Индивидуальный проект «Влияние шума на живой организм» По дисциплине «Физика» Работу выполнил: Савин Павел Сергеевич обучающийся 1 курса Оглавление Введение ........................................................................................................................... 3 Основная часть .......................................................................................................... 5 Физическая характеристика шума. ................................................................................ 6 II. Отрицательное влияние шумов на здоровье человека. ......................................... 7 III. Практические основы борьбы с шумом. ............................................................. 9 Заключение .................................................................................................................... 15 Список литературы ....................................................................................................... 16 1 2 Введение Актуальность темы исследования. С ростом урбанизации шум стал постоянной частью человеческой жизни, одним из существенных загрязнителей городской среды. Среди прочих факторов, влияющих на здоровье человека, шум – на втором месте после химического загрязнения воздуха. Усиление шумового фона свыше предельно допустимых величин (80 дБ) представляет собой опасность для физического и психического здоровья населения. Транспортный или производственный шум действует угнетающе на человека - утомляет, раздражает, мешает сосредоточиться. Шум – такой же медленный убийца, как и химическое отравление. Человек всегда жил в мире звуков и шума. Для всех живых организмов, в том числе и человека, звук является одним из факторов окружающей среды. В природе громкие звуки редки, шум относительно слаб и непродолжителен. Естественный природный шум (тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса легкий плеск воды) приятен человеку, успокаивает его, снимает стресс. Но естественный природный шум становится все более редким, заглушается транспортными и другими шумами, которые являются постоянной частью человеческой жизни, загрязнителем городской среды, становясь медленными убийцами физического и психического здоровья человека (утомляют, раздражают). Цели и задачи: Изучение его неблагоприятного воздействия на организм человека и стало целью моей работы. В работе были поставлены следующие задачи: 1. Дать физическую и гигиеническую характеристику шума. 2. Изучить вредное влияние шума на человека. 3. Провести практическое исследование по измерению уровня шума в жилом помещении. 4. Провести анкетный опрос “Насколько посторонний шум мешает вам в жизни?” 3 5. Разработать практические рекомендации по снижению воздействия шума на организм человека. Методики исследования: 1. Анализ литературных источников 2. Социологический опрос-анкетирование 3. Анализ материалов сети Internet Предмет и объект исследования: Объектом исследования является звуковая волна. Предметом исследования является шум. 4 Основная часть I. Изучение основных понятий Звуком называют такие механические колебания внешней среды, которые воспринимаются слуховым аппаратом человека (от 16 до 20000 колебаний в секунду). С физической точки зрения звук характеризуется тремя свойствами: высотой, силой, звуковым спектром. Высота звука зависит от частоты колебаний звучащего тела, единицей измерения высоты звука является герц (Гц). Гц — это число периодических колебаний в 1 сек. Звуки с малым числом колебаний (до 300 Гц) называются низкочастотными звуками, с числом колебаний более 3000 Гц — высокочастотными, с частотой колебаний от 300 до 3000 Гц — звуками средней частоты. Для человеческого уха предел воспринимаемых звуковых частот составляет от 16 до 20000 Гц. Ультразвуки (звуки с частотой свыше 20000 Гц) и инфразвуки (с частотой менее 16 Гц) ухо человека не воспринимает. Сила звука (или громкость) зависит от амплитуды звуковых колебаний, чем больше амплитуда колебаний, тем сильнее звук и наоборот. Силу звука измеряют в децибелах (дБ), например, шелест листьев составляет 10 дБ, шепот около уха — 25 — 30 дБ, разговорная речь средней громкости — 40 — 60 дБ, громкая речь — 80 — 90 дБ. Звуковой спектр — это совокупность дополнительных колебаний (обертонов), которые возникают в музыкальных звуках наряду с основной частотой — основным тоном, так как происходит колебание тела не только целиком, но и частями, что и порождает добавочные звуки. Они превышают основной тон в кратных отношениях (2:1, 6:1 и.т.д.). Обертоны придают звукам определенную окраску, или тембр. Звуки с периодическими колебаниями, т.