественными экосистемами. Биомасса людей не сбалансирована с биомассой зеленых растений.

Абиотическую составляющую городской экосистемы представляет го­родская среда. Она является средой жизнедеятельности человека, а также средой обитания других организмов.

Городской средой принято называть совокуп­ность градостроительных объектов и объектов городской инфраструктуры, образующих архитектурно-планировочную структуру города. Искусственная городская среда призвана удовлетворять функционально-утилитарные и художествен­но-эстетические потребности человека. Функционально-утилитарные по­требности обеспечивает так называемая в теории градостроительства функциональная система организации городской среды.

Функциональное зонирование территории города.

Структура планировки современных городов сложна и многообразна. Но в ней выделяют следующие функциональные зоны: промышленную, жилую, санитарно-защитную, внешнего транспорта, коммунально-складскую, зону отдыха.

Промышленная зона предназначается для размещения промышленных предприятий и связанных с ними объектов.

Санитарно-защитная зона предназначена для уменьшения отрицательного влияния промышленных и транспортных объектов на население.

Жилая (селитебная) зона предназначена для размещения жилых районов, общественных центров (административных, научных, учебных, медицинских и др.), зеленых насаждений. В ней запрещено строительство промышленных, транспортных и иных предприятий, загрязняющих окружающую человека среду.

Коммунально-складская зона предназначена для размещения торговых складов, складов для хранения овощей и фруктов, предприятий по обслуживанию транспорта (депо, автопарки), предприятий бытового обслуживания (фабрики-прачечные и фабрики химической чистки) и т. д. Коммунально-складскую зону размещают вне жилой территории, зачастую на территории санитарно-защитных зон промышленных предприятий.

Зона внешнего транспорта служит для размещения транспортных коммуникаций пассажирских и грузовых железнодорожных станций, портов, пристаней и др.

Зона отдыха включает городские и районные парки, лесопарки, спортивные комплексы, пляжи, дачные поселки, курорты, места туризма.

В планировке и застройке городов России подземное пространство используется в основном для прокладки инженерных коммуникаций. В наиболее крупных городах построен или строится метрополитен с подземными тоннелями и станциями; в последние годы создаются подземные транспортные и пешеходные тоннели на пересечениях магистралей с интенсивным движением транспорта. Однако уже наметилась тенденция более широкого использования подземного пространства. В подземном пространстве могут быть размещены АТС и различные наземные автоматические устройства, приемные пункты службы быта, предприятия связи, торговые учреждения, гаражи для личных автомобилей.

В экологии понятие «городская среда» рассматривается шире. Город­ская среда является, по сути, окружающей средой в пределах территории города.

Городская среда – это совокуп­ность антропогенных объектов, компонентов природной среды, природно-антропогенных и природных объектов.

Антропогенные объекты искусственной городской среды занимают ос­новную часть территории города. К ним относят жилые, общественные и промышленные здания, улицы, магистрали, площади, подземные перехо­ды, стадионы, телебашни и другие сооружения. К числу антропогенных объектов относят также транспортные и другие передвижные и техниче­ские средства. Антропогенные объекты делят на градостроительные, производственные и объекты городских инфраструктур: транспортной, инженерной и социальной.

Компонентами природной среды города являются атмосферный воз­дух, поверхностные и подземные воды, почвы, грунты, солнечный свет. Это компоненты среды обитания, без которых жизнь человека и других ор­ганизмов невозможна.

К природно-антропогенным объектам относятся городские леса, парки, сады, озелененные территории жилых и промышленных районов, бульва­ры, скверы, каналы, водохранилища и т. п. Природными объектами города являются памятники природы. На территории г. Омска, например, расположены следующие памятники природы; природный парк «Птичья гавань», городской дендрологический парк, омские лесные поло­сы, озеро Соленое и др. Природно-антропогенные и природные объекты вместе с компонентами природной среды образуют природную среду го­рода, которая является важнейшей составляющей городской среды. Имен­но природная среда необходима для жизни и является ее основой.

