X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Введение

Любой человек находясь в естественных условиях с самого рождения окружен шумом и на протяжении всей своей жизни находится под его воздействием. Находясь в автобусе, в помещении или же на открытом воздухе, человек слышит различные шумы и звуки.

В связи с широким использованием различных видов средств транспорта, таких как воздушный, наземный и водный, а также в связи с интенсивным развитием технической промышленности, шум все больше и больше окружает человека, становясь частью его повседневной жизни.

Поэтому данную экологическую проблему можно и нужно рассматривать наряду с другими известными и обсуждаемыми экологическими проблемами.

Цель работы: отследить динамику шумовой обстановки в городских и природных территориях.

Объекты исследования: городские дворовые территории, Белозерский государственный природный зоологический заказник.

Предмет исследования: уровень шума, воздействующий на городские и природные территории.

Задачи исследования:

Дать теоретическое обоснование выделенной проблеме;

Описать объект и методику исследования;

Проанализировать результаты исследования;

Сделать выводы о проведенном исследовании.

Методы исследования:

Сбор информации;

Сбор проб;

Обработка полученных данных;

Обобщения, выводы.

Значение работы: материалы данной курсовой работы в дальнейшем могут быть использованы для написания дипломной работы.

Глава 1 Проблема шумового загрязнения

1.  
   Основные понятия

Человеческие органы слуха способны воспринимать звуковые волны частотой от 16 до 20000 Гц – звук. Инфразвук – колебания с частотой менее, чем 20 Гц и ультразвук – колебания с частотой более 20000 Гц. Инфразвук и ультразвук не вызывают дискомфорта и слуховых ощущений, но тем не менее, оказывают биологическое воздействие на организм человека.

При звуковых колебания частиц в среде возникает звуковое давление. Распространение звуковых волн связано с переносом энергии. Средний поток звуковой энергии, проходящий в единицу времени через единицу поверхности, называется интенсивностью звука. Общее количество звуковой энергии излучаемой источником в единицу времени называется звуковой мощностью [1, с. 405].

Минимальное звуковое давление и минимальная интенсивность звука, различаемые ухом человека, называются пороговыми.

Шум – беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы), возникающих при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах [1, с. 407].

Природа шума

Классификация шума в зависимости от физической природы:

- Шумы механического происхождения, возникающие при вибрации техники, одиночных или периодических ударах;

- Шумы аэродинамического происхождения, возникающие вследствие вихревых, колебательных, пульсационных процессов в газах, при истечении сжатого воздуха, пара и т.д.;

- Шумы электромагнитного происхождения, возникающие вследствие колебания элементов электромеханических устройств под действием переменных электромагнитных полей;

- Шумы гидродинамического происхождения, возникающие вследствие гидравлических ударов, кавитации, турбулентного течения жидкости и др. [1, с. 407].

По частоте шумы можно разделить на:

- низкочастотные (менее 400 Гц);

- среднечастотные (от 400 до 1000 Гц);

- высокочастотные (более 1000 Гц).

В зависимости от происхождения различают шум:

- бытовой;

- производственный;

- промышленный;

- транспортный;

- авиационный;

- шум уличного движения;

- и другие.

Одним из основных и значительных источников шума является автомобильный транспорт. Шум от легкового автомобиля может достигать до 85 дБ, в то время как шум от грузовых автомобилей и автобусов составляет около 90 дБ. Железнодорожный транспорт способен превышать уровень шума до 100 дБ. Авиационный вид транспорт является самым высоким источником создания антропогенного шума – до 105 дБ. Согласно статистике, в зонах расположения аэропортов риск мертворождения и врожденных аномалий увеличивается. Также, шум авиационного происхождения может оказывать негативное влияние на психическое состояние человека, а также, доставлять шумовой дискомфорт.

Шум уличного движения – это совокупность транспортного шума и всех звуков улицы. Доля транспортного шума в городской среде может достигать до 80%. Можно отметить, что в больших городах уровень шума возрастает. Это связано прежде всего с внедрением новых технологий, новых двигателей для автотранспорта, увеличением мощности и грузоподъемности транспорта и т.д.