е. с одинаковыми и правильно повторяющимися волнами называются музыкальными тонами. Кроме них 5 имеются звуковые колебания непериодического характера (не связанные между собой частоты) — шумы (скрип, стук, гул, вой, треск). Колебания инфразвуком. большей частоты называют ультразвуком, Звук ниже диапазона слышимости называют инфразвуком; выше: до 1 ГГц, — ультразвуком, меньшей - человека от 1 ГГц — гиперзвуком. Физическая характеристика шума. Шум - громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание. Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления, - децибелах. По физической сущности шум представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение частиц упругой среды, носящее, как правило, беспорядочный случайный характер. Источником его является любое колеблющееся тело. Еще древнегреческий ученый Аристотель верно объяснил природу звука, полагая, что звучащее тело создает поперечное сжатие и разрежение воздуха благодаря упругости которого эти чередующиеся воздействия передаются в пространство от слоя к слою. А возникающие упругие звуковые волны, достигая нашего уха, воздействуют на барабанные перепонки и вызывают ощущение звука. Шумы классифицируются: 1. По ширине спектра: узкополосные (тональный шум); широкополосные. 2. По частоте: низкочастотный (до 400 Гц); среднечастотный (400-1000 Гц); высокочастотный (свыше 1000 Гц). 3. По интенсивности: стабильные и прерывистые. 4. По величине интервалов: дискретный и сплошной. 6 II. Отрицательное влияние шумов на здоровье человека. Уровень шума в 20-30 дБ практически безвреден для человека – это естественный шумовой фон, без которого невозможна человеческая жизнь, в то время как уровень шума в 150 дБ становится непереносимым человеческим слухом. Первоначально понижением наблюдаемые слуховой явления чувствительности. адаптации Различают сопровождаются следующие формы специфического воздействия шума: шумовая травма, утомление слуха и профессиональная тугоухость. Утомление слуха объясняется перераздражением нервных клеток и выражается ослаблением слуховой чувствительности к концу рабочего дня. При каждодневном повторении это может служить постепенным развитием его полной потери. Растущий организм более чувствителен к влиянию шума, чем взрослый. Постояннаятравматизация слухового нерва в состоянии вызвать ослабление внутреннего активного торможения, обусловить возбуждение коры и подкорковых центров, способствовать нарушению динамики нервных процессов и развитию неврозов. При том, что изменения в центральной нервной системе возникают раньше, чем первые нарушения в самом слуховом анализаторе. Шумовой фактор оказывает и другие воздействия: 1. Шумовая травма: утомление слуха и профессиональная тугоухость. 2. Повреждение органов кровообращения: повышение артериального давления, боли в области сердца, аритмия, атеросклероз. 3. Угнетение секреции желудка, понижение кислотности. 4. Изменения со стороны эндокринного аппарата. 5. Изменение со стороны органов зрения. 6. Ослабление иммунобиологических сил организма. 7. Рост общей заболеваемости. Это позволяет ставить вопрос о шумовой болезни, т.к. внешние шумы негативно сказываются на поведении, успеваемости, общем психическом 7 состоянии и снижении слуха у современных подростков (у 20 % слух притуплен в такой степени как у 85- летних стариков). 8 III. Практические основы борьбы с шумом. Целью своей практической работы мы поставили: 1. Измерение уровня шума, как внешнего, так и внутреннего в жилом помещении от различных источников. 2. Проведение анкетного опроса о том, насколько современная молодежь подвержена воздействию шума. Уровень шума в жилом помещении не должен превышать 55 дБ. Однако мы, исходя из данных по источникам шума, сможем с уверенностью сказать, что это далеко не так. Дополнительный шум создают: непроизводственные и производственные шумы, а в самом жилом помещении аппаратура и бытовая техника. Непроизводственные шумы Источник Уровень,дБ Производственные шумы Источник Уровень, дБ Шёпот, шорох листьев 10 Машиностроительные заводы 80 Спокойный разговор 40 Токарный станок 90 Речь, шум в магазине 60 Строительные предприятия 95 Уличные шумы 55 Компрессорные станции 100 Легковые автомобили 77 Дисковая пила 105 Автобусы 80 Реактивный двигатель 120 Железнодорожный 100 транспорт Воздушный транспорт 100 Гром 120 Болевой порог 130 9 Вредное воздействие профессиональной гигиене производственного шума хорошо физические изучены известно давно. В характеристики производственного шума, влияние его на организм человека, разработаны меры профилактики. Изучение влияния городского шума представляет собой более сложную задачу из-за многочисленности источников