Экологическая безопасность, шум и вибрация вокруг нас

 

 

Экологическая безопасность, шум и вибрация вокруг нас

 

Шумом называют всякий звук, мешающий окружающим или причиняющий им значительные неудобства. При оценке воздействия шума большое значение имеют время суток, сила и продолжительность действия, тип звука и регулярность его воздействия.

Антропогенный шум способствует увеличению уровня шума сверх природного фона и действует отрицательно на живые организмы, поэтому шум  и вибрация являются объектами загрязнения  окружающей среды.

Уровень шума измеряется в  единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах (дБ). Шум в 20 – 30 децибел (шёпот, дыхание спящего человека, шелест листьев) практически безвреден для человека и составляет естественный звуковой фон, без которого невозможна жизнь. Что же касается «громких звуков», то здесь допустимая граница поднимается примерно до 80 децибел. Шум в 130 децибел уже вызывает у человека болевое ощущение, а достигнув 150 децибел становится для него непереносимым. Недаром в средние века существовала казнь – «под колокол»; колокольный звон убивал человека.

Шум на производстве, в быту действует непосредственно на орган  слуха человека и может его  повредить, т. е. ослабить и даже лишить человека слуха (тугоухость, глухота). А так же он способен оказывать  влияние на центральную нервную систему (ЦНС) человека, вызывая головные боли, бессонницу, повышенное сердцебиение, повышение артериального давления и даже психические нарушения (ослабление внимания, нервозность и т. д.).

Наиболее чувствительно  ухо человека к колебаниям в диапазоне 1–4 кГц. Такие звуки называют “слышимыми”. Звуковые колебания с частотами ниже 16 Гц (инфразвуки) и выше 20 кГц (ультразвуки) человеческим ухом не регистрируется, а поэтому относятся к разряду неслышимых, но и эти звуки оказывают вредное влияние на организм человека.

Шум бывает промышленный, транспортный, уличного движения и бытовой.

Основными источниками  промышленного шума служат предприятия, среди которых особенно выделяются энергетические установки, компрессорные станции. Источниками шума на промышленных предприятиях являются вентиляторы, холодильные машины, электродвигатели, и воздухораспределительные установки, в том числе и элементы сети воздуховодов.

Значительный шум в  городах и поселках создают транспортные средства: легковой автомобильный шум достигает значений до 85 дБ, а шум от грузовых автомашин и автобусов равен 90 дБ. Железнодорожный транспорт является самым высоким источником создания антропогенного шума, его сила приближается к 100 дБ. Железнодорожный и автомобильный транспорт связывает города и поселки, и поэтому в России свыше 30% жителей подвержены действию сверхнормативных уровней шума (55...65 дБ и выше).

Много шума создает уличное  движение в центре города и на основных городских магистралях, где автомобилям  приходится тормозить и вновь разгоняться. Уровень шума зависит от числа автомашин, их технического состояния и удаления домов от проезжей части улицы. Застройка улицы повышает уровень шума от транспорта за счет отражения звуковых волн от стен домов.

В жилых зданиях, квартирах  шум возникает за счет работающих бытовых приборов: стиральные машины, пылесосы, холодильники, телевизоры, музыкальные центры и т. д. Кроме того, вклад в создание шумов вносят звуки шагов, хлопанье дверей, передвижение мебели, разговоры, пение, шумы в водопроводных трубах и лифтов и т. д. Следует отметить, что человек психологически меньше обращает внимание на шум в своей квартире, чем на шумы в соседних квартирах и за окном.

Самые хорошие стены  в доме могут уменьшать уличный  шум с 70 до 40 дБ. Специальный звукоизолирующий кирпич, тяжелые шторы на окнах ослабляют уличный шум в помещениях. Хорошие результаты дает планировка домов с окнами жилых помещений во двор.

В настоящее время различают  следующие градации действия шума на организм человека: мешающее; активация организма; влияние на работоспособность человека; помехи для передачи информации и нарушение общей ориентации в звуковой среде; повреждения слуха.

 

 

Мешающее действие шума. Растет с увеличением громкости, но зависит от индивидуального восприятия шума и конкретной обстановки. Помехой для человека может стать даже едва слышимый звук: тиканье часов, жужжание мухи, писк комара, капанье воды из крана и т. д. Чем сильнее громкость внезапной шумовой помехи отличается от фонового шума, тем неприятнее она для слуха. Мешающее действие шума может быть связано и с информацией, которую он несет: уснувшая мать может не услышать раскатов грома, но просыпается от едва слышного плача ребенка.

Благодаря частичному привыканию человека к шуму, психологическое  воздействие шума может ослабиться или совершенно исчезнуть. Так, человек, живущий в большом городе, на шумной магистрали, привыкает к постоянному шуму улицы и спит значительно спокойнее, чем житель тихой окраины, где за ночь 2–3 раза проедет машина

Влияние шума на работоспособность человека. Привычные и ожидаемые шумы не ухудшают выполнения заученных как умственных, так и механических действий, а часто и улучшают работоспособность благодаря реакции активации организма на привычный шум. Так, тихая, мелодичная музыка способствует повышению работоспособности, но неожиданный, непривычный шум может снизить результативность работы, требующей концентрации внимания человека (такой шум оказывает отвлекающее действие).

Глухота. Глухота, вызванная шумом, относится к числу профессиональных заболеваний. Опасность глухоты возникает в случаях, если продолжительное время в течение рабочего дня на человека действует шум со средним уровнем выше 85 дБ. Такой шум достигается на некоторых производствах, в аппаратных залах объектов связи.

