zgomotul ambiental. Tipuri de zgomot. Metode de reducere a zgomotului. Zgomotul ca factor negativ de mediu Exemple de optimizare a zgomotului în ecologie

Un sondaj al populației folosind un chestionar a arătat că din 592 chestionați, doar 3% au fost indiferenți la zgomotul avioanelor. Restul locuitorilor s-au plâns de efectul extrem de iritant al zgomotului, care interferează cu munca și odihna normală și contribuie la dureri de cap, nervozitate și insomnie.

Ca măsuri de combatere a zgomotului, este necesar să se recomande remorcarea obligatorie pe platforma aeronavei nu numai la decolare, ci și la aterizare.

Zonele de parcare a aeronavelor ar trebui să fie la 3-4 km distanță de zona rezidențială cu hangare speciale între ele, ecranând zgomotul care apare în timpul testării motoarelor. Avioanele ar trebui să aibă strict interzisă decolarea peste zonele rezidențiale din apropierea aeroportului, decolarea doar în direcția opusă orașului, unde nu există așezări în apropiere, este permisă. Cea mai radicală măsură de combatere a zgomotului avioanelor este eliminarea aeroportului de pe teritoriul orașului cu crearea unei zone de protecție sanitară justificată din punct de vedere igienic în noua zonă a locației sale, crearea de motoare de aeronave cu zgomot redus și dotarea motoarelor vechi cu dispozitive de suprimare a zgomotului.

Zgomotul ca factor natural de mediu pentru organismele vii este nesemnificativ, dar poate avea și un impact semnificativ cu impacturi antropice crescute (zgomot generat în timpul funcționării vehiculelor, echipamentelor întreprinderilor industriale și gospodărești, instalații de ventilație și turbine cu gaz etc.).

Valoarea presiunii sonore este modificată și normalizată în decibeli. Întreaga gamă de sunete audibile de oameni este în 150 dB. Pe planeta noastră, viața organismelor are loc în lumea sunetelor. De exemplu, organul auzului uman este adaptat la anumite zgomote constante sau repetitive (adaptare auditivă). O persoană își pierde capacitatea de a lucra fără zgomotele obișnuite. Zgomotul puternic este și mai dăunător sănătății umane.

Oamenii care trăiesc și lucrează în condiții acustice nefavorabile prezintă semne de modificări ale stării funcționale a sistemului nervos central și cardiovascular.

Studiile au demonstrat impactul zgomotului asupra organismelor vegetale. Astfel, plantele din apropierea aerodromurilor, din care pornesc continuu avioane cu reacție, experimentează inhibarea creșterii și chiar se observă dispariția speciilor individuale. O serie de lucrări științifice au arătat efectul deprimant al zgomotului (aproximativ 100 dB cu o frecvență a sunetului de la 31,5 la 90 mii Hz) asupra plantelor de tutun, unde s-a constatat o scădere a intensității creșterii frunzelor, în primul rând la plantele tinere. Atenția oamenilor de știință este atrasă și de efectul sunetelor ritmice asupra plantelor. Studiile privind efectul muzicii asupra plantelor (porumb, dovleac, petunia, zinnia, calendula), realizate în 1969 de muzicianul și cântărețul american D. Retolak, au arătat că plantele au răspuns pozitiv muzicii lui Bach și melodiilor muzicale indiene. Habitusul lor, greutatea uscată a biomasei au fost cele mai mari în comparație cu martor. Și ceea ce este cel mai surprinzător este că tulpinile lor s-au întins într-adevăr spre sursa acestor sunete.

În același timp, plantele verzi au răspuns muzicii rock și ritmurilor continue de tobe cu o scădere a dimensiunii frunzelor și rădăcinilor, o scădere a masei și toate s-au abătut de la sursa sonoră, de parcă ar fi vrut să scape de distructiv. efectul muzicii.

2. Nivelurile de zgomot

Nivelul maxim admisibil (MPL) de zgomot este nivelul unui factor care, în timpul lucrului zilnic (cu excepția weekendului), dar nu mai mult de 40 de ore pe săptămână pe toată durata experienței de muncă, nu ar trebui să provoace îmbolnăviri sau abateri în stare.

sănătate, depistată prin metode moderne de cercetare, în procesul muncii sau în viața de lungă durată a generațiilor prezente și următoare. Respectarea limitei de zgomot nu exclude problemele de sănătate la persoanele hipersensibile.

Nivelul de zgomot admis este nivelul care nu provoacă anxietate semnificativă și modificări semnificative ale indicatorilor stării funcționale a sistemelor și analizoarelor care sunt sensibile la zgomot. Caracteristicile zgomotului constant sunt nivelurile de presiune sonoră în dB în benzi de octave cu frecvențe medii geometrice de 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Hz. Este permis să se ia nivelul sunetului în dBA ca o caracteristică a zgomotului constant în bandă largă. Caracteristica zgomotului intermitent este nivelul sonor echivalent (din punct de vedere energetic) în dBA. Evaluarea zgomotului nepermanent pentru conformitatea cu nivelurile admisibile trebuie efectuată simultan la nivelurile de zgomot echivalente și maxime. Depășirea unuia dintre indicatori ar trebui considerată ca nerespectare a standardelor.

Tabel 1. Scala de zgomot (niveluri de zgomot, decibeli)

3. Impactul zgomotului

Impactul sonor este una dintre formele de impact fizic nociv asupra mediului. Poluarea fonică apare ca urmare a excesului inacceptabil al nivelului natural al vibrațiilor sonore. Din punct de vedere ecologic, în condițiile moderne, zgomotul devine nu numai neplăcut pentru auz, ci duce și la consecințe fiziologice grave pentru oameni. Zeci de milioane de oameni suferă de zgomot în zonele urbanizate ale țărilor dezvoltate ale lumii.

În funcție de percepția auditivă a unei persoane, vibrațiile elastice în intervalul de frecvență de la 16 la 20.000 Hz se numesc sunet, mai puțin de 16 Hz - infrasunete, de la 20.000 la 1.109 - ultrasunete și peste G109 - hipersunete. O persoană este capabilă să perceapă frecvențele sonore numai în intervalul 16-20.000 Hz. O unitate de măsură a sonorității sunetului egală cu 0,1 logaritm al raportului dintre puterea unui sunet dat și intensitatea pragului său (percepută de urechea umană) se numește decibel (dB). Gama de sunete audibile pentru oameni este de la 0 la 170 dB.

Sunetele naturale naturale asupra bunăstării ecologice a unei persoane, de regulă, nu sunt reflectate. Disconfortul sonor este creat de sursele antropice de zgomot, care cresc oboseala unei persoane, îi reduc capacitățile mentale, reduc semnificativ productivitatea muncii, provoacă suprasolicitare nervoasă, stres sonor etc. niveluri înalte zgomotul (> 60 dB) provoacă numeroase plângeri, la 90 dB organele auzului încep să se degradeze, software - „120 dB este considerat un prag de durere, iar nivelul de zgomot antropic peste 130 dB este limita distructivă pentru organul auditiv. se observă că la o putere a zgomotului de 180 dB apar fisuri în metal.
Principalele surse de zgomot antropic sunt transportul (rutier, feroviar și aerian) și întreprinderile industriale. Cel mai mare impact al zgomotului asupra mediului este cauzat de autovehicule (80% din zgomotul total). În prezent, pe autostrăzile din Moscova, Sankt Petersburg și alte orașe mari ale Rusiei, nivelul de zgomot de la transport în timpul zilei ajunge la 90-100 dB și chiar și noaptea în unele zone nu scade sub 70 dB (nivelul maxim admis de zgomot pentru noapte este de 40 dB). Datele oficiale arată că în Rusia aproximativ 35 de milioane de oameni (sau 30% din populația urbană) sunt expuși la zgomot semnificativ din trafic care depășește reglementările.

4. Boala cauzată de zgomot – patogeneză și manifestări clinice.

Deoarece impactul zgomotului asupra corpului uman a fost studiat relativ recent, oamenii de știință nu au o înțelegere absolută a mecanismului impactului zgomotului asupra corpului uman. Totuși, dacă vorbim despre impactul zgomotului, cel mai des se studiază starea organului auditiv. Aparatul auditiv uman este cel care percepe sunetul și, în consecință, sub efecte sonore extreme, aparatul auditiv reacționează în primul rând. Pe lângă organele auditive, o persoană poate percepe și sunetul prin piele (receptori de sensibilitate la vibrații). Se știe că persoanele surde sunt capabile nu numai să simtă sunetul cu ajutorul atingerii, ci și să evalueze semnalele sonore.

Obiectivele lecției

1. Învăţământ general

Consolidarea orientării ecologice a cunoștințelor biologice; oferirea elevilor de informații despre poluarea fonică a mediului și impactul acesteia asupra oamenilor.

Dobândirea de către studenți a cunoștințelor de natură etică, umanitară, care stau la baza viziunii asupra lumii.

Învățarea elevilor să dobândească în mod independent cunoștințe într-o formă de organizare de grup activitate cognitivă.

Însuşirea bazelor metodologiei cunoaşterii ştiinţifice de către studenţi.

2. Educativ

Dezvoltarea interesului cognitiv.

Dezvoltarea gândirii logice (analiza, compararea, generalizarea, definirea și explicarea conceptelor).

Dezvoltarea versatilă a personalității: antrenamentul memoriei, observația, stimularea interesului cognitiv, creativitatea, abilitățile de analiză a problemelor și modalități de rezolvare a acestora.

Dezvoltarea abilităților de aplicare a cunoștințelor biologice în practică.

3. Sarcini educaționale

Educația de alfabetizare a mediului, un sentiment de colectivism, formarea și dezvoltarea calităților morale ale școlarilor.

Metode de predare

Căutare parțială (efectuarea cercetărilor independente, joc de afaceri).

Verbal (conversație euristică cu elemente de muncă independentă).

Vizual-figurativ (tabele, ilustrații, ascultare de înregistrări de zgomot, fragmente din opere literare).

Tip de lecție:învăţarea de materiale noi.

Forme de organizare a activității cognitive: individuale si de grup.

Echipament: reportofon, casetă audio cu înregistrare a operei „Dimineața” a lui E. Grieg, cu zgomote de origine naturală și antropică; fișe de informare pentru munca individuală a elevilor; tabele, postere și desene pe tema lecției; ceas mecanic și riglă.
În lecția anterioară, doi elevi au primit sarcina de a efectua un sondaj la elevii de clasa a IX-a pentru a afla atitudinea lor față de zgomotele naturale (întrebarea: „Ce sentimente aveți despre zgomotele naturale?”). Înainte de a începe lecția, clasa este împărțită în patru grupe; pe masa fiecărui elev se află o fișă cu informații, un ceas mecanic și o riglă.

ÎN CURILE CURĂRILOR

1. Discurs introductiv al profesorului

Se aude muzică liniștită. Profesorul citește fragmente din poezii despre Pământ - planeta animalelor, plantelor și oamenilor, planeta, parte integrantă și principalul inamic al căruia este omul.

Suntem copii mici de o natură mare,
Împărtășim cu ea norocul și adversitatea,
O singură soartă pentru noi și pentru ea.