Источниками производственного (промышленного) шума служат различные предприятия, среди которых особенно выделяются энергетические установки и компрессорные станции.

Также, источником шумового воздействия может быть быт. Находясь дома, человек так или иначе находится под шумовым воздействием. Включенный телевизор, радио или любая другая аппаратура, громкие разговоры или ремонт в квартире – все это воздействует на органы слуха и при повышенных громкостях приносит дискомфорт.

Но есть шум, к которому человек уже привык и без которых он бы утратил свое мироощущение. Это естественные звуки природы, такие как пение птиц, звук дождя и падения водопада, шорох листьев и многое другое. Многие в подобном шуме находят успокоение и расслабление.

1.  
   Влияние шума на организм человека и окружающую среду

Шумы антропогенного происхождения неоспоримо оказывают то или иное воздействие на человеческий организм. Звуковой дискомфорт антропогенного происхождения способен вызвать утомляемость, снижение умственной активности, снижение производительности, стрессы, психические заболевания и др. При постоянном шумовом воздействии, например, на месте работы, может наблюдаться бессонница, ухудшение слуха и зрения, вкусовых ощущений, а также, расстройство органов пищеварения. Отрицательно воздействуя на человеческий организм, шум может определить три варианта развития событий:

- временно снизить чувствительность к звукам определенных частот;

- вызвать повреждения органов слуха;

- вызвать мгновенную глухоту [1, с. 410].

Шумовое загрязнение оказывает негативное воздействие и на окружающую среду, нарушая баланс в экосистемах, а также нарушая ориентирование животных в пространстве, поиск пищи, общение и т.д. Вследствие этого, животные начинают издавать все более громкие звуки и в результате становятся вторичными шумовыми загрязнителями, нарушая равновесие в экосистеме еще сильнее.

Можно привести наглядный пример пагубного влияния шумового загрязнения на животных. Всем известные случаи выбрасывания на берег китов и дельфинов становятся результатом того, что животные теряют ориентацию из-за громких звуков гидролокаторов, становясь жертвами шумового загрязнения.

Гигиеническое нормирование шума

Как известно, степень вредного воздействия шума зависит от его интенсивности, а также времени воздействия, места нахождения человека и от характера выполняемой работы.

С целью предотвращения негативного влияния шума на органы слуха человека существуют гигиенические нормативы его воздействия. Данные нормативы устанавливают такой уровень шума, воздействие которого в течении длительного времени не вызывает никаких отклонений от норм в физиологических показателях.

Нормативные уровни звукового давления и уровни звуков для помещений жилых и общественных зданий, территорий микрорайонов и т.д. устанавливаются в соответствии с санитарными нормами допустимого шума (таблица 1).

Допустимый уровень шумовой нагрузки на территорию уличного движения у стен домов не должен превышать днем 50 дБ, а ночью – 40 дБ. Общий уровень шума в жилых помещениях не должен превышать 40 дБ днем и 30 дБ ночью.

В качестве допустимых значений авиационного шумового воздействия на местности в условиях жилой застройки могут быть приняты максимальные уровни шума 75 дБ ночью и 85 дБ днем.

Таблица 1

Допустимые уровни шума на территориях различного хозяйственного назначения [1, с. 412]

Наименование территории	Эквивалентный уровень шума, дБА
	Днем с 7:00 до 23:00	Ночью с 23:00 до 7:00
Селитебная зона населенных мест	55	45
Реконструируемая жилая застройка	60	50
Территория жилой застройки вблизи аэропортов и аэродромов	65	55
Зоны массового отдыха и туризма	50	30 – 35
Санитарно – курортная зона	40 - 45	30 – 35
Территории заповедников и заказников	До 25	До 20

Оценка шумовых характеристик и их сравнение с нормативами позволяет еще на стадии проектирования разрабатывать мероприятия по снижению этих уровней.

Допустимое шумовое воздействие регламентируется:

- для жилых помещений – ГОСТ 12.1.036 – 81;

- для территорий различного хозяйственного назначения и помещения жилых и общественных зданий – ГОСТ 23337 – 78;

- допустимые характеристики ультразвука регламентируются ГОСТ 12.1.001 – 89 [4].