Городская экосистема состоит из биотической состав­ляющей, основными представителями которой являются люди – жители города, и абиотической составляющей – городской среды. Городская среда представлена природной и антропогенной составляющими, а именно: природной средой города и искусственной городской средой (антропогенными объектами). При этом природная среда и искусственная городская среда взаимосвязаны и взаимозависимы. Природная среда определяет градо­строительные решения при создании искусственной городской среды. В свою очередь, искусственная городская среда как архитектурно-планировочная структура влияет на микроклимат города. Кроме того, про­изводственные и другие антропогенные объекты воздействуют на природ­ную среду города через хозяйственную и иную деятельность.

Города как искусственные экологические системы отличаются от есте­ственных экосистем. Они характеризу­ются огромной потребностью в энергии. Для выработки такого количества энергии требуется большое количе­ство горючих ископаемых – нефти, газа, угля, торфа, сланцев, урана, ме­сторождения которых расположены вне города. Концентрируя большое количество энергии, часть ее города выделяют в окружающую среду. Температура воздуха в городе всегда выше, чем на территории вокруг него. Происходит это как за счет техногенной деятельности, так и за счет нагрева солнцем асфальтовых, бетонных и каменных поверхностей улиц, площадей, стен и крыш домов.

Пищу в город ввозят извне. Собственное производство продуктов питания (теплицы, пригородные сады) в городе незначительно. Поэтому городская экосистема сильно зависит от размеров сельского окружения. Чем больше город, тем больше он нуждается в пригородных пространствах.

Город потребляет огромное количество воды, основная часть которой расходуется на производственные процессы и бытовые нужды. Использованная городом вода поступает в пригородные водотоки в виде сточных вод.

Город выбрасывает в воздушную атмосферу газообразные вещества, жидкие аэрозоли, пыль. Город «производит» и накапливает большое коли­чество промышленных и бытовых отходов.

Таким образом, город нуждается в энергии, чистой воде, продуктах пи­тания, сырье. Все это он получает извне, а поэтому зависит от своего ок­ружения, т. е. является зависимой экосистемой. Город накапливает огром­ное количество веществ и отходов на своей территории и за ее пределами.

Модель города, составленная по принципу баланса, может быть пред­ставлена следующим образом. В город поступают потоки электрической энергии, топлива, сырья, пищевых продуктов. После их переработки и по­лучения продукции в пределах территории города, в атмосферу выбрасы­ваются газы, аэрозоли, пыль, в пригородные воды сливаются промышлен­ные и бытовые стоки, на городские свалки поступают отходы. Выбросы, стоки, твердые и концентрированные отходы содержат вещества, загряз­няющие воздух, воду и почву города.

Жизнедеятельность города – это последовательность непрерывных по­токов энергии, веществ и продуктов их переработки. Интенсивность этих потоков зависит от численности и плотности городского населения, стату­са города – вида и развития промышленности, объема и структуры транс­порта.

Городская система, в отличие от естественной, не может быть саморе­гулирующейся. Все процессы жизнедеятельности города должно регули­ровать общество. Это потребление городом энергии, природных ресурсов, пищевых продуктов.

Потоки веществ и энергии, а также продуктов их переработки, посту­пающие на территорию города, нарушают материальный и энергетический баланс природной среды и изменяют естественные процессы круговорота веществ и перехода энергии по трофическим цепям. Город – это неравно­весная система. Состояние неравновесности определяется масштабом ан­тропогенных нагрузок города на окружающую среду. Показателями ан­тропогенных нагрузок являются: плотность населения, площадь застроенных и замощенных территорий, нагрузки от тяжести зданий и сооружений, объемы промышленного производства, уровень автомобилизации и т.п.

Антропогенную нагрузку, создаваемую городом, компенсирует при­родная среда пригородов и прилегающих к нему территорий. Приблизить городскую экосистему к состоянию экологического равновесия можно, увеличивая площади естественных ландшафтов и озелененных территорий города, а также снижая антропогенные нагрузки. Для этого используется комплекс природоохранных мероприятий по снижению негативного воз­действия хозяйственной деятельности на окружающую среду.

Город – это несаморегулирующаяся экосистема. Поэтому общество должно регулировать качество городской среды и воздействие антропогенных нагрузок на нее.