Planeta mea este o casă umană
Dar cum poate trăi sub o glugă fumurie,
Unde jgheabul este oceanul
Unde este prinsă toată natura?
Unde nu este loc pentru o barză sau un leu.
Unde ierburile geme: "Nu mai suport!"

(Conversație cu elevii despre relevanța problemei protecției mediului.)

Despre ce sunt aceste pasaje?

Problema poluării mediului este prea complexă și multifațetă pentru a încerca să o studiem la clasă. Prin urmare, ne vom limita la o mică parte din ea și ne vom familiariza cu unul dintre tipurile de poluanți ai mediului. Dar cu ce, încercați să determinați ascultând un fragment din povestea lui B. Vasiliev „Nu trageți în lebede albe”. ( Ascultarea unui fragment pe fundalul muzicii lui E. Grieg. Răspunsurile elevilor.)

În mijloace mass media zgomotului i se acordă în general puțină atenție și nu este considerat de mulți un poluant al aerului. Dar este chiar așa? Vom afla în lecția de astăzi. ( Stabilirea obiectivelor lecției. Elevii propun sarcinile lecției, iar profesorul atârnă bannerele corespunzătoare.)

1. Studiați zgomotul ca fiind unul dintre poluanții mediului.
2. Dezvăluie impactul zgomotului asupra corpului uman.
3. Stabiliți o legătură între protecția mediului și protecția sănătății.

Motto-ul nostru de azi să fie cuvintele scriitorului B. Vasiliev: „Trebuie să-mi dau seama și pentru a-l da seama, trebuie să gândesc împreună”.

Motto-ul este scris pe tablă. Profesorul explică regulile de lucru cu fișa informativă. Fișa cu informații este lipită într-un caiet de lucru, pe care elevii scriu subiectul lecției, conceptele de bază ale subiectului, completează tabelul, își notează temele.

2. Învățarea de materiale noi

Tipuri de zgomot și efectul lor asupra simțurilor umane

În cadrul unei conversații frontale cu studenții, pe baza cunoștințelor dobândite anterior de la cursul de fizică, se concretizează conceptul de zgomot ca amestec aleatoriu de sunete de diferite înălțimi (frecvență) și o clasificare a zgomotului (natural). şi antropic) este dat. La ascultarea zgomotelor și în timpul unei conversații frontale, se dezvăluie impactul zgomotului asupra corpului uman (asupra proceselor mentale).

În timpul lucrului, se completează coloanele din tabelul paginii de lucru a fișei de informații.

FIȘĂ DE INFORMAȚII

Subiectul lecției. Impactul zgomotului asupra corpului uman

Termen nou: _____________________

Domeniul ecologiei la intersecția dintre bioacustică și ecologia umană, care se ocupă de sunete naturale și produse de om care afectează psihicul și sanatatea umanași starea și durabilitatea ecosistemelor.

Profesorul rezumă datele obținute și conduce clasa la o concluzie despre efectul general favorabil al zgomotului natural asupra corpului uman.

Ce sunete crezi că alcătuiesc zgomotul de fundal într-un oraș modern?

Se asculta o înregistrare audio a zgomotului orașului, se discută următoarele aspecte:

– ți-a plăcut această simfonie de zgomot;
– cum vă explicați atitudinea față de aceste zgomote;
– ce fel de zgomot este mai mult în înregistrare și de ce?

Profesorul conduce clasa la concluzia că zgomotul afectează o persoană în diferite moduri: efectul lor depinde de originea zgomotului, nivelul volumului, vârsta și starea de sănătate a persoanei și condițiile din jur.

Nivelul de zgomot depinde de sursă și se măsoară în unități relative - decibeli: 1 dB = 10 lg (P1 / P2), unde raportul puterilor zgomotului acustic este sub semnul logaritmului zecimal. Zgomotul poate varia de la 0 dB (cel mai silentios sunet audibil) la peste 160 dB. Sună mai tare de 120 dB, adică Un trilion de ori mai tare decât cele mai silentioase sunete pe care le auzi provoacă durere. Percepția sunetului depinde și de înălțime. Cea mai mare vătămare a organelor auditive este cauzată (și provoacă cel mai mare stres) de sunetele puternice de înaltă frecvență. Tabelul prezintă nivelurile de zgomot tipice sau maxime din diverse surse.

Folosind tabelul afișat pe tablă, elevii răspund la următoarele întrebări:

- de ce șoapta și răsfoitul ziarelor sunt inofensive pentru oameni;
– cum ați evalua nivelul de zgomot din timpul zilei de școală (lecții și pauze) în ceea ce privește impactul asupra organismului;
Ce concluzii se pot trage din datele din tabel?

Masa. Niveluri ale volumului sunetului din diferite surse

Aparatul auditiv se modifică sub influența sunetelor puternice

Vă sugerez să răspundeți la întrebarea: „Care organ reacționează în primul rând la zgomotul excesiv?”

Potrivit statisticilor, astăzi 20 din 150 de milioane de ruși suferă de pierderea auzului. Un grup de oameni de știință a examinat tinerii care ascultă adesea muzică modernă tare. La 20% dintre băieții și fetele care erau excesiv de pasionați de muzica rock, auzul a fost redus în același mod ca și la bătrânii de 85 de ani.

În grupuri, se efectuează un test pentru a determina acuitatea auzului (sarcină din fișa de informații). Profesorul identifică în prealabil, în urma unui sondaj, iubitorii de a asculta muzică tare în căști, muzică calmă, iubitorii de tăcere, iar acuitatea auditivă a acestora este determinată.

Determinarea acuității auzului

Acuitatea auzului este volumul minim al sunetului care poate fi perceput de urechea subiectului.

Echipament: ceas mecanic, riglă.

Procedura de operare

1. Apropiați ceasul de dvs. până când auziți un sunet. Măsurați distanța de la ureche la ceas în centimetri.
2. Așezați ceasul ferm pe ureche și îndepărtați-l de dvs. până când sunetul dispare. Stabiliți din nou distanța până la ceas.
3. Dacă datele se potrivesc, va fi aproximativ distanța corectă.
4. Dacă datele nu se potrivesc, atunci pentru a estima distanța auditivă, trebuie să luați media aritmetică a celor două măsurători.

Evaluarea rezultatelor testelor

Auzul normal este atunci când ticăitul unui ceas de mână de mărime medie se aude la o distanță de 10-15 cm.

Pe tablă sunt trecute numerele, analizate, după care elevii răspund la întrebarea: „Ce schimbări au loc în proteza auditivă sub influența sunetelor puternice?”

Folosind tabelul „Analizor auditiv”, elevii vorbesc despre conversia semnalelor sonore în semnale electrice, subliniază modificările care apar în aparatul auditiv în timpul expunerii prelungite la sunete puternice:

- cu întinderea constantă a membranei timpanice, elasticitatea acesteia scade, prin urmare, este necesar un volum mare de sunet pentru ca aceasta să înceapă să oscileze, adică. sensibilitatea analizorului auditiv scade;

- receptorii auditivi sunt afectati.

Impactul zgomotului asupra corpului uman

Dar doar organele auzului suferă de zgomot?

Elevii sunt încurajați să afle citind următoarele afirmații despre zgomot ale unor oameni de știință eminenti.

1. Zgomotul provoacă îmbătrânirea prematură. De treizeci de ori dintr-o sută de zgomot reduce speranța de viață a oamenilor marile orașe timp de 8-12 ani.

2. Fiecare a treia femeie și fiecare al patrulea bărbat suferă de nevroză cauzată de nivel crescut zgomot.

3. Zgomotul suficient de puternic după 1 minut poate provoca modificări ale activității electrice a creierului, care devine similară cu activitatea electrică a creierului la pacienții cu epilepsie.

4. Boli precum gastrita, ulcerul gastric și intestinal se întâlnesc cel mai adesea la persoanele care trăiesc și lucrează în medii zgomotoase. Varietăți muzicieni au un ulcer de stomac - o boală profesională.

5. Zgomotul deprimă sistemul nervos, mai ales cu acțiuni repetate.

6. Sub influența zgomotului, are loc o scădere persistentă a frecvenței și adâncimii respirației. Uneori există aritmie cardiacă, hipertensiune arterială.

7. Sub influența zgomotului, se modifică metabolismul carbohidraților, grăsimilor, proteinelor, sării, care se manifestă printr-o modificare a compoziției biochimice a sângelui (nivelul zahărului din sânge scade).

O scurtă concluzie a discuției: zgomotul excesiv (peste 80 dB) afectează nu numai organele auzului, ci și alte organe și sisteme (circulator, digestiv, nervos etc.), procesele vieții, metabolismul energetic începe să predomine asupra plasticului, ceea ce duce la îmbătrânirea prematură a organismului.

Discutarea datelor anchetei sociologice

Doi elevi din clasa dumneavoastră au efectuat un studiu sub forma unui sondaj sociologic pentru a identifica efectul zgomotului pe termen lung asupra proceselor mentale ale elevilor de clasa a IX-a. Le dau cuvântul.

Primul elev prezintă datele sondajului, din care rezultă că zgomotul pe termen lung duce la plângeri de oboseală rapidă, pierderi de memorie, scăderea atenției, pierderea capacității de lucru, iritabilitate crescută, tulburări de somn și slăbiciune generală. Povestea este însoțită de o demonstrație a unei diagrame pline colorate, în care toate datele sunt prezentate ca procent.

Potrivit celui de-al doilea elev, efectul zgomotului poate duce treptat la boli mintale. Ca ilustrație, pe tablă este atârnată o „scara” împăturită într-un acordeon, care se desfășoară treptat pe parcursul poveștii.

Măsuri pentru protejarea oamenilor de expunerea la zgomot

Deci zgomotul este rău. „Zgomotul este un ucigaș lent”, spun experții americani. Dar este posibil să se reducă impactul asupra organismelor vii, inclusiv asupra oamenilor? Ce putem face fiecare dintre noi?

Munca în grup (joc organizațional) - dezvoltarea de proiecte pentru protejarea oamenilor de expunerea la zgomot la diferite niveluri sociale.

eu grupez. Sunt un laic (notă pentru laic).

grupa II. Eu sunt primarul orasului.

grupa III. Sunt arhitect.

grupa IV. Sunt directorul unei mari fabrici.

Grupurile întocmesc proiecte pe foi de hârtie Whatman, le atârnă pe tablă și le protejează.

3. Concluzie

De mai multe ori în lecțiile noastre vom vorbi și ne vom gândi la consecințele activității umane pentru natură și pentru noi înșine. Aș dori să sper că conversația de astăzi nu a trecut neobservată pentru tine. Aproape că nu am atins problema impactului zgomotului asupra mediului, iar această problemă este la fel de complexă și multifațetă precum problema impactului zgomotului asupra oamenilor despre care am discutat. Numai protejând natura de consecințele nocive ale activităților noastre, ne putem salva pe noi înșine.

Dacă suntem destinați să respirăm același aer,
Să ne unim cu toții pentru totdeauna
Să ne salvăm sufletele
Atunci noi, pe Pământ, ne vom salva pe noi înșine.