Техника, эксплуатация которой сопровождается повышением фонового уровня шума не должна создавать шум на территории непосредственно прилегающей к жилым постройкам, выше уровня, приведенного в таблице 2.

Таблица 2 Нормы допустимых уровней звука в жилой застройке.

Предельно допустимые и допустимые уровни звукового давления, уровни звука, эквивалентные и максимальные уровни звука в помещениях жилых и общественных зданий и шума на территории жилой застройки [8]

Назначение помещений или территорий	Время суток, ч	Уровни звукового давления (эквивалентные уровни звукового давления), дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц									Уровень звука, дБА	Максимальный уровень звука, дБА
		31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Территории, непосредственно прилегающие к зданиям больниц и санаториев	7:00 – 23:00 23:00 – 7:00	83 76	67 59	57 48	49 40	44 34	40 30	37 27	35 25	33 23	45 35	60 50
Территории, непосредственно прилегающие к жилым зданиям, домам отдыха, домам – интернатам для престарелых и инвалидов, пансионатам	7:00 – 23:00 23:00 – 7:00	90 83	75 67	66 57	59 49	54 44	50 40	47 37	45 35	44 33	55 45	70 60
Площадки отдыха на территории микрорайонов и групп жилых домов, домов отдыха, пансионатов, домов – интернатов для престарелых и инвалидов, площадки дошкольных образовательных организаций и других образовательных организаций	-	90	75	66	59	54	50	47	45	44	55	70

1.  
   Средства защиты от шумового воздействия

Средства шумозащиты в соответствии с ГОСТ 12.1.029-80 можно классифицировать как:

- средства коллективной шумозащиты;

- средства индивидуальной шумозащиты.

Средства коллективной защиты по отношению к источнику возбуждения шума подразделяются на:

- средства, снижающие шум в источнике его возникновения;

- средства, снижающие шум на пути его распространения от источника до защищаемого объекта.

Средства и методы коллективной защиты от шума в зависимости от способа реализации подразделяются на:

- акустические;

- архитектурно-планировочные; - организационно-технические.

Средства индивидуальной защиты от шума в зависимости от конструктивного исполнения подразделяются на: - противошумные наушники, закрывающие ушную раковину снаружи; - противошумные вкладыши, перекрывающие наружный слуховой проход или прилегающие к нему; - противошумные шлемы и каски;

- противошумные костюмы [7].

Также, среди средств защиты от шумового воздействия можно выделить следующие:

Замена шумных источников на малошумные

Это средство считается наиболее эффективным и достигается путем ослабления шума или ослаблением его силового воздействия. Например, при замене асфальтового покрытия на специальное, содержащее мелкую резиновую крошку удается снизить шум примерно на 3 – 4 дБА.

Изменение направленности излучения

Это средство основывается на том, что источники шума располагаю так, чтобы поток шумового воздействия направлять противоположно защищаемому объекту.

Звукоизоляция

В зависимости от назначения звукоизолирующие конструкции подразделяют на легкие и тяжелые.

Легкие системы используют для ограждения транспортных средств, строительных машин, механизмов и т.д. Подобного рода конструкции изготавливаются из стали, дерева, пластмасс и др.

Звукопоглощение

Данное средство шумозащиты применяется в замкнутых пространствах с целью снижения уровня отраженной звуковой энергии. В качестве материала используют различные волокнистые вещества, поролон.

Установлено, что эффективность звукопоглощения зависит в основном от площади применяемых конструкций и эффективности звукопоглощающего материала.

Акустические экраны

Это средство защиты от шумового воздействия представляет собой плоскость – преграду между источником шума и защищаемым объектом.

Для увеличения эффективности данного способа акустический экран со стороны источника шума облицовывается специальным звукопоглощающим материалом.

Высокая эффективность достигается при размещении зеленых насаждений вблизи источников шума и защищаемого объекта.

Также, эффективным средством по снижению шума от транспортных средств является расположение дороги в выемке.

Акустические экраны в основном используются вдоль автомобильных дорог, ж/д магистралей, а также, вблизи аэропортов.

Глушители шума

Принцип действия данного устройства основано на отражении, поглощении звуковой волны или на их комбинации.

