6. Физическое (энергетическое) загрязнение окружающей среды.

Одним из распространенных и всеобъемлющих факторов, постоянно воздействующих на человека и дру­гие живые организмы, являются физические поля околоземного пространства (электромагнитные излучения, статические электрические и магнитные поля, радиация, шумы, вибрация и т. п.).

Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт - основные источники энергетического загрязнения про­мышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон.

К энергетическим загрязнениям атмосферного воздуха относятся акустические воздействия, электромагнитные поля и излучения, ионизирующее излучение радиоактивных веществ, тепловое излучение, ультрафиолетовое и видимое излучения, возникающие в результате антропогенной деятельности.

По своей природе энергетические загрязнения можно разделить на три группы - механические, электростатические (магнитостатические) и электромагнитные (рисунок 1.7).

Рисунок 6.1. Классификация видов энергетического (физического) загрязнения

К первой группе относятся энергетические загрязнения, пред­ставляющие собой колебательно-волновое движение частиц упругой среды газовой среды, которой является атмосферный воздух.

Ко второй и третьей группам относятся техногенные загрязнения, представляющие собой постоянные и переменные электромагнит­ные поля различных длин волн, от промышленной частоты до электромагнитных колебаний очень высокой частоты, вплоть до ионизирующего излучения (рентгеновское и -излучение).

6.1. Механическое загрязнение

Акустическое (шумовое) загрязнение.

Звук, распространяющийся в воздухе, представляет собой колебания частиц (газовых молекул) упругой среды. Периодические и чередующиеся давления, избыточные по сравнению атмосферными, создают физиологически воспринимаемые звуки. Вследствие этого различают биологическое и физическое понятие звука.

К биологическому понятию звука относят колебания и волны, которые воспринимаются человеческим органом слуха. Для человеческого уха диапазон слышимых звуковых колебаний лежит в пределах от 15-20 Гц до 20 кГц.

Физическое понятие звука объединяет как слышимые, так и неслышимые колебания воздуха в диапазоне частот от 0 до 10⁹ Гц. Колебания с частотами ниже 15-20 Гц (инфразвук) и выше 20 кГц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений.

Шум - случайное сочетание звуков различной интенсивности и частоты, мешающий, нежелательный звук.

Ухо человека воспринимает звуковые давления на средних звуковых частотах в диапазоне от 10^-5 до 10² Н/м². Звуковое давление и интенсивность (силу) звука принято оценивать не в абсолютных, а в относительных единицах белах (Б) и децибелах (дБ), называемых уровнями звука:

1. Уровень звукового давления (Lp, дБ)

,

где Ра, Ро – соответственно, измеренное звуковое давление и условный порог давления (210^-5), Н/м².

2. Уровень интенсивности (силы) звука (L_J, дБ)

,

где Jа, Jо – соответственно, измеренная интенсивность звука и принятый нулевой уровень (10^-12), Вт/м².

Широкое использование в промышленности новых интенсивных технологий, рост мощности и быстроходности оборудования, широкое использование многочисленных средств наземного, воздушного и водного транспорта, повсеместное применение разнообразного электрифицированного бытового оборудования привело к тому, что человек на работе, в быту, на отдыхе, при передвижении подвергается многократному шумовому воздействию.

По данным австрийских исследователей, «шумовое загрязнение», характерное сейчас для больших городов, сокращает продолжительность жизни их жителей на 10-12 лет. Для сравнения, та же статистика  утверждает, что курение табака сокращает жизнь человека в среднем на 6-8 лет. Отсюда легко сделать вывод, что негативное влияние на человека от шума мегаполиса на 36% более значимо, чем от курения табака.

Измерение уровня шума производится с помощью приборов, называемых шумомерами. Современные шумомеры снабжены корректирующими контурами, позволяющими приблизить частотные характеристики прибора к свойствам человеческого уха. Обычно шумомер содержит три корректирующих контура, обозначаемых А, В и С. В настоящее время почти повсеместно уровень шума принимают равным уровню, измеренному в дБ при помощи шумомера с коррекцией А, и выражают его в единицах дБА.

В таблице 6.1 приведены примеры измеренных уровней звука (шума) создаваемого различными источниками естественного и техногенного происхождения.