N. Starshinov

Ce concluzii ai tras pentru tine după conversația de astăzi? ( Ascultarea răspunsurilor elevilor.)

4. Verificarea asimilării de material nou prin metoda introspecţiei

La lecție, ne-am gândit împreună, dar în același timp fiecare a lucrat individual. Și acum trebuie să-ți evaluezi performanța la lecție.

Profesorul explică modul de completare a fișei de autoevaluare a elevului, apoi redă o înregistrare audio a sunetelor naturii, iar elevii își evaluează munca.

FIȘĂ DE AUTOEVALUAREA ELEVULUI

ZGOMOTUL CA FACTOR DE MEDIU

Scopul lucrării: familiarizarea cu caracteristicile zgomotului și particularitățile impactului acestuia asupra corpului uman, cu caracteristicile de măsurare și normalizare a parametrilor de zgomot, precum și cu metodele de evaluare a zgomotului în condiții naturale de mediu.

Partea teoretică

1. Sunetul și principalele sale caracteristici

Orice încălcare a stării staționare a unui mediu dă naștere unor procese ondulatorii. Vibrații mecanice ale particulelor medii în intervalul de frecvență 20 - 20000 Hz percepute de urechea umană și se numesc unde sonore. Fluctuații ale mediului cu frecvențe sub 20 Hz numit infrasunete și vibrații cu frecvențe peste 20.000 Hz- ecografie. Lungimea undei sonore l legat de frecventa f și viteza sunetului cu dependență: l = c/f . Starea nestaționară a mediului în timpul propagării unei unde sonore se caracterizează prin presiunea sonoră ( P ), care este înțeleasă ca valoarea pătrată medie a abaterii presiunii în mediu în timpul propagării unei unde sonore de la presiunea din mediul neperturbat, măsurată în pascali ( Pa). Transferul de energie de către o undă sonoră plană printr-o suprafață unitară perpendiculară pe direcția de propagare a undei sonore se caracterizează prin intensitatea sunetului (densitatea fluxului de putere sonoră), W/m2: , (1)

Unde P - presiunea sonoră, Pa; r – gravitație specifică mediu inconjurator, g/m 3; c – viteza de propagare a undei sonore într-un mediu dat, Domnișoară. Rata de transfer de energie este egală cu viteza de propagare a undei sonore.

Organele auzului uman sunt capabile să perceapă vibrațiile sonore într-o gamă foarte largă de intensități și presiuni sonore. De exemplu, la o frecvență a sunetului de 1 kHz Pragul mediu de sensibilitate al urechii umane (pragul de auz) corespunde valorilor presiunii sonore și intensității sunetului: P0 = 2∙10 -5 PaȘi eu 0 = 10 -12 W/m2, iar pragul durerii (depășirea care poate duce deja la afectarea fizică a organelor auditive) corespunde valorilor P b = 20 PaȘi eu b = 1 W/m2. Cantitati P0 Și eu 0 în ingineria sunetului sunt acceptate ca valori standard (de referință). Conform legii Weber-Fechner, efectul sunetului care irită urechea umană este proporțional cu logaritmul presiunii sonore, prin urmare, în practică, în locul valorilor absolute ale intensității și presiunii sonore, logaritmul lor relativ. nivelurile de sunet, exprimate în decibeli, sunt de obicei utilizate ( dB): ; , (2)

Unde eu 0 = 10 -12 W/m2Și P 0 = 2∙10 -5 Pa– valori prag standard ale intensității și presiunii sonore. Pentru condițiile atmosferice reale, putem presupune că L I = L P = L .

Câmpul de zgomot real este adesea determinat nu de una, ci de mai multe surse de zgomot. Cea mai simplă este regula stabilită experimental pentru adăugarea intensităţilor sonore din mai multe surse: . (3) Regula de adunare a presiunilor sonore generate de mai multe surse se desprinde cu ușurință din expresiile (1), (3) și are caracter pătratic:

Folosind expresiile (2) - (4), este ușor să obțineți o regulă pentru adăugarea nivelurilor de sunet logaritmice relative. Prin definiție, nivelurile sonore logaritmice relative i -a sursă și nivelul total de sunet sunt definite ca

de unde, respectiv, obținem:

. (5) Nivelul total de sunet poate fi exprimat în mod similar: .Înlocuind succesiv expresiile (5) şi (4) aici se obţine regula de adunare a nivelurilor sonore logaritmice relative ale mai multor surse: . (6) În cazul a n surse de sunet identice (Li = L), formula (6) se simplifică: L å = L + 10 lg ( n ) . (7) Din formulele (6) și (7) rezultă că, dacă nivelul uneia dintre sursele de sunet depășește nivelul celeilalte cu mai mult de 10 dB, atunci sunetul unei surse mai slabe poate fi practic neglijat, deoarece contribuția la nivelul general va fi mai mică de 0, 5 dB. Astfel, în lupta împotriva zgomotului, este mai întâi necesar să se înece sursele cele mai intense de zgomot. În plus, trebuie avut în vedere că dacă există mai multe surse de zgomot identice, eliminarea uneia sau a două dintre ele are un efect foarte mic asupra reducerii generale a zgomotului.O caracteristică importantă a unei surse de zgomot este nivelul ei de putere sonoră. Puterea sunetului W , mar, este cantitatea totală de energie sonoră emisă de sursa de zgomot pe unitatea de timp. . (8) Dacă energia este radiată uniform în toate direcțiile și atenuarea sunetului în aer este mică, atunci la intensitate eu pe distanta r de la o sursă de zgomot, puterea sa sonoră poate fi determinată prin formula: W=4 p r2I . Prin analogie cu nivelurile logaritmice ale intensității și presiunii sonore, nivelurile logaritmice ale puterii sonore ( dB): , (9)

Unde W 0 = eu 0 s 0 = 10 -12 – valoare standard puterea sunetului, mar; s 0 = 1 m 2.

Distribuția energiei de zgomot în domeniul de frecvență audio este caracterizată folosind spectrul de frecvență. În aplicații practice, spectrul de zgomot arată niveluri de presiune sau intensitate a sunetului (pentru surse sonore, niveluri de putere sonoră) în benzi de frecvență de octave caracterizate de f n si de sus f in frecvențele limită în raport f în / f n = 2 și frecvența medie geometrică: f sg \u003d (f n f c) 0,5 . Frecvențele medii geometrice ale benzilor de octave învecinate corespund unei serii binare standard, care include 10 valori: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 Hz.

2. Trăsături ale percepției subiective a sunetului

Percepția sunetului de către urechea umană este foarte puternic și neliniar dependentă de frecvența acestuia. Caracteristicile percepției subiective a sunetului sunt ilustrate grafic cu ajutorul curbelor de intensitate egală din fig. 1. Fiecare curbă din fig. 1 caracterizează nivelurile de presiune sonoră la diferite frecvențe percepute de urechea umană cu același nivel de zgomot ( L N ).

Orez. 1. Curbe de volum egal

Nivelul sonor logaritmic relativ este estimat folosind unități speciale − fundal. Pentru a determina nivelul de volum al unui punct arbitrar N în câmpul de desen din Fig. 1 este necesar să se traseze o curbă de intensitate egală prin acest punct (după cum se arată prin linia punctată din Fig. 1) și să se determine nivelul presiunii sonore ( L P * ) la care această curbă intersectează linia de frecvență la 1000 Hz. Valoarea numerică a nivelului de presiune acustică astfel obţinută, exprimată în dB, și determină valoarea numerică a nivelului volumului, exprimată în fundal, adică: .Dispozitiv fizic pentru măsurarea nivelurilor de presiune acustică (parametru fizic obiectiv) - " sonometru”- este tehnic ușor de implementat. Pentru a evalua nivelurile de zgomot (un parametru perceput subiectiv de către o persoană), este necesar, după cum urmează din desenul din fig. 1, corectați procesul de măsurare în sonometrul, astfel încât, atunci când nivelul presiunii sonore se modifică în conformitate cu una dintre curbele egale de zgomot, citirile sale să rămână neschimbate și egale cu nivelul presiunii sonore la o frecvență de 1000 Hz. Adică, pentru o curbă arbitrară de intensitate egală (de exemplu, arătată printr-o linie punctată în Fig. 1), este necesar ca următoarea condiție să fie îndeplinită: Mijloace tehnice relativ simple nu pot fi folosite pentru a corecta cu precizie. Prin urmare, corectarea practic realizabilă se efectuează aproximativ. Sunt posibile mai multe tipuri de corectare a citirilor sonometrului pentru estimarea nivelurilor de zgomot. Cea mai răspândită corecție se numește corecție de tip A . Astfel, nivelurile de presiune sonoră corectate obținute cu un sonometru fizic (adică funcționarea în modul corectat de tip) A ) și luate ca estimări ale nivelurilor de zgomot percepute subiectiv de o persoană, sunt definite în forma (10)

și se numesc niveluri sonore, măsurate în unități speciale dBA.

Din cele de mai sus, putem trage următoarea concluzie: dacă oricare dintre curbele de intensitate egală pentru sunetul tonal este corectată A , apoi ca rezultat obținem valoarea unui nivel sonor constant (in dBA), aproximativ (corecția precisă nu este practic fezabilă) corespunzătoare nivelului volumului ∆L N curba dată, exprimată în unități de volum ( fundal), adică puteți citi nivelurile de sunet L A o estimare aproximativă a percepției subiective a zgomotului sub formă de niveluri de zgomot L N : .

3. Efectul zgomotului asupra corpului uman

Zgomot este luat în considerare orice sunet care afectează negativ corpul uman. În funcție de intensitatea și durata efectului zgomotului asupra corpului uman, are loc o scădere a sensibilității organelor auditive, care se exprimă ca o schimbare temporară a pragului de auz (curba inferioară din Fig. 1). Ca urmare a unei astfel de schimbări a pragului de sensibilitate al aparatului auditiv, o persoană începe să audă prost sunete slabe. De regulă, pragul de sensibilitate este restabilit după un anumit interval de timp (relativ scurt). Cu toate acestea, cu o intensitate și o durată mare a zgomotului, este posibilă o pierdere ireversibilă a sensibilității aparatului auditiv uman (pierderea auzului).Expunerea regulată prelungită a unei persoane la zgomot intens (cu un nivel de 80). dBA) de obicei duce mai devreme sau mai târziu la pierderea parțială sau chiar completă a auzului. Studiile arată că, în prezent, pierderea auzului este una dintre principalele boli profesionale și tinde să crească în continuare.Efectul zgomotului asupra organismului nu se limitează la un efect direct asupra organelor auzului. Iritarea sunetului prin sistemul nervos al organelor auditive este transmisă la sistemul nervos central și autonom și prin acestea poate afecta organe interne oameni, provocând schimbări semnificative în starea lor. Astfel, zgomotul poate avea un impact asupra corpului uman în ansamblu. Acest fapt este confirmat de faptul că statistica morbidității generale a lucrătorilor din industriile zgomotoase este cu 10–15% mai mare.Efectul asupra sistemului nervos autonom se manifestă chiar și la niveluri scăzute de zgomot (40–70). dBA) și nu depinde de percepția subiectivă a zgomotului de către o persoană. Dintre reacțiile vegetative, cele mai pronunțate sunt încălcarea circulației periferice ca urmare a îngustării capilarelor pielii și a membranelor mucoase, precum și a creșterii tensiunii arteriale (la niveluri de zgomot peste 85). dBA). Impactul asupra sistemului nervos central uman determină o creștere a timpului reacțiilor vizual-motorii, perturbă activitatea bioelectrică a creierului cu posibila apariție a unor modificări funcționale generale în organism (la niveluri de zgomot peste 50 - 60). dBA), precum și modificări biochimice în structurile creierului.Zgomotul poate avea un efect psihic asupra unei persoane, începând de la niveluri sonore de 30. dBA. Impactul asupra psihicului uman crește odată cu creșterea intensității sunetului, precum și cu scăderea lățimii de bandă a spectrului de frecvență al zgomotului.Cu zgomotul impulsiv și neregulat, gradul de impact al acestora crește. Schimbări în stările central și autonom sistemele nervoase apar mult mai devreme si la niveluri de zgomot mai scazute.Simptomele „boala de zgomot” includ: scaderea sensibilitatii auditive, modificari ale functiilor digestive (aciditate scazuta), insuficienta cardiovasculara, tulburari neuroendocrine. Sub influența zgomotului, nivelurile de atenție și memorie scad, apare oboseală crescută și pot apărea dureri de cap.