С развитием урбанизации антропогенные нагрузки на окружающую среду возрастают: повышается плотность населения, разрастаются терри­тории городов и агломераций, возрастает плотность застройки городских территорий и насыщенность их инженерной инфраструктурой, увеличива­ются объемы промышленного производства, растет уровень автомобили­зации. Все это ведет к обострению экологических проблем городской сре­ды.

Проблемы экологии и безопасности городской среды

Среда современного большого города резко отличается от среды есте­ственных экологических систем. Ее характеризуют: загрязнение химиче­скими веществами и микроорганизмами, повышенный уровень физических воздействий (шум, вибрация, электромагнитные поля), информационное загрязнение. Город – это зона повышенной опасности возникновения до­рожно-транспортных происшествий и промышленных аварий. Все эколо­гические проблемы города являются следствием хозяйственной и иной деятельности людей. К наиболее острым проблемам экологии городской среды относятся: загрязнение атмосферного воздуха, проблема «чистой воды», охрана растительного покрова и почв, управление отходами.

Проблемы автомобилизации. Процесс урбанизации сопровождается бурным ростом автомобилизации во всех странах мира. Уровень автомо­билизации в городах развитых стран составляет более 400 автотранспорт­ных средств (АТС) на тысячу жителей. Автомобильный транспорт является основным загрязнителем воздушной среды. Кроме это­го, следствием автомобилизации являются дорожно-транспортные проис­шествия (ДТП). Ежегодно во всем мире в ДТП погибает более 1 млн чело­век. Результаты некоторых зарубежных исследований свидетельствуют о том, что на каждого погибшего приходится приблизительно 20–30 ране­ных, многим из которых требуется госпитализация. На лечение раненных в ДТП уходит 1–3% валового национального продукта каждой страны независимо от уровня ее экономического развития. По данным Комиссии Ев­ропейского сообщества, примерно 1 из каждых 3 европейцев проходит курс лечения в больни­цах вследствие аварий на дорогах. Каждый год в Европе в результате ДТП погибают 45 тыс. человек и 1,6 млн человек получают ранения.

Уровень автомобилизации в России в 2001 г. составил 200 АТС на тысячу жителей. Несмотря на относи­тельно невысокий уровень автомобилизации, уровень аварийности и до­рожно-транспортного травматизма в России, по сравнению с развитыми странами, недопустимо высок.

Всего в 2000 г. на территории России зарегистрировано 157,6 тыс. ДТП, в которых погибло 29,6 тыс. и ранено 179,4 тыс. человек.

По расчетам специалистов, величина социально-эконо-мического ущерба только от гибели и ранения людей за 2000 год составила 191,7 млрд рублей, что равно 2,8% валового внутреннего продукта РФ.

Как известно, каждый год в дорожно-транс­портных происшествиях в России гибнет от 35 до 40 тыс. человек. Ежегодно количество пострадавших на дорогах многократно пре­вышает число жертв межнациональных конфликтов, катастроф, землетрясений и других стихийных бедствий.

От загрязнения воздуха сильно страдает городская раститель­ность. Пыль закупоривает поры листьев, затрудняет фотосинтез, листья желтеют, рост деревьев задерживается, они легко погиба­ют от вредителей и болезней

Гибель растений лишает город источника кислорода и фитон­цидов. Вокруг экологически неблагополучных промышлен­ных предприятий, выделяющих вредные вещества в атмосферу, расти­тельность намного беднее, чем в районах с незагрязненным возду­хом.

Акустический дискомфорт.

Серьезно ухудшает жизненную среду большого города шум. На долю транспорта, и в первую очередь автомобильного, приходится по­давляющая (до 70–90%) часть шумового загрязнения окружа­ющей среды. Особенность этих шумов – их непериодичность, т. е. усиления и спады их уровней наступают внезапно и по про­должительности сильно варьируют. Интенсивность их воздействия часто значительно превышает порог чувствительности человека.

Шум как экологический фактор приводит к повышению утомляемости, снижению умственной активности, неврозам, росту сердечно-сосудистых заболеваний, шумовым стрессам, ухудшению зрения и т. д. Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека. По данным австралийских исследователей, шум на 30% является причиной старения горожан, сокращая продолжительность жизни на 8–12 лет, толкает людей к насилию, суициду, убийству.