и их чрезвычайного разнообразия. Исследования показали, что основными источниками городских шумов служат различные транспортные средства – автомобильный, железнодорожный, авиационный. Рост шумов находится в прямой зависимости от увеличения количества передвигающегося по улицам и площадям транспорта. Уже сейчас на главных магистралях крупны городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к усилению ежегодно на 0,5 дБ, что является наибольшей опасностью для окружающей среды в районах оживленных транспортных магистралей. Для определения уровня шума на улицах города Галича также проводятся ежегодно контрольные замеры. Согласно данным таблицы уровень шума на улицах нашего города равен: Площадь Революции Экв. 70mах85 Ул. Гладышева Экв. 60 mах 73 Ул. Железнодорожная Экв. 70mах85 Ул. Энтузиастов Экв. 50 mах60 Площадь Калинина Экв. 60mах65 По результатам контрольных замеров была создана карта «Шумовых зон г.Галича». На данной карте хорошо отмечены зоны шумовых зон и их расположение относительно скопления людей, автомагистралей и производств города . 10 рис.1 «Шумовые зоны города Галича Для удобства изучения влияния городского шума его подразделяют на транспортный, квартальный и квартирный (жилищно-бытовой). Транспортный шум непостоянный, колебания уровня его достигают 30-50 дБ. Спектр шума широкополосной, с преобладанием низких и средних частот. Квартальный шум чрезвычайно разнообразный. В течении суток он может изменяться и быть то постоянным, то непостоянным и даже прерывистым. Максимальный уровень квартального шума достигает в отдельных случаях 90-95дБ. Частотный спектр также значительно варьирует, причем преобладают средние и высокие частоты. Квартирный шум зависит обычно от строительной звукоизоляции квартир, бытовых привычек и поведения населения дома. Таким образом, как мы видим источник шума может находится не только на улице (транспорт, промышленные предприятия), но и внутри дома, например лифты, бойлеры, тепловые пункты, насосные установки на системах водоснабжения и центрального отопления, креме этого бытовой шум становится все более разнообразным за счет домашней техники (телевизоры, компьютеры, музыкальные центры и др.) Нами были проведены замеры уровня шума. 11 Измерения проводились не менее, чем в трёх точках,. При проведении измерений шума желательно, чтобы уровни фонового шума были не менее, чем на 10 дБ ниже суммарного уровня измеряемого шума. Для проверки этого условия необходимо проведение измерений уровня шума при работающем и неработающем источнике шума. Если разность между измеренными уровнями меньше 3 дБ, то проведение измерений в данных условиях недопустимо и измерение следует провести в другое времени, когда уровни фонового шума ниже (например, мы проводим замеры уровня шума, издаваемого движущим автотранспортом в доме, расположенном возле автотрассы, и, учитывая, что это час-пик, постоянно в доме работает лифт (в данном случае будет иметь месть фоновый шум). Таким образом, мы видим, что шум сопровождает нас постоянно – мимо едут машины, фоном работают телевизор, музыкальный центр, радио, компьютер, холодильник и другое оборудование, проводятся работы на производстве ,а каково влияние шума на организм человека мы рассмотрели в предыдущей главе. Нами был проведен анкетный опрос о том, насколько современная молодежь подвержена воздействию шума, имеет ли место акустическое перенапряжение или нет. Анкетирование проводилось среди людей молодого возраста 14–25 лет. Количество, принявших участие в анкетировании, составляет 100 человек. - 87% молодых людей предпочитают тишине громкие звуки (например, тихой и спокойной музыке, шумную и громкую). - 13% опрошенных утверждают, что на их сон не влияют посторонние звуки. - 69% опрошенных считают, что при подготовке домашнего задания необходима тишина,13% пришли к мнению о том, что им не мешают громкие звуки при подготовке домашнего задания, 18% ответили, что им всё равно. Как мы видим, основная масса молодых людей предпочитает тишине громкие звуки, любит, чтобы постоянно звучала музыка и главным образом громкая, ритмичная, Мы привыкли к шумным условиям жизни и, как мы видим из 12 проведённого анкетирования, современные молодые люди практически не замечают шумовой нагрузки и не испытывают шумового дискомфорта. Но как показывают медицинские данные, 20 % юношей и девушек слух оказался притупленным в такой степени как 85-летних стариков. С целью охраны здоровья от шума работающих нормируются параметры и предельно допустимые уровни шума на рабочих местах, в производственных помещениях и на территориях предприятий. При разработке технологических процессов, проектировании