Звукоизолирующие кожухи

Данный способ шумозащиты предназначен для снижения шума от отдельных источников. Конструкция представляет собой оболочку различной формы, которая со всех сторон закрывает источник шума.

К средствам индивидуальной защиты от шумового воздействия относят ушные вкладыши, наушники и шлемофоны. Эффективность индивидуальных средств защиты зависит от того, из каких материалов они изготовлены, от конструкции, от правильности использования и т.д. В основном их изготавливают из легкого каучука, резины, эластичных пластмасс, эбонита и ультратонкого волокна. Они позволяют снизить уровень шумового воздействия на 10 – 15 дБ. В условиях повышенного уровня шумового воздействия рекомендуется использовать наушники, способные обеспечить надежную защиту органов слуха.

Архитектурно – планировочные меры шумозащиты

Мероприятия по снижению шумовой нагрузки должны начинаться еще на стадии проектирования, планировки населенных пунктов, застройки территории, озеленения и благоустройства. К архитектурно – планировочным мерам шумозащиты относятся комплекс мер по защите от шума, такие как рациональное районирование жилых массивов, зеленые насаждения, расположение автомобильных магистралей на значительном удалении, применение шумозащитных материалов при постройке домов, акустические экраны и т.д. Особое внимание обращено на звукоизоляцию окон. Использование специального акустического двойного или тройного остекления – наиболее простой и доступный способ самостоятельно снизить уровень шумового воздействия.

Информацию о размещении источников шума, а также о его распространении в городе дает шумовая карта. С помощью этой карты можно судить о состоянии шумового режима на улицах, в микрорайонах и городской территории в целом. Данная карта может служить для разработки комплексных архитектурно – планировочных мер по защите жилой застройки от шумового воздействия.

При составлении карты шума учитывают все возможные факторы, такие как движение транспорта на магистралях, а также интенсивность и скорость движения, количество грузового и общественного транспорта в потоке, места размещения промышленных объектов и т.д.

Наиболее частыми причинами повышенного уровня шума являются:

- недостаточный территориальный разрыв для обеспечения шумозащиты населенных пунктов, территорий массового отдыха, курортов, лечебных центров;

- нарушение нормативных документов или отсутствие учета санитарных норм при застройке и проектировании магистральных автодорожных и железнодорожных трасс, мест размещения аэропортов;

- возрастание уровня шума из года в год по причине отсутствия новых бесшумных видов транспорта, увеличения мощности реактивных двигателей самолетов;

- высокая стоимость шумозащитных сооружений, отсутствие разработок технико – экономического характера в этой области [1, с. 423].

Оптимальная планировка и застройка территории должна предусматривать рациональное размещение магистралей, укладку кольцевых и полукольцевых автомобильных дорог, и обходных железнодорожных линий в городских зонах, отделение жилых и рекреационных зон от промышленно – заводских и транспортных зон, а также вынос мощных источников шума за пределы защищаемой от шумового воздействия территории или наоборот, вынос территории из зоны с повышенной шумовой нагрузкой.

Предприятия промышленного назначения, являющиеся источником шумового воздействия должны быть отделены от жилой застройки и размещены с учетом господствующего направления ветра.

Аэропорты должны быть размещены вне городской территории.

При проектировании автомобильных магистралей наиболее эффективная защита от шумового воздействия может быть достигнута посредством рационального зонирования жилой территории. В зонах, непосредственно прилегающих к магистралям рекомендуется располагать невысокие здания нежилого назначения, в следующей зоне – малоэтажную жилую застройку, далее – многоэтажную жилую застройку и в самой отдаленной от автомобильных магистралей зоне – детские сады, школы, поликлиники и т.д.

Организационные и организационно – технические мероприятия

К организационным мероприятиям по уменьшению шумовой нагрузки на территорию относят:

- рационализацию движения транспортных потоков;

- запрещение звуковых сигналов, где это возможно;

- ограничение времени и места движения грузовых автомобилей;

- вынесение шумных предприятий, автовокзалов, автомобильных предприятий, погрузочно – разгрузочных терминалов из спальных районов городов;

- регламентацию времени функционирования шумных источников;

- и др [1, с. 426].