Таблица 6.1. Характеристика уровней звука от различных источников

Источник шума	Уровень звук, дБА	Расстояние от источника
Сельская местность, расположенная вдали от дорог	25	-
Комната в тихой квартире	35	-
Учреждение, где нет специальных источников шума	40	-
Обычный разговор	60-65	1 м
Салон комфортабельного автомобиля	65	-
Квартирный пылесос	70	3 м
Оживленная городская магистраль	80-85	7,5 м
Экскаватор	86	1 м
Тяжелый дизельный самосвал	90	7 м
Бульдозер	90	1 м
Буровой станок	95	1 м
Отбойный молоток, перфоратор	100	1 м
Взлет реактивного самолета	140	25 м
Взлет ракеты	160-170	100 м

Шум в определённых условиях может оказывать значительное влияние на здоровье и поведение человека.

Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000÷5000 Гц.

Уровень шума 35-40 дБА является беспокоящим фактором при нахождении человека в квартире в ночное время, при уровне шума 50-60 дБА создается ощутимая нагрузка на нервную систему при занятиях умственной деятельностью.

Хроническая подверженность шуму на уровне более 90 дБ может привести к потере слуха.

При шуме на уровне более 110 дБ у человека возникает звуковое опьянение, по субъективным ощущениям аналогичное алкогольному или наркотическому.

При шуме на уровне 145 дБ у человека происходит разрыв барабанных перепонок.

Дискомфорт вызывает не только шумовое загрязнение, но и полное отсутствие шума. Наиболее оптимальными для человеческого уха являются естественные шумы: шелест листьев, журчание воды, пение птиц. Индустриальные шумы любой мощности не способствуют улучшению самочувствия.

В Российской Федерации нормирование шумового воздействия на человека осуществляется на основании нормативного документа «Санитарные нормы. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки» [7. Примеры установленных нормативов шумового воздействия по уровню звука для рабочих мест, общественных зданий и жилых помещений приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Нормативы шумового воздействия по уровню звука для рабочих мест, общественных зданий и жилых помещений

Рабочие места, общественные здания, жилые помещения	Уровень звука, дБА
Рабочие места в помещениях дирекции, проектно-конструк­торс­ких бюро, расчетчиков, програм­мис­тов вычислительных машин, в лабораториях для теоретических работ и обработки данных, приема больных в здравпунктах	50
Рабочие места в помещениях цехо­вого управленческого аппарата, в рабочих комнатах конторских по­мещений, в лабораториях.	60
Рабочие места в помещениях диспетчерской служ­бы, кабинетах и помещениях наблю­дения и дистанционного управления с речевой связью по телефону, в помещениях мастеров.	65
Рабочие места водителей и обслуживающего персонала грузовых автомобилей.	70
Рабочие места в кабинах маши­нистов тепловозов, электровозов и автомотрис.	80
Рабочие места водителей и обслу­живающего персонала тракторов, самоходных шасси, прицепных и навесных сельскохозяйственных машин, строительно-дорожных и др. аналогичных машин.	80
Рабочие места, общественные здания, жилые помещения	Уровень звука, дБА
Торговые залы магазинов, пасса­жир­ские залы аэропортов и вокзалов.	60
Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам, зданиям поликлиник, домов отдыха, пансионатов, детских дошкольных учреждений, школ и других учебных заведений, библиотек.	55 (с 7 до 23 часов), 45 (с 23 до 7 часов)
Площадки отдыха на территории микрорайонов и групп жилых домов, домов отдыха, пансионатов, площадки детских дошкольных учреждений, школ	45
Жилые комнаты квартир, спальные помещения в детских дошкольных учреждениях и школах-интернатах	40 (с 7 до 23 часов), 30 (с 23 до 7 часов)

Инфразвук – звуковые колебания и волны с частотами, ниже полосы слышимых человеческим ухом звуковых (акустических частот).

Источники инфразвука могут быть как природные явления и процессы (естественные источники), так и искусственные (техногенные), возникающие в результате производственно – технической и научной деятельности людей.

Природные низкочастотные колебания широко представлены в окружающей среде (землетрясения, извержения вулканов, грозовые разряды, штормы, ветры). Однако все эти источники локализованы в пространстве и времени, не оказывая глобального влияния на жизнь людей и образуют природный инфразвуковой фон.

В настоящее время наблюдается увеличение инфразвукового фона в окружающей среде в связи с развитием промышленного производства и транспорта. К основным техногенным источникам инфразвуковых колебаний относятся:

1. Производственный инфразвук, генерируемый различным оборудованием, расположенным на промплощадках предприятий. Наиболее характерными источниками производственного инфразвука являются металлургические предприятия, для которых зафиксирован инфразвук с частотами 8-16 Гц и уровнем 97-107 дБ.