Для защиты населения от вредного влияния городского шума необходимо регламентировать его интенсивность, спектральный состав, время действия и другие параметры.

Допустимый шум уличного движения у стен домов не должен превышать днем 50 дБ и ночью 40 дБ, а общий уровень шума в жилых помещениях – 40 дБ днем и 30 дБ ночью.

Информационное поле города.

В больших городах функциони­рует сильнейшее информационное поле, образуемое средствами массовой коммуникации. На смену таким традиционным средствам массовой информации, как подцензурные печать, радио и теле­видение, пришла независимая, многоаспектная пресса, многока­нальное телевидение и стала развиваться компьютерная культура с выходом во «всемирную паутину» – Интернет.

В то же время стремительное развитие средств массовой ком­муникации, по мнению многих исследователей, стало причиной экопсихологического стресса. Резкое изменение информационно­го поля в среде обитания, некоторые телевизионные и радиопе­редачи, газетные публикации, стали одним из самых мощных экопсихологических факторов, воздействующих на человека. Противоречивость поступающей к человеку информации, нередко отсутствие досто­верной информации, нестабильность жизненного уклада людей вызывают их длительные стрессовые состояния и изменения в по­ведении.

Роль зеленых насаждений в жизни города.

Зеленые насаждения города входят в состав комплексной зеленой зоны – единой системы взаимосвязанных элементов ландшафта города и прилегающего района, обеспечивающей комплексное решение вопросов озеленения и обновления территории, охраны природы и рекреации и направленной на улучшение условий труда, быта и отдыха населения.

Оптимальная норма потребления кислорода – 400 кг/год на 1 человека, т. е. столько, сколько его продуцирует 0,1–0,3 га городских насаждений. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает, что на 1 горожанина должно приходиться 50 м 2 городских зеленых насаждений и 300 м 2 пригородных.

Зеленые насаждения улучшают микроклимат городской территории, предохраняют от чрезмерного перегревания почву, стены зданий, тротуары, создают «комфортные условия» для отдыха на открытом воздухе.

Огромна роль зеленых насаждений в очистке воздуха городов. Хвойные насаждения задерживают за год около 40 т/га пыли, а лиственные способны задерживать за сезон до 100 т/га пыли. У различных растений пылеулавливающие свойства неодинаковы: запыленность поверхности листьев вяза – 3,4 г/м 2 , сирени венгерской – 1,6; липы мелколистной – 1,3; тополя бальзамического – 0,6 г/м 2 .

Очень хорошо улавливают пыль газоны: листовая поверхность травы высотой 10 см на газоне площадью 1 м 2 достигает 20 м 2 . Трава задерживает в 3–6 раз больше пыли, чем не покрытая зеленью земля, и в 10 раз больше, чем дерево. Даже сравнительно небольшие участки насаждений, занимающие незначительную часть квартала, снижают в летнее время запыленность городского воздуха на своей территории на 30–40%.

Зеленые насаждения снижают уровень городского шума, ослабляя звуковые колебания в момент прохождения их сквозь ветви, листву и хвою.

Зеленые насаждения оказывают эмоционально-психическое воздействие на человека. Природный ландшафт – естественный или искусственный – активно способствует восстановлению сил,

Выводы

Процесс роста и развития городов получил название урбанизации.

Город – один из видов социальной и пространственной организации населения, возникающий и развивающийся на основе концентрации про­мышленных, научных, культурных, административных и других функций.

Город – экологическая система, включающая две субсистемы – природную и антропогенную. Города как искусственные экологические системы отличаются от есте­ственных экосистем. Они характеризу­ются огромной потребностью в энергии. При этом солнечную энергию до­полняет концентрированная энергия топлива.

Городская система, в отличие от естественной экосистемы, не может быть саморе­гулирующейся. Все процессы жизнедеятельности города должно регули­ровать общество.

Крупный город изменяет почти все компоненты природной среды – атмосферу, растительность, почву, рельеф, гидрографическую сеть, подземные воды, грунты и даже климат.

