Шумове та вібраційне забруднення

Віброакустичне забруднення довкілля нині є вельми актуальною екологічною проблемою, вирішення якої потребує проведення комплексних технічних та соціальних заходів. За результатами багатьох досліджень, узагальнених ВООЗ, установлено, що близько 250 мільйонів населення Євросоюзу потерпає від надлишкового рівня шуму у житлі. З них 80 мільйонів зазначають, що шум порушує сон у нічний час і 70 мільйонів скаржаться на неприємні й небажані звуки, що досягають житлових приміщень удень. Приблизно 50 – 60 % територій великих міст знаходяться у зоні акустичного дискомфорту. Рівень шуму у багатьох сучасних містах становить 80 – 90 дБА й стійко утримуюється у цих межах упродовж 15 – 18 годин на добу. До джерел шуму належать магістральні вулиці, залізничні вузли та станції, великі автовокзали, автогосподарства, промислові об’єкти, енергетичні установки тощо. Перевищення допустимих рівнів шуму від зовнішніх джерел на прилеглих до будинків територіях негативно впливає на акустичний режим житлових приміщень. У формування акустичного забруднення житла свою частку вносять різноманітні внутрішні джерела, зокрема шум від інженерно – технічного обладнання будинків, прибудованих або вбудованих громадських об’єктів, телевізорів, радіоприймачів, музичних інструментів, голосної мови юрби людей чи окремих осіб.

Фізичні характеристики та класифікації шуму. Шум – це одна з форм фізичного (хвильового) забруднення природного середовища. З фізичної точки зору шум - хаотичні пружні коливання повітряного середовища різної частоти, сили, ритму. З гігієнічного погляду шумом вважають усі звуки, що заважають людині працювати, відпочивати, спати й здатні викликати негативну подразнювальну дію.

Для характеристики інтенсивності шуму користуються логарифмічною шкалою рівнів звукового тиску, в якій одиницею вимірювання є децибел (дБ). Децибел – це відносна величина, що показує у скільки разів у десяткових логарифмічних значеннях звуковий тиск (сила звуку) більший за поріг слухового відчуття. Увесь діапазон інтенсивності шуму становить 0 - 140 дБ.

Частота звуку чи шуму виражається в герцах (Гц) - кількості коливань за секунду. Октава – діапазон частот, у якому верхня межа є удвічі більшою за нижню (16 - 32 Гц; 100 - 200 Гц тощо). Людським вухом сприймаються частоти 16 -20000 Гц, що вкладається в 10 октав. За частотним спектром розрізняють: шуми низькочастотні (16 - 400 Гц), середньочастотні (400 - 1000 Гц), високочастотні (понад 1000 Гц). За спектральним складом шуми поділяють на тональні (коли в спектрі переважає одна частота), вузькосмугові (у спектрі звучать 1- 3 октави), широкосмугові (4 - 6 октав), "білі" (звучать усі частоти). Людським вухом звуковий тиск сприймається у межах від 2∙10^-5 Па (поріг слухового відчуття) до 2∙10² Па (поріг больового відчуття) або від 10 ^{– 12} до 10 ^-5 Вт/ м² і частотою 16 – 20000 Гц. Звукові хвилі з частотою нижче 16 Гц належать до інфразвукових, а з частотою понад 20000 Гц – до ультразвукових.

Звуки різної частоти сприймаються вухом людини неоднаково: низькочастотні при одному і тому ж рівні звукового тиску є тихішими, а високочастотні більш гучні. Тому запропонована фізіологічна величина сприйняття звуків – гучність, одиницею вимірювання якої є фони (децибели гучності). Для переведення децибел у фони і навпаки користуються спеціальними графіками Робінсона і Датсона (рис. 20).

Рис. 20. Графік Робінсона і Датсона

(горизонтальні лінії – рівень сили звуку у дБ; криві лінії – гучність звуку у фонах)

Наприклад, якщо поріг гучності при 1000 Гц прийняти за 0 дБ, то при 30 Гц він на 63 дБ вищий, а при 4000 Гц - на 10 дБ нижчий.

Існує також часова класифікація шуму, відповідно до якої шум поділяється на безперервний (постійний), переривчастий (ритмічний і аритмічний) та імпульсний (ударний). Звуки однієї й тієї ж гучності діють на організм неоднаково. Їхній вплив залежить від частоти: низькочастотні є значно менш шкідливими, а високочастотні - більш шкідливими, ніж середньочастотні. Нижній поріг шкідливої дії звуку при 1000 Гц складає 30 дБ, а при 60 Гц - 65 дБ, при 8000 Гц - 23 дБА. В основу гігієнічного нормування шуму покладені не лише об'єкти (вулиця, житло, навчальні, службові, лікарняні, виробничі приміщення), а й частотний спектр шуму.

Для визначення рівнів шуму в середньооктавних смугах застосовують аналізатор спектра шуму чи шуму та вібрації. При відсутності аналізатора спектра шуму, його вимірюють за допомогою шумоміра. Результат визначають в інтегральних показниках рівнів шуму - децибелах А (дБА).

Міський шум у межах сельбищної зони, житлових спорудах та помешканнях, зазвичай, не викликає значних клінічних змін в організмі людини. Проте, оскільки дія міського шуму розповсюджується практично на все населення, захист від нього займає вагоме місце у комплексі превентивних заходів екологічного спрямування.

Основним фактором, що визначає ступінь впливу шуму на здоров’я людей є рівень інтенсивності звуку. До прикладу, на відстані 1 м шелест листя та тихій шепіт мають силу звуку 10 - 15 дБ, цокання годинника близько 30 дБ, шум води з під крана – 40 - 45 дБ, крик людини на вулиці – 110 - 120 дБ, телевізор (відстань 4 м) – 80 - 95 дБ, вантажівка, що їде вулицею (відстань 7 м) – 100 - 105 дБ. Значення інтенсивності низки шумів від різних джерел наведено у табл. 6.

Таблиця 6