2. Наземные транспортные средства. Высокие уровни инфразвука до 100 -120 дБ в диапазоне 2-16 Гц фиксируются на транспортных магистралях.

Инфразвук относится к наименее изученным вредным и опасным факторам загрязнения окружающей среды. Характерной особенностью инфразвука является большая длина волны и малая частота колебаний, что позволяет инфразвуковым волнам распространяться в воздушной среде на большие расстояния с небольшой потерей энергии.

В настоящее время накоплены данные, свидетельствующие о том, что инфразвук оказывает выраженное неблагоприятное воздействие на человеческий организм, особенно на психоэмоциональную сферу, влияют на работоспособность, сердечно-сосудистую и эндокринную систему. Люди, проживающие в крупных городах, попадают под постоянное воздействие низкочастотных колебаний различных уровней, результатом которого является накапливаемое возбуждение и раздражительность, происходит формирование психологического типа «человека большого города».

Санитарно-гигиеническое нормирование воздействия инфразвука на организм человека производится в соответствии с нормативным документом СанПиН 2.2.4./2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки» [8.

Нормируемыми показателями для инфразвука являются:

• уровни звукового давления, измеряемые в дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц;

• уровень звукового давления (при одночисловой оценке) в дБ, измеренный по шкале шумомера "линейная".

Предельно допустимые уровни инфразвука на рабочих местах, дифференцированные для различных видов работ, а также допустимые уровни инфразвука в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки, приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3. Предельно допустимые уровни инфразвука

Назначение помещения	Уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8 и 16 Гц, дБ				Уровень звукового давления (при одночисловой оценке) измеренный по шкале шумомера "линейная", дБ.
	2	4	8	16
Работы с различной степенью тяжести и напряженности трудового процесса в производственных помещениях и на территории предприятий: - работы различной степени тяжести; - работы различной степени интеллектуально-эмоциональной напряженности.	100 95	95 90	90 85	85 80	100 95
Территория жилой застройки	90	85	80	75	90
Помещения жилых и общественных зданий	75	70	65	60	75

Ультразвук – упругие колебания звуковой волны частотами от 16 кГц до 100 МГц и выше. Частота ультразвуковых колебаний лежит выше полосы слышимых человеческим ухом звуковых (акустических частот).

Высокая частота колебаний ультразвуковых волн способствует их колебаний (снижение амплитуды колебаний) вследствие трансформации звуковой энергии в тепловую.

Источниками ультразвука являются:

• производственное оборудование, в котором генерируется ультразвук для проведения технологических процессов, контроля и измерений;

• производственное оборудование, при эксплуатации которого ультразвук возникает как сопутствующий фактор;

• медицинское ультразвуковое оборудование.

По способу распространения ультразвук подразделяется на распространяющийся воздушным путем (воздушный ультразвук) и ультразвук, распространяющийся контактным путем при соприкосновении частей тела человека с источником ультразвука, жидкими и твердыми средами (контактный ультразвук).

Низкочастотные ультразвуковые колебания (частота до 100 кГц) способны распространяться воздушным путем, высокочастотные – только контактным путем.

При действии на биологические объекты (в том числе и на человека) в органах и тканях может возникать разность давлений до 0,1 Па, что при небольших интенсивностях ультразвука способствует лучшему обмену веществ и лучшему кровоснабжению тканей. Повышение интенсивности ультразвуковых колебаний приводит к явлению акустической кавитации, сопровождающейся разрушением клеток и тканей.

Общие требования к безопасному воздействию ультразвуковых колебаний установлены ГОСТ 12.1.001-89 ССБТ. «Ультразвук. Общие требования безопасности» [9 и распространяются на ультразвуковые колебания в диапазоне частот от 11,2 кГц до 1000 МГц, передающиеся в воздушной, жидкой и твердой средах. Стандарт устанавливает допустимые уровни ультразвука на рабочих местах, требования к ультразвуковым характеристикам оборудования, методам контроля и защиты от ультразвука.

Допустимые уровни воздушного ультразвука на рабочих местах:

• частота 12,5 кГц – 80 дБ;

• частота 16 кГц – 90 дБ;

• частота 20 кГц – 100 дБ;

• частота 25 кГц – 105 дБ;

• частота 31,5-100 кГц – 110 дБ.