и изготовлении машин, производственных зданий и сооружений необходимо принимать все необходимые меры по снижению шума, воздействующего на человека, а именно разработка шумобезопасной техники, применение средств и методов коллективной и индивидуальной защиты. Для работающих в условиях повышенного шума необходимо проводить предварительные (при поступлении на работу) и периодические медицинские осмотры в соответствии с действующими приказами Минздрава. Чтобы не допустить передачу шума из шумных помещений в малошумные и за пределы здания или территории предприятия, необходимо планировать размещение шумных предприятий, с исключением проникновения шума в жилые районы населенных мест, удалять шумные цеха от нешумных, и от границы территории жилой застройки; организовывать зеленую зону вокруг шумных цехов (кустарник, густолиственные и хвойные деревья). Зонирование (озеленение) селитесной (жилой) территории вдоль магистральных улиц, скоростных дорог, железных дорог, установка высоких ограждений отделяющих магистраль от жилых домов, свободная застройка жилых районов, эффективные глушители шума на автомашинах, запрещение звуковых сигналов и др. – все это мероприятия по борьбе с шумом. Самое простое, что мы можем сделать для себя, для того, чтобы избежать шумовых атак дома – это включать телевизор, радио, музыкальный центр, компьютер и др. только тогда, когда нам это действительно нужно, а не все вместе. Ведь нам только кажется, что когда играет музыка, работает телевизор, компьютер никого вреда от этого нет, наоборот шумно, весело, не скучно и мы 13 настолько привыкаем ко всему этому порой не можем уснуть от тишины. Многие любят засыпать под громкую музыку, считая это нормой, а ведь шум мешает нормальному отдыху восстановлению сил, нарушает сон. Систематические недосыпания ведут к тяжелым нервным расстройствам, поэтому защите сна от всякого рода раздражителей должно уделяться большое внимание. 14 Заключение В ходе теоретического изучения шума и его влияние на организм человека нами были определены основные понятия: что такое шум (звук), физическая характеристика, классификация шумов, определены уровни шумов. Кроме этого нами было изучено постоянное воздействие шума на организм человека и те последствия, к которым приводит постоянное воздействие интенсивных звуковых раздражений. В результате нами были разработаны рекомендации по снижению вредного воздействия шума на организм человека: - это включать телевизор, радио, музыкальный центр, компьютер и др. только тогда, когда нам это действительно нужно, а не все вместе. Ведь нам только кажется, что когда играет музыка, работает телевизор, компьютер никакого вреда от этого нет, наоборот шумно, весело, не скучно и мы настолько привыкаем ко всему этому, что порой не можем уснуть от тишины. - уделять внимание защите сна от всякого рода раздражителей. Многие любят засыпать под громкую музыку, считая это нормой, а ведь шум мешает нормальному отдыху и восстановлению сил, нарушает сон. Систематические недосыпания ведут к тяжелым нервным расстройствам. - сокращать время контакта с шумом; - нахождение после шумного помещения некоторое время в тихом с целью восстановления функции слуха; - чаще бывать на природе, т.к тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, легкий плеск воды и шум прибоя всегда приятны человеку. 15 Список литературы 1. Акинфеев Б. Безопасный дом 17.11.2007. 2. Гигиена труда и промышленная санитария. А.А. Каспаров. М., “Медицина”, 1977, С.384. 3. ГОСТ 23337-78 “Шум. Методы измерения шума на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий”. 4. Изменения 2.2.4/2.1.8.10-32-2002 и дополнения “Шум в на рабочих Санитарные местах, правила и нормы в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки”, утверждены Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 12.12.2005. № 220. 5. Коммунальная гигиена. А.Н. Марзеев. М., “Медицина” с.576. 6. Покровский В.А. Гигиена. / Изд. 3-е, перераб. и доп.. М., “Медицина”, 1979, С.496. 7. Румянцев Г.И. Общая гигиена.- М.: Медицина, 1985. 432. 8. Справочник по гигиене труда под редакцией Карпова Б.Д., Ковшило В.Е.,/ Л., Медицина, 1976, С.536. 9. Санитарные нормы 9-86 РБ 98 “Шума на рабочих местах. Предельно допустимые уровни. 10. Справочник помощника санитарного врача и помощника эпидемиолога. Под ред. Никитина Д.П./ - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Медицина, 1990. С. 512. 11. Санитарные правила и нормы 2.2.4/2.1.8.10-32-2002 “Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки” Утверждены Постановлением главного государственного санитарного врача Республики Российской Федерации от 31.12.2002 № 158. 16