Суть организационно – технических мероприятий по снижению шумовой нагрузки заключается в проведении своевременного ремонте и смазке автомобилей и оборудования, а также установление нормативов для проведения шумных работ.

Глава 2. Объект и методика исследования

2.1 Описание объекта

В качестве объектов исследования динамики шумовой обстановки в городских и природных территориях выступили:

Дворовая территория (Томина 78 – Карла Маркса 57);

Дворовая территория (Володарского 77 – Пушкина 104);

Дворовая территория (Карла Маркса – Пичугина – Максима Горького - Ленина);

Начало экологической тропы в Белозерском государственном природном зоологическом заказнике.

Описание объекта №1 [Приложение А]

Дворовая территория находится по адресу Томина 78 – Карла Маркса 57.

Территория имеет прямоугольную форму с площадью – 3 700 м².

Ближайшие объекты инфраструктуры:

- магазины;

- поликлиника;

- детский сад;

- ресторан;

- школа;

- парк;

- спортивно – оздоровительные учреждения.

Автостоянки отсутствуют, автомобили расположены неупорядоченно.

Описание объекта №2 [Приложение Б]

Описываемая дворовая территория расположена по адресу Володарского 77 – Пушкина 104.

Дворовая территория имеет прямоугольную форму, ее площадь составляет 2 491 м².

Ближайшие объекты инфраструктуры:

- магазины;

- поликлиники;

- детский сад;

- кинотеатр;

- музей.

На данной территории присутствуют как организованные автомобильные стоянки, так и неупорядоченное расположение автомобилей.

Описание объекта №3 [Приложение В]

Дворовая территория расположена по адресу Карла Маркса – Пичугина – Максима Горького – Ленина.

Территория имеет прямоугольную форму, ее площадь составляет 32 032 м².

Объекты инфраструктуры:

- магазины;

- поликлиники;

- детский сад;

- дворец культуры.

На данной территории присутствуют как организованные автомобильные стоянки, так и неупорядоченное расположение автомобилей.

Описание объекта № 4 [Приложение Г]

Местоположение объекта: Белозерский район, село Боровское.

Протяженность маршрута: 2,5 км.

Экологическая тропа расположена в северной части Белозерского района по существующей лесной дороге.

На протяжении всей экологической тропы встречаются резкие спуски и подъемы. Часть маршрута проходит вдоль края обрыва лесного ручья, его высота составляет не более 2 метров.

Основными демонстрационными объектами экологической тропы являются биотехнические объекты, созданные с целью улучшения среды обитания охраняемых животных. Биотехнические объекты представлены кормушками для диких копытных, зайца – беляка, серой куропатки, также, здесь расположены кормовые столики и порхалища для боровой дичи и многое другое.

2.2 Методика исследования

Измерение показателей уровня шума в природных и городских территориях проводилось с помощью инструментального метода исследования. Звуковое давление измерялось с помощью измерителя уровня шума АТТ – 9000.

В городских дворовых территориях уровень шума был измерен в двух точках: в центре дворовой территории и у близлежащей проезжей части.

В Белозерском зоологическом заказнике измерение уровня шума производилось на разном расстоянии и в разных источниках, а именно:

- разговор;

- шум толпы;

- крик – тембр 1 (низина с препятствиями);

- крик – тембр 2 (низина без препятствий).

Глава 3. Результаты исследования

Результаты исследования шумовой обстановки приведены в таблицах.

Таблица 3

Уровень шума на городских дворовых территориях

№ исследуемой дворовой территории	Уровень шума в 1-й точке (центр дворовой территории), дБ	Уровень шума во 2-й точке (ближайшая проезжая часть), дБ
№ 1 (Томина 78 – Карла Маркса 57)	50	70
№ 2 (Володарского 77 – Пушкина 104)	65	65
№ 3 (Карла Маркса – Пичугина – Максима Горького – Ленина)	60	70

Вывод: если оценивать уровень шумового загрязнения по первой точке (центр двора), то можно сделать вывод, что самой загрязненной является дворовая территория №2, если же оценивать по второй точке (близлежащая проезжая часть), то наиболее загрязненными территориями являются №1 и №3.