4. Reglarea zgomotului

În funcție de natura spectrului, zgomotul este împărțit în bandă largă și tonal. Zgomotul de bandă largă are un spectru de frecvență continuu mai mic de o octavă. Spectrul de zgomot tonal conține tonuri discrete pronunțate, determinate de măsurători în benzi de frecvență de o treime de octavă cu un exces al nivelului presiunii sonore față de benzile adiacente cu cel puțin 10 dB.În funcție de caracteristicile temporale, zgomotul este împărțit în constante, al căror nivel de zgomot în timpul unei zile de lucru de 8 ore se modifică cu cel mult 5 dBA atunci când se măsoară pe timpul „lent” caracteristic al sonometrului și neconstant, nu îndeplinește această condiție. Zgomotul intermitent, la rândul său, este împărțit în următoarele tipuri:

• zgomot fluctuant în timp, al cărui nivel de sunet se modifică continuu în timp;
• zgomote intermitente, al cărui nivel de sunet se modifică în trepte (cu 5 dBAși mai mult), iar durata intervalelor în care nivelul rămâne constant este de cel puțin 1 Cu;
• zgomot de impuls constând din unul sau mai multe bipuri, fiecare cu durata mai mică de 1 Cu, în timp ce sunetul este în dBAȘi dBA(eu) , măsurată respectiv pe caracteristicile timpului” încet" Și " puls” sonometru, diferă cu cel puțin 7 dBA.

Pentru evaluarea zgomotului nepermanent se introduce conceptul nivelului sonor echivalent LAe (în termeni de energie de impact), exprimat în dBA și reprezentând nivelul sonor al unui astfel de zgomot constant în bandă largă, a cărui intensitate în intervalul de timp considerat ( T ) are aceeași valoare medie ca zgomotul dat variabil în timp: ,

Unde L A ( t ) sunt valorile curente, respectiv, ale presiunii sonore și respectiv nivelul sonor al zgomotului care variază în timp. Valori L A uh poate fi măsurat cu sonometre integrate automate pe o perioadă dată T.

Parametrii de zgomot normalizati sunt: ​​pt zgomot constant– nivelurile presiunii sonore L P (dB) în benzi de frecvență de octavă cu frecvențe medii geometrice de 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 și 8000 Hz; în plus, pentru o evaluare aproximativă a zgomotului constant în bandă largă la locul de muncă, este permisă utilizarea nivelului de sunet L A exprimat în dBA;Pentru zgomot intermitent(cu excepția impulsului) - nivel sonor echivalent L Ae (după energia de impact), exprimată în dBA, reprezintă nivelul sonor al unui astfel de zgomot constant în bandă largă care afectează urechea cu aceeași energie sonoră ca și zgomotul real, care variază în timp, în aceeași perioadă de timp; zgomot de impuls– nivelul sonor echivalent L ae exprimat în dBA, și nivelul maxim al sunetului L A max V dBA(eu) măsurată pe „impulsul” caracteristic de timp al sonometrului. Valorile admisibile ale parametrilor de zgomot la locurile de muncă sunt reglementate de GOST 12.1.003-83* „Zgomot. Cerințe generale de siguranță” și SN 3223-85 „Standarde sanitare pentru nivelurile de zgomot permise la locurile de muncă”. Parametrii de zgomot admisibili sunt stabiliți în funcție de tipul de muncă efectuată (locuri de muncă) și de natura zgomotului. Pentru lucrări legate de creație, management, activitate științifică sau care necesită o atenție sporită, concentrare, control auditiv, sunt furnizate niveluri de zgomot mai scăzute.Mai jos sunt tipurile caracteristice de muncă care se disting în timpul normalizării, indicând numărul de serie. Creativ, munca stiintifica, instruire, proiectare, construcție, dezvoltare, programare. Lucrări administrative și manageriale care necesită muncă de concentrare, munca analiticaîn laborator.Lucrări de dispecerizare care necesită comunicare vocală prin telefon, în sălile de prelucrare a informațiilor pe calculator, în zone de montaj de precizie, în birouri de dactilografiere. munca in laboratoare cu echipamente zgomotoase.Toate tipurile de lucrari, cu exceptia celor enumerate la p.p. 1 - 4. Pentru zgomotul de bandă largă în tabel. 1 arată nivelurile admisibile de presiune sonoră L P în benzi de frecvenţă de octave cu frecvenţe medii geometrice f sg , nivelurile de sunet L A (pentru o evaluare subiectivă a zgomotului constant) și nivelurile de sunet echivalente L Ae (pentru a evalua zgomotul nepermanent) Pentru zgomotul tonal și de impuls, precum și pentru zgomotul generat în încăperi de instalațiile de aer condiționat și ventilație, nivelurile admise ar trebui să fie 5 dB sub cele indicate în Tabelul 1 (când se măsoară pe caracteristica „lent” a sonometrului).

tabelul 1

Niveluri de zgomot admise

Pentru zgomotul fluctuant în timp și intermitent, nivelul maxim al sunetului nu trebuie să depășească 110 dBA.Pentru zgomotul impulsiv, nivelul maxim de sunet măsurat pe caracteristica „impuls” a sonometrului nu trebuie să depășească 125 dBA(I) Conform SN 3077-84, sunt stabilite cerințe de zgomot mai stricte în spațiile rezidențiale, clădirile publice și zonele rezidențiale. De exemplu, în sălile de clasă institutii de invatamant niveluri L A Și L Ae nu trebuie să depășească 40 dBA, iar nivelul maxim de sunet este 55 dBA.In orice caz, chiar si o scurta sedere a persoanelor este interzisa in zonele cu niveluri de presiune sonora peste 135 dBîn orice bandă de octave. Zone cu niveluri de zgomot peste 85 dB trebuie marcat cu semne de siguranță; lucrătorii din astfel de zone ar trebui să aibă echipament individual de protecție.

5. Particularități ale propagării sunetului în atmosferă

Nivelul sunetului ( dB) generată de o sursă punctuală la distanță r (m) din acesta într-un mediu omogen fără absorbție și departe de orice obstacole, se determină prin formula: , (11)

Unde L W – nivelul relativ logaritmic al puterii sonore a sursei (formula (9)); f este factorul de directivitate al radiației sonore de la sursă în raport cu punctul de control (pentru sursele de sunet punctuale luate în considerare în această lucrare, f= 1); Ω este unghiul solid (spațial) de emisie a sunetului de către sursă, mier; Δ L V - atenuarea suplimentară a nivelului sonor cauzată de absorbția energiei unei unde sonore de către aerul atmosferic.

Nivelul presiunii sonore generat de o sursă de sunet la un punct de observare la o anumită distanță de sursă depinde de caracteristicile sursei (spectrul radiat, caracteristica de directivitate a radiației), de locația punctului de observare (punct de control) în raport cu sunetul. sursă și o serie de alți parametri. Unghi solid ( W ) este porțiunea de spațiu delimitată de o suprafață conică. O suprafață conică în cazul general este un set de linii drepte (generatoare) în spațiu tridimensional care leagă toate punctele unei anumite linii (ghid) cu un punct dat (vârf). Măsura unghiului solid este raportul dintre aria acelei părți a suprafeței sferei s rază arbitrară r cu centrul la vârful unghiului solid, care este decupat de suprafața conică a unghiului solid dat, la pătratul razei sferei (Fig. 2): , steradian (mier). (12) O suprafață conică este reprezentată ca un set de linii drepte ( generatoare) în spațiu, conectând toate punctele unei linii, în general arbitrare ( ghid) cu un punct dat ( vârf), așa cum se arată în fig. 2.

Dacă sursa de sunet este situată în spațiul liber și radiază în toate direcțiile (nu neapărat în mod egal), atunci unghiul solid al radiației va fi egal cu unghiul solid complet (unghiul solid include tot spațiul): W = 4 p mier.

Când sursa de sunet este situată pe un anumit plan, de exemplu, pe suprafața pământului, unghiul solid va include o jumătate de spațiu și, prin urmare, valoarea unghiului solid în acest caz va fi 2 p mier.Din expresia (11), fara a lua in calcul valoarea Δ L in , rezultă că nivelul presiunii sonore la punctul de control este redus cu 6 dB prin dublarea distanței până la sursa sonoră. Această reducere a presiunii sonore este denumită „scădere geometrică a nivelului sunetului”. mediu inconjurator marea majoritate a surselor de sunet sunt situate în apropierea suprafeței pământului, care are o anumită capacitate de reflectare a sunetului. În astfel de cazuri, nivelul sunetului la punctul de control va fi determinat atât de undele sonore directe, cât și de cele reflectate (Fig. 3). Pe fig. 3 marcate: r1 Și r2 sunt distanțele parcurse de undele sonore directe și reflectate, m; h w Și h k.t. – înălţimea amplasamentului deasupra suprafeţei sursei de sunet şi punct de control.Ţinând cont de denumirile din fig. 3 există o formulă pentru estimarea nivelului de propagare a sunetului în apropierea suprafeței reflectorizante: , (13) unde: f 1 Și f 2 sunt factorii de directivitate ai radiației sonore de la sursă în direcția punctului de control și în direcția punctului în care unda sonoră este reflectată de la suprafață (în această lucrare, pentru sursele punctiforme de zgomot, se iau egal cu 1) ; un neg este coeficientul de reflexie al undei sonore de la suprafață (0< un neg < 1, для земной поверхности un neg = 0,37). h w £ r1 / 3 Și o op ≈ 1, cu o ușoară eroare, putem presupune că radiația sonoră are loc direct de la suprafață. În acest caz, să presupunem r1 ≈ r2 ≈ r (Fig. 4), f = 0,5(f 1 + f 2)= 1 și W= 2p mier(radierea sunetului într-un semi-spațiu) și formula (11) este utilizată ca formulă de calcul.Dacă h k.t << r , h w << r Și f cf £ 40/ (h w h k.t. ) este frecvența medie a benzii de frecvență emisă de sursă, Hz, apoi undele sonore directe și reflectate se adaugă în fază și nivelul presiunii sonore crește cu D L adaugă = 3 dB raportat la nivelul determinat de formula (14).Atenuarea suplimentara a nivelului sonor cauzata de pierderea energiei sonore in aerul atmosferic este proportionala cu distanta. r (m) trecut de unda sonoră: , (14)

Unde b V este coeficientul de absorbție a sunetului în aer, dB/km. Valoare b V depinde de frecvența sunetului, precum și de temperatura și umiditatea relativă a aerului (în această lucrare, se presupune b V =5,2 dB/km).