Урбанизация, как и любой другой сложный социально-эконо­мический и психолого-политический процесс, имеет положительные и отрицательные стороны. Го­род – это комфорт, облегчение быта, плотность коммуникаций, большой выбор и доступность удовлетворения разнообразных потребностей человека. Но вместе с этим из всех потребностей человека в городе не удовле­творяются самые важные: это потребности в чистом воздухе и чистой воде, тишине, натуральных продуктах питания.

Городская квартира и требования к ее экологической безопасности

Жилище – сложная система природной и искусственно созданной среды, где сочетаются воздействия физической, химической и биологической природы. К факторам физической природы относятся микроклимат, инсоляция и освещённость, электромагнитные излучения, шум, вибрация техногенного происхождения.

Химические факторы включают экзогенные загрязнители атмосферного воздуха и загрязнители эндогенного происхождения, к которым относятся антропотоксины, продукты сгорания бытового газа, полимерные загрязнители, аэрозоли синтетических моющих средств и препаратов бытовой химии, табачный и кухонный дым.

К биологическим факторам относится бактериальное загрязнение, которое определяется как пылебактериальная взвесь.

Шум и вибрация в городских условиях.

В производственных условиях разнообразные машины, аппараты и инструменты, являются источниками шума, вибрации.

Шум и вибрация - это механические колебания, распространяющиеся в газообразной и твердой средах. Шум и вибрация различаются между собой частотой колебаний.

Механические колебания, распространяющиеся через плотные среды с частотой колебаний до 16 гц. (герц - единица измерения частоты равная 1 колебанию в секунду), воспринимаются человеком как сотрясение, которое принято называть вибрацией.

Колебательные движения, передаваемые через воздух с частотой от 20 до 16000 гц, воспринимаются органом слуха как звук.

Колебательные движения свыше 16000 гц, относятся к ультразвуку и органами чувств человека не воспринимаются. Ультразвук способен распространяться во всех средах: жидкой, газообразной (воздух) и твердой.

Шум представляет собой беспорядочное неритмичное смешение звуков различной силы и частоты.

Чувствительность уха к звуковым колебаниям зависит от силы, и интенсивности звука и частоты колебаний.

За единицу измерения силы звука принят бел.

Орган слуха способен различать 0,1 б., поэтому на практике для измерения звуков и шумов применяется децибел (дб.). Сила звука и частота воспринимаются органами слуха как громкость, поэтому при равном уровне силы звука в децибелах звуки различных частот воспринимаются как звуки, имеющие громкость.

В связи с этим при сравнении уровня громкости звука, необходимо помимо характеристики силы звука в децибелах указывать и частоту колебаний в секунду, Чувствительность слухового аппарата к звукам разных частот не одинакова. Она в 10 миллионов раз больше к высоким частотам, чем к низким.

В производственных условиях, как правило, возникают шумы, которые имеют в своем составе различные частоты.

Условно весь спектр шума принято делить на низкочастотные шумы частотой до 300 герц, среднечастотные от 350 до 800 герц и высокочастотные - выше 800 герц.

Для измерения характеристики шума и вибрации на производстве существуют специальные приборы - шумомеры, анализаторы частоты шума и вибрографы.

Влияние шума и вибрации на здоровье городского человека

До последнего времени было принято считать, что шум отрицательно действует только на органы слуха. В настоящее время установлено, что люди, работающие в условиях шума, более быстро утомляются, жалуются на головные боли. При воздействии шума на организм может происходить ряд функциональных изменений со стороны различных внутренних органов и систем:

Повышается давление крови, учащается или замедляется ритм сердечных сокращений, могут возникать различные заболевания нервной системы (неврастения, неврозы, расстройство чувствительности).

Интенсивный шум отрицательно действует на весь организм человека. Ослабляется внимание, снижается производительность труда.

Вибрация как и шум вредно воздействует на организм и в первую очередь вызывает заболевание периферической нервной системы так называемую виброболезнь.

В целях предотвращения заболевания от воздействия шума и вибрации санитарным законодательством установлены предельно допустимые уровни шума и вибрации.

Меры борьбы с шумом и вибрацией:

Замена шумных процессов бесшумными или менее шумными;

Улучшение качества изготовления и монтажа оборудования;

Укрытие источников шума и вибрации;

Вывод работающих из сферы воздействия шума и вибрации;

Применение индивидуальных защитных средств.