Если проводить оценку по всем дворовым территориям на предмет наивысшей шумовой нагрузки, то территория №3 будет являться самой загрязненной, в то время как территория №2 – наоборот, с наименьшей шумовой нагрузкой.

Таблица 4

Шумовая динамика на экологической тропе Белозерского государственного природного зоологического заказника

Источник шума	Расстояние, м	Уровень шума, дБ
Разговор	1	74
	5	54
	8	53
	10	56
Шум толпы	60	38
Крик (тембр 1)	20	67
	30	60
	40	52
	40 (низина)	46
	40 (препятствие)	49
Крик (тембр 2)	23	66,6
	55 (низина)	62
	90 (без препятствий)	62
	30 (низина, 80 см. ↓)	64
	30 (низина, 90 см. ↓)	65

Динамика уровня шума на экологической тропе Белозерского государственного природного зоологического заказника

Вывод: максимальный уровень шума наблюдается в 1-й точке и составляет 74 дБ, минимальный уровень шума наблюдается в 5-й точке, составляя 38 дБ.

В целом, звуковой ландшафт экологической тропы Белозерского заказника не однороден, на маршруте есть «тихие» места и достаточно шумные, пребывание в которых длительное время может привести к усталости нервной системы, головной боли.

Заключение

В ходе теоретического обоснования выделенной проблемы были рассмотрены основные понятия о шуме, его воздействие на человека и окружающую среду, а также, методы защиты от шумового загрязнения.

Исследование уровня шумового воздействия на рассматриваемые дворовые территории города Кургана показало, что уровень шума:

На дворовой территории № 1 в первой и во второй точке (центр дворовой территории и близлежащая проезжая часть) уровень звука не превышает допустимые нормы максимального звукового давления (в соответствии с СНиП 23-03-2003) [8];

На дворовой территории № 2 и в первой, и во второй точке уровень звукового давления не превышает допустимые нормы;

На дворовой территории № 3 уровень звука не превышает нормы максимального звукового давления как в первой, так и во второй точке.

Исследование искусственно вызванного изменения уровня шума на рассматриваемой территории Белозерской экологической тропы показало, что во всех источниках шума и на всех расстояниях уровень звукового давления значительно превышает допустимые нормы [1, с. 412].

Таким образом, цели и задачи поставленные в данной исследовательской работе были выполнены.

Список литературы

Промышленная экология: Учебное пособие / Под ред. В.В. Денисова. – М: ИКЦ «МарТ»; Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2007. – 720 с. (Серия «Учебный курс»)

Экология человека: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений / Б. Б. Прохоров. - 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 320 с.

Экология и безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие для вузов/ Д. А. Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л. А. Муравья. – М: ЮНИТИ – ДАНА, 2000. – 447с.

Строительная экология: Учеб. пособие для сред. проф. образования / Н. П. Сугробов, В. В. Фролов. – М: Издательский центр «Академия», 2004. – 416 с.

Экология: конспект лекций / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. – Изд. 5-е. Ростов н/Д: Феникс, 2009. -219 с. – (Зачет и экзамен.)

Инженерная экология: учебное пособие / Под ред. проф. В. Т. Медведева. – М: Гардарики, 2002. – 687 с.

ГОСТ 12.1.029-80 (СТ СЭВ 1928-79). Система стандартов безопасности труда. Средства и методы защиты от шума. Классификация

Электронный фонд правовой и научно – технической документации. СП 51.13330.2011 Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003. URL:http://docs.cntd.ru/document/1200084097 (дата обращения 21.11.2017)

Звук и шум в жизни человека. URL: http://www.allbest.ru (дата обращения 23.11.2017)

Приложения

Приложение А

Рис. 1 Дворовая территория Томина 78 – Карла Маркса 57

Приложение Б

Рис. 2 Дворовая территория Володарского 77 – Пушкина 104

Приложение В

Рис. 3 Дворовая территория, ул. Карла Маркса – Пичугина – Максима Горького – Ленина

Приложение Г

Рис. 4 Экологическая тропа, Белозерский район

Код для цитирования: Скопировать