Atenuarea suplimentară a zgomotului în calea undelor sonore în mediu poate fi cauzată de diverse obstacole, cum ar fi benzile de împădurire. Dacă înălțimea plantațiilor forestiere nu este mai mică de 5 m, apoi sunetul este parțial reflectat din el și parțial împrăștiat în coroanele copacilor și arbuștilor. Atenuarea suplimentară a zgomotului de către centura forestieră poate fi luată în considerare prin calcularea unei corecții negative la formulele (11) și (13): D L l.p. = b l.p. b l.p , (15) unde: b l.p. este coeficientul de atenuare a sunetului al fâșiei de împădurire, dB/m; b l.p - lățimea fâșiei de împădurire, m. Coeficientul de atenuare a sunetului unei centuri forestiere într-un mod complex depinde de tipul de vegetație și de tipul de plantare a acesteia, precum și de lățimea acesteia. Valoarea medie a coeficientului de atenuare fonică a centurii forestiere este valoarea b l.p. = 0,08 dB/m. Desigur, trebuie avut în vedere faptul că o centură forestieră formată din plantații de foioase în timpul iernii practic nu slăbește nivelul unei unde sonore care trece prin ea. Formulele de mai sus ne permit să estimăm nivelul de zgomot la o anumită distanță de sursa sa punctuală. Cu toate acestea, în mediu există surse de zgomot, precum străzi lungi, autostrăzi, magazine de producție zgomotoase etc., care nu pot fi considerate surse punctuale. Astfel de surse de zgomot se numesc extinse sau liniare.Nivelul de presiune sonoră ( dB) când se îndepărtează la distanţă d de la o sursă de zgomot liniar infinit de lungă într-un mediu fără absorbție se reduce cu 3 dB la dublarea distantei ( d , m) : L k.t. = L* W - 10 lg( d)-3 , (16) unde L * W – nivelul logaritmic relativ al puterii sonore emise de o secțiune a unei surse extinse cu o lungime de 1 m. Nivelurile de presiune acustică create de secțiuni individuale de surse liniare sau de surse extinse de lungime finită la un punct de control situat în mod arbitrar (Fig. 4) sunt determinate de formula: . (17) În fig. 4 marcate: l este lungimea sursei extinse de zgomot, m; d este cea mai scurtă distanță de la partea din față a sursei extinse de zgomot până la punctul de control, m; α este unghiul la care sursa extinsă de zgomot este văzută din punctul de control dat, bucuros; r este distanța de la mijlocul sursei extinse de zgomot până la punctul de control, m. Dacă r > 2l w , atunci formula (14) poate fi utilizată cu f = 1 și Ω = 2p mier, adică o sursă extinsă în acest caz poate fi considerată o sursă punctuală.

Orez. 4. Determinarea nivelului de presiune acustică în apropierea unei surse extinse de zgomot de lungime finită

La o distanță suficient de mare de sursa extinsă de zgomot, în formulele (16) și (17), trebuie făcute corecții pentru absorbția sunetului de către aer (formula (14)) și, dacă este necesar, pentru atenuarea zgomotului prin centura de protecție (formula (14)).

Partea practică

1. Obțineți o versiune a sarcinii de la profesor.

2. Studiază sarcina primită.

3. Clasificați zgomotul într-o situație dată.

4. Evaluați nivelul de zgomot în situațiile definite de opțiunea de atribuire prin calcule adecvate.

5. Pe baza rezultatelor calculelor, reprezentați grafic dependențele indicate în sarcină.

6. Evaluați caracteristicile de zgomot obținute pentru conformitatea cu nivelurile de reglementare.

1) Raportul trebuie să conțină rezultatele calculelor solicitate și dependențe grafice care ilustrează rezultatele calculelor.

2) În funcție de sarcină, clasificați zgomotele studiate (determinați natura lor).

3) Oferiți o concluzie cu privire la conformitatea nivelurilor de zgomot calculate la punctele de control date cu nivelurile standard.

Întrebări de control

1. Sunetul și caracteristicile sale.
2. Caracteristici ale percepției subiective a sunetului de către organele auditive umane.
3. Efectul zgomotului asupra corpului uman.
4. Caracteristicile zgomotului și clasificarea lor.
5. Care este scopul introducerii conceptului de nivel sonor echivalent și ce reprezintă acest parametru?
6. Principii de reglare a zgomotului.
7. Particularități ale percepției zgomotului provenind din mai multe surse.
8. O idee despre unghiul solid în care are loc radiația sonoră.
9. Ce factori pot influența nivelul sunetului perceput atunci când acesta se propagă în aerul atmosferic.
10. Caracteristici și diferență între sursele de sunet punctuale și extinse.
11. Lupta împotriva zgomotului la locul de muncă: un manual / Sub general. ed. E. Ya. Yudina. M.: Mashinostroenie, 1985. S. 11 - 17, 36 - 57.
12. Protecția mediului / Ed. S. V. Belova. M.: Şcoala superioară, 1991. S. 200 - 234.
13. Denisenko G.F. Securitatea și sănătatea în muncă. M.: Şcoala superioară, 1985. S. 182 - 193.

Lista bibliografică

Laboratorul #4

DETERMINAREA CONDIȚILOR DE DISPERSIE A EMISIILOR DE ÎNTREPRINDERI INDUSTRIALE

Scopul lucrării: determina nivelul de poluare a aerului atmosferic prin emisii industriale si emisii de la aparatele de ventilatie.

Partea teoretică

1. Emisii tehnogene și impact asupra mediului

Poluarea tehnogenă a mediului este cea mai evidentă relație cauzală din sistemul ecosferei: „economie, producție, tehnologie, mediu”. Aceasta duce la degradarea sistemelor ecologice, la schimbări climatice și geochimice globale și la daune aduse oamenilor și animalelor. Figura 1 prezintă clasificarea poluării tehnologice a mediului.

Orez. 1. Clasificarea poluării tehnologice a mediului

În general, prin natură și întindere, poluarea chimică este cea mai semnificativă, iar cea mai mare amenințare este asociată cu radiațiile. În ceea ce privește obiectele de influență, în primul rând, desigur, este persoana. Recent, nu doar creșterea poluării, ci și impactul total al acestora, care depășește adesea simpla însumare a consecințelor în efectul final, prezintă un pericol deosebit.Din punct de vedere ecologic, toate produsele tehnosferei sunt poluare sau potențiali poluanți. , chiar și cele care sunt inerte din punct de vedere chimic, deoarece preiau biosfera și devin balastul fluxurilor ecologice. Majoritatea produselor de producție devin și poluanți în timp, reprezentând „deșeuri întârziate”. Majoritatea poluării mediului se referă la încălcări neintenționate, deși evidente, ale mediului. Multe dintre ele sunt semnificative, multe sunt greu de controlat și sunt periculoase cu efecte neprevăzute din cauza îndepărtării consecințelor. De exemplu: emisiile tehnogenice de CO 2 sau poluarea termică sunt fundamental inevitabile atâta timp cât există energie combustibilă.Dimensiunea deșeurilor umane moderne și a produselor tehnosferei este de aproape 160. Gt/an, dintre care aproximativ 10 GT formează o masă de produse, adică „plecare întârziată”. În medie, un locuitor al Pământului reprezintă aproximativ 26 T toate emisiile antropice pe an. 160 GT deșeurile sunt distribuite aproximativ astfel: 30% sunt eliberate în atmosferă, 10% intră în corpurile de apă, 60% rămân la suprafața Pământului. Până acum, chimierea biosferei a atins o scară foarte mare, ceea ce afectează semnificativ aspectul geochimic al ecosferei. Masa totală de substanțe chimice produse și deșeuri active din întreaga industrie chimică a lumii a depășit 1,5 Gt/an. Aproape toată această cantitate poate fi atribuită poluării OS. Dar nu este vorba doar despre masă, ci și despre varietatea și toxicitatea majorității substanțelor chimice care sunt produse. Există mai mult de 10 7 compuși chimici în nomenclatura chimică mondială, iar în fiecare an numărul acestora crește cu câteva mii. Cu toate acestea, majoritatea substanțelor utilizate nu au fost evaluate în ceea ce privește toxicitatea și pericolul pentru mediu.

2. Surse de emisii tehnogene

Toate sursele de emisii tehnologice sunt împărțite în organizate, staționare și mobile. Sursele organizate sunt dotate cu dispozitive speciale pentru emisia direcțională a emisiilor (conducte, puțuri de ventilație, canale de evacuare, jgheaburi etc.). Emisiile din surse fugitive sunt arbitrare. Sursele sunt împărțite și în funcție de caracteristicile geometrice (punctuale, liniare, derivate) și după modul de funcționare - continuu, intermitent, salvă.Sursele părții predominante de poluare chimică și termică sunt procese termochimice din sectorul energetic - arderea combustibililor. și procesele termice și chimice aferente și scurgerile. Principalele reacții care determină emisia de dioxid de carbon, vapori de apă și căldură sunt următoarele:

Carbon: C + O 2 → CO 2;

Hidrocarburi: C n H m + (n + 0,25 m) O 2 → nCO 2 + 0,5 mH 2 O .

Pe parcurs, apar reacții care determină emisia altor poluanți și sunt asociate cu conținutul de diverse impurități din combustibil, cu oxidarea termică a azotului din aer și cu reacții secundare care apar în mediu. Toate aceste reacții însoțesc funcționarea stațiilor termice, cuptoarelor industriale, motoarelor cu ardere internă, turbinelor cu gaz și motoarelor cu reacție, proceselor din metalurgie, prăjirea materiilor prime minerale etc. Cea mai mare contribuție la poluarea dependentă de energie a mediului o au ingineria termoenergetică și transportul.Tabloul general al impactului unei centrale termice (TPP) asupra mediului este prezentată în Fig. 2. Când combustibilul este ars, întreaga sa masă se transformă în deșeuri solide, lichide și gazoase. Datele privind emisiile principalelor poluanți atmosferici în timpul funcționării centralelor termice sunt date în Tabel. 1.

tabelul 1

Emisii specifice în atmosferă în timpul funcționării TPP cu o capacitate de 1000 MW pe diferite tipuri de combustibil, g/kWh

Cantitatea de emisii depinde de calitatea combustibilului, tipul unităților de ardere, sistemele de neutralizare a emisiilor și capcanele de praf și dispozitivele de tratare a apelor uzate. În medie, în industria energiei termice cu combustibil la 1 T de combustibil ars este emis în mediu aproximativ 150 kg poluanti.