Больше всего от постоянного действия шума страдают рабочие и служащие, занятые в прядильном производстве, в металлорежущих, кузнечных цехах, аппаратных залах и кабинах некоторых объектов связи, в помещениях, где размещаются дизель-электрические агрегаты и др. Здесь отмечаются шумы с интенсивностью выше 100 дБ.

Борьба с шумом в источнике  его возникновения — наиболее действенный способ борьбы с шумом. Создаются малошумные механические передачи, разрабатываются способы  снижения шума в подшипниковых узлах, вентиляторах.

Организационно-технические средства защиты от шума связаны с изучением процессов шумообразования промышленных установок и агрегатов, транспортных машин, технологического и инженерного оборудования, а также с разработкой более совершенных малошумных конструкторских решений, норм предельно допустимых уровней шума станков, агрегатов, транспортных средств и т. д.

Акустические средства защиты от шума подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители  шума.

Снижение шума звукоизоляцией. Суть этого метода заключается в том, что шумоизлучающий объект или несколько наиболее шумных объектов располагаются отдельно, изолировано от основного, менее шумного помещения звукоизолированной стеной или перегородкой.

Звукопоглощение достигается за счет перехода колебательной энергии в теплоту вследствие потерь при трении в звукопоглотителе. Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены для поглощения звука как в помещениях с источником, так и в соседних помещениях. Акустическая обработка помещения предусматривает покрытие потолка и верхней части стен звукопоглощающим материалом. Эффект акустической обработки больше в низких помещениях (где высота потолка не превышает 6 м) вытянутой формы. Акустическая обработка позволяет снизить шум на 8 дБ.

Глушители шума применяются в основном для снижения шума различных аэродинамических установок и устройств. Глушители разделяются на абсорбционные, реактивные и комбинированные. Абсорбционные глушители, содержащие звукопоглощающий материал, поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные отражают ее обратно к источнику. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Вибрация – это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил. Принято считать, что основным признаком вибрации являются относительно малые отклонения тела или его точек при механических колебаниях.

Вибрациям подвержены упругие тела — здания и сооружения, шины и  оборудования, грунты и фундаменты, через которые на значительные расстояния распространяются механические волны, вибрациям подвержен и сам человек, находясь вблизи работающего оборудования (через грунт и фундамент) или работающий с оборудованием (например, рядом с вибраторами для уплотнения бетона).

Резонансная вибрация вагона возникает  в результате близости частоты силы воздействия на стыках рельсов к собственной частоте вагона. Вибрация по земле распространяется в виде упругих волн и вызывает колебания зданий и сооружений.

Вибрация машин может приводить  к нарушению функционирования техники  и вызывать серьезные аварии. В частности, она приводит к накоплению усталостных эффектов в металлах, появлению трещин.

Общая вибрация классифицируется следующим  образом:

— транспортная, которая возникает  вследствие движения по дорогам;

— транспортно-технологическая, которая  возникает при работе машин, которые выполняют технологические операции в стационарном положении или при перемещении;

— технологическая, которая влияет на операторов стационарных машин или  передается на рабочие места, которые  не имеют источников вибрации.

При воздействии вибрации на человека может привести к травматизации позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин – вызвать преждевременные роды. Чувствительность человека к вибрациям зависит от положения его тела: наиболее чувствителен человек к вибрациям в положении “стоя” или “сидя”.

Длительное воздействие на человека вибрации ведет к вибрационной болезни. Это заболевание является профессиональным. Вибрационная патология занимает 2-е  место после пылевых, среди профессиональных заболеваний.

В зависимости от степени воздействия на организм человека выделяют 4 стадии развития вибрационной болезни:

1. На первой стадии симптомы  незначительные: боль в руках,  спазмы капилляров, боли в мышцах  плечевого пояса.

2. На второй стадии усиливаются  боли в руках, происходит расстройство чувствительности, понижается температура, синеет кожа кистей рук.

При условии исключения влияния  вибрации на человека на первой и второй стадии лечение эффективно и изменения  обратимы.

Третья и четвертая стадии характеризуются  интенсивными болями в руках, резким снижением температуры кистей рук. Происходят изменения в нервной и эндокринной системах, а также сосудистые изменения. Больные страдают головокружением, головными и загрудными болями. Изменения имеют стойкий характер, необратимы.

Функциональные изменения, связанные  с действием вибрации на человека-оператора  — ухудшение зрения, изменение реакции вестибулярного аппарата, возникновение галлюцинаций, быстрая утомляемость.

Общие методы борьбы с вибрацией  классифицируются следующим образом:

•снижение вибраций в источнике  возникновения путем снижения или  устранения возбуждающих сил;

•регулировка резонансных режимов  путем рационального выбора приведенной  массы или жесткости системы, которая колеблется;

•вибродемпферование — этот метод снижения вибрации реализуется путем превращения энергии механических колебаний колебательной системы в тепловую энергию;

• Виброгашение — введение в колебательную систему дополнительной массы или увеличение жесткости системы; Для динамического гашения колебаний используются динамические виброгасители: пружинные, маятниковые, гидравлические.

•виброизоляция — введение в  колебательную систему дополнительной упругой связи с целью ослабления передачи вибраций смежному элементу, конструкции или рабочему месту;

•использование индивидуальных средств защиты. Средства индивидуальной зашиты от вибрации применяют в случае, когда рассмотренные выше технические средства не позволяют снизить уровень вибрации до нормы. Для защиты рук используются виброзащитные перчатки. Для защиты ног — специальная обувь, наколенники. Для защиты тела — нагрудники, пояса, специальные костюмы.

Для ослабления передачи вибраций и шума по воздуховодам и трубопроводам  присоединять их к вентиляторам и  насосам надо при помощи гибкой вставки  из прорезиненной ткани или резинового патрубка.