Orez. 2. Impactul centralei termice asupra mediului

1 - cazan; 2 - teava; 3 - conducta de abur; 4 - generator electric; 5 - stație electrică; 6 - condensator; 7 - admisie apa pentru racirea condensatorului; 8 – alimentarea cu apă a cazanului; 9 - linii electrice; 10 - consumatorii de energie electrică; 11 - corp de apă

Procesele metalurgice se bazează pe recuperarea metalelor din minereuri, unde acestea sunt conținute mai ales sub formă de oxizi sau sulfuri, folosind reacții termice și electrolitice. Cele mai tipice reacții totale (simplificate):

fier: Fe 2 O 3 + 3C + O 2 → 2Fe + CO + 2CO 2;

cupru: Cu 2 S + O 2 → 2Cu + SO 2;

aluminiu (electroliza): Al 2 O 3 + 2O → 2Al + CO + CO 2.

Lanțul tehnologic din metalurgia feroasă include producția de pelete și aglomerate, cocs, furnal, fabricarea oțelului, laminare, feroaliaje, turnătorie și alte tehnologii auxiliare. Toate etapele metalurgice sunt însoțite de o poluare intensă a mediului (Tabelul 2). În producția de cocs, se eliberează suplimentar hidrocarburi aromatice, fenoli, amoniac, cianuri și o serie de alte substanțe. Metalurgia feroasă consumă cantități mari de apă. Deși 80-90% din nevoile industriale sunt satisfăcute prin sistemele de alimentare cu apă reciclată, aportul de apă dulce și evacuarea efluenților poluați ating volume foarte mari, respectiv, aproximativ 25-30. m 3și 10 - 15 m 3 pentru 1 T produse cu ciclu complet. Cantități semnificative de solide în suspensie, sulfați, cloruri și compuși ai metalelor grele intră în corpurile de apă cu scurgere.

masa 2

Emisii de gaze (înainte de tratare) ale principalelor etape ale metalurgiei feroase

(fără producție de cocs), în kg/t produsul corespunzător

* kg/m2 suprafata metalica

Metalurgia neferoasă, în ciuda fluxurilor de materiale relativ mai mici de producție, nu este inferioară metalurgiei feroase în ceea ce privește toxicitatea totală a emisiilor. Pe lângă o cantitate mare de deșeuri solide și lichide care conțin astfel de poluanți periculoși precum plumb, mercur, vanadiu, cupru, crom, cadmiu, taliu etc., sunt emise și mulți poluanți atmosferici. În timpul prelucrării metalurgice a minereurilor sulfurate și a concentratelor, se formează o masă mare de dioxid de sulf. Deci, aproximativ 95% din toate emisiile de gaze nocive de la Combinatul Miner și Metalurgic Norilsk sunt SO 2, iar gradul de utilizare a acestuia nu depășește 8%. industria etc.) conțin multe cicluri de materiale deschise în esență. Principalele surse de emisii nocive sunt procesele de producere a acizilor anorganici și alcalinelor, cauciucul sintetic, îngrășămintele minerale, pesticidele, materialele plastice, coloranții, solvenții, detergenții, cracarea petrolului. Lista deșeurilor solide, lichide și gazoase din industria chimică este uriașă atât în ​​ceea ce privește masa poluanților, cât și toxicitatea acestora. În complexul chimic al Federației Ruse, mai mult de 10 mln t deșeuri industriale periculoase.Diferitele tehnologii din industriile prelucrătoare, în primul rând în inginerie mecanică, includ un număr mare de diferite procese termice, chimice și mecanice (turnatorie, forjare și presare, producție de mașini, sudare și tăiere a metalelor, asamblare, galvanizare, vopsea, etc.). Acestea produc o cantitate mare de emisii nocive care poluează mediul. O contribuție semnificativă la poluarea generală a mediului o au și diversele procese care însoțesc extracția și îmbogățirea materiilor prime minerale și construcții.Agricultura și viața oamenilor în ceea ce privește propriile deșeuri - resturi și produse reziduale ale plantelor, animalele și oamenii - în esență nu sunt surse de poluare a mediului, deoarece aceste produse pot fi incluse în ciclul biotic. Dar, în primul rând, tehnologiile agricole moderne și utilitățile publice se caracterizează printr-o deversare concentrată a majorității deșeurilor, ceea ce duce la excese locale semnificative ale concentrațiilor admisibile de materie organică și fenomene precum eutrofizarea și contaminarea corpurilor de apă. În al doilea rând, și mai serios, agricultura și viața de zi cu zi a oamenilor sunt intermediari și participanți la dispersarea și răspândirea unei părți semnificative a poluării industriale sub formă de fluxuri de emisii distribuite, reziduuri de produse petroliere, îngrășăminte, pesticide și diverse produse uzate, gunoi. - de la hartie igienica la ferme abandonate.si orase.

Orez. 3. Schema efectelor poluării mediului

Între toate mediile există un schimb constant de o parte din poluanți: o parte grea de aerosoli, gaz-fum și impurități de praf din atmosferă cade pe suprafața pământului și în corpurile de apă, o parte din deșeurile solide de la suprafața pământului sunt spălate în corpuri de apă sau dispersate de curenții de aer. Poluarea mediului afectează o persoană direct sau printr-o legătură biologică (Fig. 3). În fluxurile tehnogene de poluanți, mediile de transport – aer și apă – ocupă un loc cheie.

3. Poluarea aerului

Compoziția, cantitatea și pericolul poluanților atmosferici. Din 52 GT peste 90% din emisiile antropice globale în atmosferă sunt dioxid de carbon și vapori de apă, care de obicei nu sunt clasificate drept poluanți (rolul special al emisiilor de CO 2 este discutat mai jos). Emisiile tehnogene în aer includ zeci de mii de substanțe individuale. Cu toate acestea, cei mai obișnuiți poluanți „multi-tonaj” sunt relativ puțini la număr. Acestea sunt diverse particule solide (praf, fum, funingine), monoxid de carbon (CO), dioxid de sulf (SO2), oxizi de azot (NO și NO2), diverse hidrocarburi volatile (CH x), compuși ai fosforului, hidrogen sulfurat (H). 2S), amoniac (NH3), clor (CI), acid fluorhidric (HF). Cantitățile primelor cinci grupe de substanțe din această listă, măsurate în zeci de milioane de tone și emise în aer în întreaga lume și în Rusia, sunt prezentate în Tabel. 3.

Tabelul 3

Emisiile în atmosferă a celor cinci poluanți principali din lume și din Rusia ( mln t)

Cea mai mare poluare a aerului se observă în regiunile industriale. Aproximativ 90% din emisii au loc în 10% din suprafața terenului și sunt concentrate în principal în America de Nord, Europa și Asia de Est. Bazinul aerian al marilor orașe industriale este deosebit de puternic poluat, unde fluxurile tehnogene de căldură și poluanți atmosferici, mai des în condiții meteorologice nefavorabile (presiune atmosferică ridicată și inversiuni termice), creează adesea cupole de praf și fenomene de smog - amestecuri toxice de ceață, fum. , hidrocarburi și oxizi nocivi. Astfel de situații sunt însoțite de excese puternice ale MPC a multor poluanți ai aerului.Peste 200 de orașe rusești cu o populație de 65 de locuitori. milion oamenii experimentează excese constante ale MPC al substanțelor toxice. Locuitorii din 70 de orașe se confruntă în mod sistematic cu depășirea de 10 sau mai multe ori a MPC. Printre acestea se numără orașe precum Moscova, Sankt Petersburg, Samara, Ekaterinburg, Chelyabinsk, Novosibirsk, Omsk, Kemerovo, Khabarovsk. În aceste orașe, principala contribuție la cantitatea totală de emisii de substanțe nocive cade pe ponderea vehiculelor, de exemplu, la Moscova este de 88%, la Sankt Petersburg - 71% și procesele biologice. Cu toate acestea, puterea surselor tehnogene de poluare a crescut atât de mult încât în ​​troposfera inferioară, odată cu creșterea locală a concentrației anumitor gaze și aerosoli, au loc schimbări globale. Omul invadează ciclul substanțelor echilibrate de biotă, crescând brusc eliberarea de substanțe nocive în atmosferă, dar neasigurând eliminarea acestora. Concentrația unui număr de substanțe antropice în atmosferă (dioxid de carbon, metan, oxizi de azot etc.) crește rapid. Aceasta indică faptul că potenţialul de asimilare al biotei este aproape de epuizare.Precipitări acide. Potrivit unui număr de indicatori, în primul rând în ceea ce privește masa și prevalența efectelor nocive, dioxidul de sulf este considerat poluantul atmosferic numărul unu. Se formează în timpul oxidării sulfului conținut în combustibil sau în compoziția minereurilor sulfurate. În legătură cu creșterea puterii proceselor la temperatură înaltă, conversia multor centrale termice în gaz și creșterea parcului auto, emisiile de oxizi de azot, care se formează în timpul oxidării azotului atmosferic, sunt în creștere. Intrarea în atmosferă a unor cantități mari de SO și oxizi de azot duce la o scădere vizibilă a pH-ului precipitațiilor. Acest lucru se datorează reacțiilor secundare din atmosferă, care duc la formarea de acizi tari - sulfuric și nitric. Aceste reacții implică oxigen și vapori de apă, precum și particule de praf tehnogenic ca catalizatori: 2SO 2 + O 2 + 2H 2 O → 2H 2 SO 4, 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3. o serie de produse intermediare a acestor reactii. Dizolvarea acizilor în umiditatea atmosferică duce la precipitarea „ploii acide”. Precipitațiile acide sunt foarte periculoase în zonele cu soluri acide, microflora moare, materia organică este spălată, corpurile de apă ale râurilor și lacurilor sunt acidulate și au loc schimbări ireversibile în ecosisteme. Încălcarea stratului de ozon. În anii 1970, s-au raportat scăderi regionale ale ozonului în stratosferă. Deosebit de remarcabilă a fost gaura de ozon pulsată sezonier peste Antarctica, cu o suprafață de peste 10. milioane km2, unde conținutul de O 3 a scăzut cu aproape 50% în anii 80. Mai târziu, „găuri de ozon rătăcitoare”, deși mai mici ca dimensiune și nu cu o scădere atât de semnificativă, au început să fie observate iarna în emisfera nordică, în zonele de anticicloni persistenti - peste Groenlanda, nordul Canadei și Yakutia. Rata medie a declinului global pentru perioada 1980-1995 este estimată la 0,5–0,7% pe an.întreaga societate. Au fost înaintate o serie de ipoteze cu privire la cauzele epuizării stratului de ozon. Majoritatea experților sunt înclinați să creadă că găurile de ozon sunt de origine umană. Ideea cea mai fundamentată este că motivul principal este intrarea în straturile superioare ale atmosferei a clorului și fluorului tehnologic, precum și a altor atomi și radicali care pot adăuga extrem de activ oxigen atomic, concurând astfel cu reacția O + O 2 → O 3. Introducerea halogenilor activi in ​​atmosfera superioara este mediata de clorofluorocarburi volatile (CFC) de tip freon (fluorocloruri amestecate de metan si etan, de exemplu freon-12 - diclorodifluormetan, CF 2 Cl 2), care, fiind inert și netoxice în condiții normale, dezintegrare sub acțiunea razelor ultraviolete cu unde scurte din stratosferă. Eliberându-se, fiecare atom de clor este capabil să distrugă sau să prevină formarea multor molecule de ozon.Clorfluorocarburile au o serie de proprietăți utile care au dus la utilizarea lor pe scară largă în unități frigorifice, aparate de aer condiționat, cutii de aerosoli, stingătoare etc. Din 1950. , volumul producției mondiale de CFC a crescut anual cu 7 - 10%, iar în anii 80 se ridica la aproximativ 1 mln t. Ulterior, au fost adoptate acorduri internaționale,
obligând țările membre să reducă utilizarea CFC-urilor. Încă din 1978, Statele Unite au introdus o interdicție privind utilizarea aerosolilor CFC. Dar extinderea altor aplicații ale CFC-urilor a dus din nou la o creștere a producției lor globale. Tranziția industriei către noi tehnologii de economisire a ozonului este asociată cu costuri financiare mari.În ultimele decenii au apărut și alte modalități, pur tehnice, de introducere a distrugătorilor activi de ozon în stratosferă: explozii nucleare în atmosferă, emisii de avioane supersonice, lansări de rachete și nave spațiale reutilizabile. Este posibil, totuși, ca o parte din slăbirea observată a ecranului de ozon al Pământului să nu fie asociată cu emisiile provocate de om, ci cu fluctuații seculare ale proprietăților aerochimice ale atmosferei și schimbări climatice independente.Efectul de seră și schimbările climatice. Poluarea tehnogenă a atmosferei este într-o anumită măsură asociată cu schimbările climatice. Vorbim nu numai despre dependența destul de evidentă a mezoclimatului centrelor industriale și al împrejurimilor acestora de poluarea termică, cu praf și chimic a aerului, ci și despre clima globală.De la sfârșitul secolului al XIX-lea. în prezent există o tendință de creștere a temperaturii medii a atmosferei; în ultimii 50 de ani, aceasta a crescut cu aproximativ 0,7 °C. Acest lucru nu este deloc mic, având în vedere că în acest caz creșterea brută a energiei interne a atmosferei este foarte mare - aproximativ 3000 MJ. Nu este asociat cu o creștere a constantei solare și depinde doar de proprietățile atmosferei în sine. Principalul factor este scăderea transparenței spectrale a atmosferei pentru radiația de întoarcere cu lungime de undă lungă de la suprafața pământului, adică. sporirea efectului de seră. Efectul de seră este creat de o creștere a concentrației unui număr de gaze - CO 2 , CO, CH 4 , NO x , CFC, etc., numite gaze cu efect de seră. Conform datelor rezumate recent de Grupul Internațional pentru Schimbări Climatice (IPCC), există o corelație pozitivă destul de ridicată între concentrațiile de gaze cu efect de seră și abaterile temperaturii atmosferice globale. În prezent, o parte semnificativă a emisiilor de gaze cu efect de seră este de origine tehnologică, tendințele de încălzire globală sunt de mare importanță. Întrebarea dacă se va întâmpla sau nu nu mai merită. Potrivit experților Serviciului Meteorologic Mondial, la nivelul actual al emisiilor de gaze cu efect de seră, temperatura medie globală în următorul secol va crește cu o rată de 0,25. °C timp de 10 ani. Creșterea sa până la sfârșitul secolului XXI, conform diferitelor scenarii, (în funcție de adoptarea anumitor măsuri) poate fi de la 1,5 la 4 °C. În latitudinile nordice și mijlocii, încălzirea va afecta mai mult decât la ecuator. S-ar părea că o astfel de creștere a temperaturii nu ar trebui să provoace prea multe îngrijorări. Mai mult, posibila încălzire în țările cu climă rece, precum Rusia, pare aproape de dorit. De fapt, consecințele schimbărilor climatice pot fi catastrofale. Încălzirea globală va determina o redistribuire semnificativă a precipitațiilor pe planetă. Nivelul Oceanului Mondial din cauza topirii gheții poate crește cu 30 - 40 până în 2050 cm, iar până la sfârșitul secolului - de la 60 la 100 cm. Acest lucru va crea o amenințare de inundare a zonelor de coastă semnificative.Pentru teritoriul Rusiei, tendința generală a schimbărilor climatice se caracterizează prin încălzire slabă, temperatura medie anuală a aerului din 1891 până în 1994. a crescut cu 0,56 °C. Pe perioada observațiilor instrumentale, ultimii 15 ani au fost cei mai călduroși, iar 1999 s-a dovedit a fi cel mai cald, în ultimele trei decenii se remarcă și o tendință de scădere a precipitațiilor. Una dintre consecințele alarmante ale schimbărilor climatice pentru Rusia ar putea fi distrugerea solurilor înghețate. O creștere a temperaturii în zona de permafrost cu 2-3 °C va duce la o modificare a proprietăților portante ale solurilor, ceea ce va pune în pericol diverse structuri și comunicații. În plus, rezervele de CO 2 și metan conținute în permafrostul din solurile dezghețate vor începe să pătrundă în atmosferă, exacerbând efectul de seră.

4. Determinarea condiţiilor de dispersie a emisiilor de la întreprinderile industriale

Distribuția în atmosferă a emisiilor industriale de la conducte și dispozitive de ventilație respectă legile difuziei turbulente. Procesul de dispersie a emisiilor este afectat semnificativ de starea atmosferei, locația întreprinderilor și a surselor de emisii, natura terenului, proprietățile chimice ale substanțelor emise, înălțimea sursei, diametrul conductei. , etc. Mișcarea orizontală a impurităților este determinată în principal de viteza și direcția vântului, iar mișcarea verticală este determinată de distribuția temperaturilor în atmosferă de-a lungul înălțimii.substanțele nu trebuie să depășească concentrația maximă admisă unică a acestei substanțe. în aerul atmosferic. Concentrație maximă Cm substanțe nocive (în mg/m3) lângă suprafața pământului se formează pe axa penei la distanță Xmax de la sursa de emisie (pentru un amestec fierbinte gaz-aer):

A este coeficientul de stratificare atmosferică, care depinde de gradientul de temperatură și determină condițiile de dispersie verticală și orizontală a emisiilor (pentru centrul Rusiei, se ia o valoare în 140 – 200);

M este masa unei substanțe emise în atmosferă pe unitatea de timp, g/s;

V 1 este volumul amestecului gaz-aer ejectat, m 3 / s;

h - inaltimea conductei, m;

F - coeficient care ține cont de rata de decantare a particulelor în suspensie a emisiei în atmosferă (pentru gaze este 1, pentru praf cu o eficiență de curățare mai mare de 90% - 2, de la 75% la 90% - 2,5, mai puțin de 75 % - 3);

Δ T - diferența dintre temperatura amestecului gaz-aer emis și temperatura aerului atmosferic ambiental, egală cu temperatura medie a lunii celei mai calde la ora 13:00;

η este un coeficient adimensional care ține cont de influența terenului;

m este un coeficient adimensional care ia în considerare condițiile de ieșire a gazelor din conductă:

unde: f = 103W0D/h3AT;

W0 = 4 V 1 / D2 este rata medie de ieșire a gazului din conductă, Domnișoară;

D - diametrul conductei, m;

n este un coeficient adimensional în funcție de parametru V M , Domnișoară:

La Vm ≤ 0,3 accept n = 3, la Vm > 2 accept n = 1, la 0,3< Vm < 2 принимают n= [(Vm - 0,3)(4,36 – Vm)] 0,5 .

Concentrația maximă așteptată de poluanți (in mg/m3) la ejectarea unui amestec rece gaz-aer se determină prin ecuația:

Distanța până la locul unde se așteaptă concentrația maximă, ( X max ) este definită după cum urmează: ● pentru gaze și praf fin Xmax = dh , Unde d este o mărime adimensională în funcție de parametru V M :

pentru ejectia rece

d=11,4 V M la V M ≤ 2;

d = 16,1 ( VM) 0,5 la V M > 2;

● pentru praful grosier ( F ≥ 2)

X max \u003d 0,25 (5 - F) dh ;

● pentru amestec fierbinte gaz-aer:

d=4,95V M (1 + 0,28f 1/3) la V M ≤ 2;

d = 7 ( V M) 0,5 (1 + 0,28 f 1/3) la V M > 2.

Concentrația poluanților în stratul de suprafață al atmosferei la orice distanță X dintr-o altă sursă de emisie decât Xmax , este determinată de formula: C = Cm S 1 ,

Unde S1 - coeficient în funcţie de valoare χ = X / Xmax :

● când χ ≤ 1 S 1 = 3 χ 4 - 8 χ 3 + 6 χ 2 ;

● la 1< χ ≤ 8 S 1 \u003d 1,13 (1 + 0,13 χ 2) -1;

● când χ ≤ 8 (F = 1) S 1 = χ(3,58 χ2 +3,52 χ + 120) –1 ;

● când χ ≤ 8 (F = 1) S 1 \u003d (0,1 χ 2 +2,47 χ + 17,8) - 1 .

Partea practică

Raportul de laborator trebuie să conțină:

1) date inițiale;

2) rezultatele tuturor calculelor;

3) concluzii.

Întrebări de control

1. Ce sunt emisiile tehnogene?
2. Sursele termice și rolul lor în poluarea mediului.
3. Influența proceselor metalurgice și chimice asupra poluării mediului.
4. Care este epuizarea stratului de ozon?
5. Ce cauzează ploaia acidă?
6. Ce este efectul de seră și de ce este periculos?
7. Ce este poluarea atmosferică?
8. Protecția mediului / Ed. S.V. Belova. M.: Şcoala superioară, 1991. 2. 234 p.
9. Ecologie / Ed. Denisova V.V.: Rostov-pe-Don, martie 2002, 630 p.
10. Fedorova A.I. Atelier de ecologie și protecția mediului. M.: VLADOS, 2001, 288 p.

Sunetul de la un avion cu reacție creează zgomot care depășește zgomotul unei mulțimi de 50 de milioane de oameni în intensitate, scrie celebrul ecologist francez Philippe Saint-Marc. Zgomotul a devenit un efect secundar al progresului științific și tehnologic. Interferează cu munca și odihna oamenilor, reduce productivitatea și afectează negativ sistemul nervos central. Simfonia zgomotului orașului este alcătuită din mulți factori: zgomotul și zgomotul transportului, zgomotul utilajelor de construcții, zgomotul mașinilor din fabrici și chiar micro-tehnici din gospodărie. Dar transportul rutier este principala sursă de zgomot în orașe; reprezintă până la 80% din toate tipurile de poluare.

Datorită vibrațiilor mecanice ale particulelor de natură fizică diferită. Din punct de vedere fiziologic, se disting sunetele joase, medii și înalte. Oscilațiile acoperă o gamă uriașă de frecvență: de la 1 la 16 Hz - sunete inaudibile (infrasunete); de la 16 la 20 mii Hz - sunete audibile și peste 20 mii Hz - ultrasunete. Zona sunetelor percepute, adică granița celei mai mari sensibilități a urechii umane, se află între pragul de sensibilitate și pragul de durere și este de 130 dB. Presiunea sonoră în acest caz este atât de mare încât este percepută nu ca un sunet, ci ca durere.

Unitatea de măsură a intensității sunetului este bel (b) și decibel (db), egală cu 0,1 bela, dar dau o valoare relativă, care este raportul logaritmic a două mărimi fizice cu același nume cu o bază logaritmică egală cu 10. Pentru o persoană, zgomotul devine periculos de îndată ce sunetul trece de granița de 80 dB (în orașele moderne, vehiculele produc zgomot care depășește 100 dB).

Din punct de vedere fiziologic, s-a stabilit că amplificarea sunetului depinde nu numai de puterea acestuia, ci și de frecvență. S-a descoperit experimental că sunetele de aceeași putere, dar de frecvențe diferite, sunt percepute ca sunete de diferite puteri. Prin urmare, a fost introdusă o nouă mărime fiziologică - unitatea de volum a sunetului - fondul. Phonul și decibelul sunt egale atunci când sunetul are o frecvență de 1000 de herți.

Zgomotul se distinge prin intensitate: gradul I - de la 30 la 65 de fundaluri, gradul II - de la 65 la 90 de fundaluri, gradul al treilea - de la 90 la 110 de fundaluri, gradul al patrulea - de la 110 la 130 de fundaluri.
Frecvența zgomotului este, de asemenea, împărțită în patru grupe: frecvență foarte joasă - de la 40 la 63 Hz, frecvență joasă - de la 80 la 125 Hz, frecvență medie - de la 160 la 500 Hz, frecvență înaltă - de la 6030 la 10.000 Hz.

Zgomotul a devenit un fenomen patologic în orașele mari. Profesorul F. Saint-Marc scrie că, în funcție de putere și frecvență, zgomotul provoacă dureri de cap, bâzâit în urechi, insomnie, ritm cardiac crescut și tulburări grave ale creierului, nervos și cardiac.

Au fost înregistrate modificări funcționale în organism sub influența zgomotului: creșterea tensiunii arteriale, disfuncția glandei tiroide și a cortexului suprarenal, modificări ale activității creierului și a sistemului nervos central. Deci, conform datelor publicate în Marea Britanie, din cauza zgomotului, fiecare al patrulea bărbat și a treia femeie suferă de boli nervoase. Fiecare al cincilea pacient din clinicile de psihiatrie din Franta este victima zgomotului, iar in cartierele zgomotoase din New York se inregistreaza retard psihic si fizic in dezvoltarea copiilor. Potrivit unor surse franceze, până în 1971, 341 de persoane s-au sinucis ca urmare a depresiei nervoase cauzate de muzica tare și zgomotul în general, a cărui intensitate la Paris a atins o forță monstruoasă în ultimii ani.

Jderele au fost supuse unui zgomot de peste 102 dB și în decurs de 10 săptămâni au primit o creștere a nivelului de colesterol din sânge, o formă dezvoltată de ateroscleroză în comparație cu animalele care, ca ei, mâncau, dar nu erau expuse la zgomot. Experții spun că zgomotul are un efect negativ chiar și asupra fătului.

Oamenii reacţionează diferit la zgomot. Adesea depinde de vârstă, temperament, sănătate, condiții de viață și alte motive. Cu aceeași intensitate a zgomotului, persoanele de peste 70 de ani se trezesc în 72% din cazuri, iar copiii de 7-8 ani - doar în 1%. Copiii se trezesc cu zgomot de 50 dB, iar adolescenții - 30 dB. Potrivit datelor furnizate de Consiliul Federal pentru Știință și Tehnologie al SUA, aproximativ 16 milioane de muncitori suferă de zgomot industrial, care provoacă daune semnificative industriei americane, ajungând la 4 miliarde de dolari pe an.

Principala sursă de zgomot în orașe sunt mașinile. Recent, designerii au căutat tipuri eficiente de amortizoare care să neutralizeze zgomotul generat de vehiculele în mișcare. În orașe, efectul de zgomot poate fi redus prin lărgirea carosabilului; odata cu extinderea strazilor cu 20-40 m, zgomotul stradal scade cu 4-6 dB. Un rol important îl joacă proiectarea pistelor în sine și organizarea transportului și zona spațiilor verzi. Experții sovietici consideră că este oportună crearea unei centuri verzi de 10-50 m lățime (în funcție de lățimea străzii) din plantațiile perene dintre carosabil și trotuar. Copacii ar trebui să fie foioase și să aibă o coroană densă. S-a dovedit că spațiile verzi reduc nivelul zgomotului stradal cu 8-10 dB. Clădirile de locuit trebuie „depărtate” de trotuare cu 15-20 m, iar zona din jurul lor trebuie amenajată. Orientarea spațiilor în interiorul apartamentelor este foarte importantă: sufrageria și dormitorul ar trebui să fie situate în partea cea mai liniștită a apartamentului. O serie de studii au arătat dependența stării de sănătate de zgomotul străzii. De exemplu, autostrada Belgrad-Zagreb, construită fără a ține cont de situația ecologică, de-a lungul căreia se află clădirile rezidențiale, înrăutățește situația ecologică din aceste orașe.
În multe orașe ale țării, toate sau doar o parte a autostrăzilor sunt transferate în subteran, economisind astfel sute de hectare de teren liber, iar oamenii scapă de zgomot. Propunerea de a construi o stație de metrou din Belgrad a fost excepțional de oportună.
O descoperire interesantă a fost făcută de un grup de ingineri români care, pentru a reduce zgomotul, au creat o structură de geam termopan, în timp ce geamul interioară este de câteva ori mai gros decât cel exterior. Cu astfel de geamuri, intensitatea zgomotului este redusă de 2 ori. Este absolut clar că pentru a crea confort acustic este necesară coordonarea acțiunilor în dezvoltarea proiectelor de arhitectură, transport și alte proiecte.

Zgomot- acestea sunt orice sunete care sparg tăcerea sau irită o persoană și interferează cu percepția semnalelor utile. Efectul iritant al zgomotului este un factor semnificativ care afectează starea funcțională a cortexului cerebral și a sistemului nervos central, iar prin acestea - asupra întregului organism.

Se estimează că în Statele Unite costul zgomotului industrial este de aproximativ 4 milioane de dolari pe an, iar în Marea Britanie acestea sunt mai mari decât de la incendii. În orașele mari, zgomotul reduce viața cu 8-12 ani.

Urechea umană percepe sunete cu o frecvență de 20 până la 20.000 Hz. Sub această limită se află infrasunetele, deasupra - ultrasunetele. Urechea umană este cea mai sensibilă în intervalul de frecvență de la 1.000 la 4.000 Hz.

Zgomotul este de obicei măsurat pe caracteristica „A” a sonometrului. Această caracteristică corectează sensibilitatea la frecvență a sonometrului în conformitate cu caracteristicile aparatului auditiv uman, adică reflectă efectul fiziologic al sunetului asupra corpului. Valoarea rezultată se numește nivelul sonor, unitatea de măsură este decibel „A” (dBA). Această caracteristică este internațională, iar în Rusia este fixată de GOST 12.1.003-83 și standardele sanitare SN-2.2.4 / 2.1.8.582-96. Pragul de auz este la nivelul de 10 dBA, nivelul sonor de 60-70 dBA are un efect iritant, la 100-110 dBA există o deficiență de auz, 120-130 dBA este pragul de durere.

Principalele surse de zgomot în transportul feroviar sunt trenurile în mișcare, mașinile de cale și echipamentele de producție ale întreprinderilor. Nivelul de zgomot pe calea ferată variază de la 66 dBA (cu o pereche de trenuri de pasageri care se deplasează pe oră) la 91 dBA (30 de perechi de trenuri de marfă). Locomotiva este una dintre principalele surse de zgomot într-un tren în mișcare. Deci, pe o locomotivă diesel, zgomotul unui motor diesel 2D100 ajunge la 115 dBA, sistemul de evacuare - 123 dBA, generatorul de tracțiune - 99 dBA, motorul de tracțiune - 99 dBA, pompa de ulei - 100 dBA, pompa de combustibil - 97 dBA, compresorul - 105 dBA. La locomotiva electrică VL-10, nivelul sonor al ventilatorului este de 111 dBA, iar nivelul sonor al compresorului este de 108 dBA.

Nivelurile de zgomot admise pentru spațiile industriale și rezidențiale sunt date în tabel. 8.

Tabelul 8

Nivelurile de zgomot

Este evident că nivelurile de zgomot admise pentru spațiile industriale și rezidențiale și zonele din apropierea gărilor, a depozitelor de locomotive și a instalațiilor de reparare a materialului rulant sunt depășite semnificativ.

Trenurile în mișcare sunt, de asemenea, surse de vibrații de joasă frecvență (infrasonice). Vibrațiile mecanice generate de trenuri sunt deosebit de puternice atunci când se deplasează peste poduri și tuneluri. Studiile au arătat că expunerea prelungită la vibrații provoacă modificări funcționale în sistemul nervos central și cardiovascular, ale căror consecințe sunt scăderea ratei reacțiilor umane, dezvoltarea hipertensiunii etc.

Pentru reducerea zgomotului în transportul feroviar se iau următoarele măsuri:

Împădurire de protecție;

Ecranarea surselor de zgomot;

Planificarea rațională a zonelor rezidențiale adiacente din apropierea instalațiilor feroviare;

Instalare amortizor;

Protecție la distanță.

Spațiile verzi au un efect semnificativ asupra propagării zgomotului în spațiul de suprafață. Întâlnindu-le, o parte din energia undei sonore este reflectată ca de pe un ecran, cealaltă parte (mare) este absorbită. Centura forestieră de protecție, a cărei lățime variază de la 10 la 30 m, face posibilă reducerea nivelului de zgomot cu 4 dBA (trei rânduri de foioase) la 11 dBA (cinci rânduri de conifere).

Impactul nociv al zgomotului asupra populației poate fi redus prin amplasarea căilor ferate de mare viteză în tuneluri, tăieturi, în spatele versanților de teren natural sau artificial. Aici este posibil să se utilizeze bariere de zgomot din tablă ondulată de oțel înălțime de 3 m. Astfel de bariere servesc și ca gard de acces. Eficiența reducerii zgomotului prin ecranarea structurilor este direct proporțională cu înălțimea acestora și invers proporțională cu distanța de la sursa de zgomot la ecran. Prin urmare, este indicat să amplasați ecranele cât mai aproape de sursa de zgomot.

Amortizoarele de zgomot sunt de doua tipuri: active (se folosesc materiale fonoabsorbante - ceramica, vata minerala etc.) si reactive (bazate pe reflectarea sunetului inapoi la sursa sau reducerea energiei). Majoritatea amortizoarelor sunt combinate.

Cu toate acestea, principala măsură de protecție împotriva zgomotului, vibrațiilor și EMF este protecția la distanță.