Материал: Экология и окружающая природная среда

В промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте имеется значительное число видов профессиональной деятельности, связанных с высоким уровнем шума. Это работа буровых станков, отбойных молотков, горных машин и комбайнов в горнорудной промышленности; дробление и измельчение в процессах обогащения полезных ископаемых; обрубка литья, механическая обработка и ковка в машиностроении; прядильно-ткацкое производство; клепка, сверление, сварка на предприятиях строительного профиля, работа транспорта и т.д.

Усредненный уровень шума, создаваемый некоторыми его источниками, выглядит следующим образом, дБ: гидроструйный транспорт в забоях - 140, ткацкие станки - 112, сельскохозяйственный трактор - 103, пылесос - 72, разговор - 60; транспортные средства: автобусы - 82-90, трамваи - 85-90, троллейбусы - 71-74; магистральные улицы - 90-95, кварталы вдоль магистралей общегородского значения - 67-77, поезд при скорости 70-80 км/ч на рельсах с деревянными шпалами - 125-130 дБ.

Характер восприятия человеком уровня громкости шума изменяется в зависимости от его интенсивности. Как болезненно громкий воспринимается шум 130-120 дБ, дискомфортно-громкий - 110-100, очень громкий - 90-80, умеренно громкий - 70-60, тихий - 50-40, очень тихий - 30-20 дБ. К наиболее опасным для здоровья относятся уровни свыше 80 дБ. Уровень 120-130 дБ вызывает болевые ощущения, при интенсивности 140 дБ может наступить потеря слуха. Замечено, что при силе шума в 180 дБ в металле появляются трещины.

Длительное воздействие интенсивного шума (свыше 80-85 дБ) приводит к частичной или полной потере слуха. По данным отечественных специалистов, профессиональной тугоухостью страдает ряд категорий работников, %: наземных служб аэродромов, компрессорных станций, испытателей двигателей, кузнецов - 77; ткацкого производства - 45-70; рудников и машиностроительных заводов, моряков, рыбаков - 42-43.

Наряду с этим шум может негативно отразиться на сердечнососудистой системе с развитием гипертонической болезни, вызвать системный атеросклероз сосудов, острое нарушение мозгового обращения, частые обострения язвенной болезни. Более 80% мигреней, 52% расстройств памяти также обусловлены шумом. Весьма существенно отрицательное влияние шума на зрение. Наблюдается утомление зрительного анализатора, снижается устойчивость остроты зрения и чувствительность глаза к различным световым спектрам и дневному свету.

Способы защиты от шума в настоящее время достаточно разнообразны (технико-технологические, градостроительные, архитектурно-планировочные и организационные). Выбор конкретного из них определяется тем, к какому виду он относится, является ли он, например, структурным или воздушным.

Структурный шум излучается в замкнутое пространство зданий и сооружений поверхностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий и перегородок. При наличии источников структурного шума в большинстве случаев для его снижения требуется применение специальных технико-технологических мер. Одной из них является использование звукопоглощающих (ЗПМ) и вибродемпфирующих (ВДМ) материалов, а также изделий из них (базальтовое и стеклянное волокно, мастики). Большой эффект дает покрытие вибрирующей поверхности материалом со значительным внутренним трением (резина, пробка, битум и т.п.).

Одним из эффективных способов поглощения шумов является применение глушителей. В зависимости от принципа действия глушители делят на абсорбционные, реактивные и комбинированные.

Абсорбционные глушители, снижают шум за счет поглощения звуковой энергии в применяемых для них звукопоглощающих материалах, а реактивные глушители - в результате обратного отражения звука к его источнику. Комбинированные глушители обладают способностью как поглощать, так и отражать звук.

Воздушный шум распространяется в свободном воздушном пространстве на всем расстоянии от источника возникновения. Существенное снижение интенсивности такого шума может быть достигнуто с помощью градостроительных мер:

• -зонирование с выносом источников шумов за пределы застройки;
• -организация транспортной сети, исключающей прохождение шумных магистралей через районы жилой застройки;
• -удаление источников шума и устройством защитных зон вокруг и вдоль источников шумового воздействия и организация зеленых насаждений;
• -прокладка магистралей в туннелях, устройством шумозащитных насыпей и других поглощающих шум препятствий на путях распространения шума (экраны).

Архитектурно-планировочные меры предусматривают создание шумозащитных зданий, т. е. таких зданий, которые обеспечивают помещениям нормальный акустический режим с помощью конструктивных, инженерных и других мер (герметизация окон, двойные двери с тамбуром и облицовка стен звукопоглощающими материалами).

Определенный вклад в защиту среды от шумового воздействия вносит запрещение звуковых сигналов автотранспорта, авиаполетов над городом, ограничение (или запрещение) взлетов и посадок самолетов в ночное время и другие организационные меры.

Ультразвук. Как уже отмечалось, ультразвук отличается от звука лишь более высокой частотой, превышающей верхний порог слышимости (20 кГц). Он также способен распространяться в любых (твердой, жидкой, газообразной) средах. Ультразвук сильно поглощается газами и во много раз слабее - твердыми веществами и жидкостями, поэтому только в этих двух последних средах он может передаваться на значительные расстояния.

В производственных условиях ультразвук нередко образуется при аэродинамических процессах и сопутствует шуму (работа реактивных двигателей, газовых турбин, мощных пневмодвигателей и др.). Механические, термические, физико-химические эффекты, вызываемые ультразвуком, используют в медицине, промышленных технологиях, биологии и других случаях:

• 1. В медицине практическое применение получили высокочастотные колебания. Они внедрены в офтальмологии, оториноларингологии, гинекологии, терапии при лечении ряда заболеваний и для диагностики.
• 2. В промышленности ультразвук используют для анализа, контроля и интенсификации технологических процессов. Широкое применение в промышленности получили ультразвуковая очистка для предотвращения накипеобразования в котлах и очистки деталей от продуктов коррозии. Ультразвук используют для сверления и резания металлов, стекла, керамики, обработки драгоценных камней и других твердых и хрупких материалов.
• 3. Ультразвук лежит в основе гидролокационных установок определения расстояния в водной среде до различных объектов (встречных надводных и подводных судов, косяков рыб, айсбергов и т.п.).
• 4. Ультразвук оказывает сильное биологическое воздействие, в частности, в его поле погибают микробы. Поэтому он используется для стерилизации молочных и других продуктов, очистки сточных вод.

Влияние ультразвука на человека достаточно известно. Оно распространяется на весь организм, но непосредственно - на молекулярном и клеточном уровнях. Основной эффект - тепловой.

При интенсивности ультразвука выше установленных норм могут развиваться функциональные изменения центральной и периферической нервной, сердечно-сосудистой систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Рабочие страдают от головных болей, головокружения, повышенной утомляемости, раздражительности и дневной сонливости. При систематическом воздействии ультразвукового поля отмечается повышение температуры тела и кожи, снижение уровня сахара в крови.

Все установки, при работе которых уровни ультразвука превышают допустимые, необходимо оборудовать звукоизолирующими устройствами (кожухи, экраны) из листовой стали или дюралюминия, покрытого звукопоглощающим материалом. Существенно снижает уровень ультразвука размещение установок в звукоизолированных помещениях или кабинах с дистанционным управлением.

Экологические характеристики электромагнитных волн

В отличие от механических, для распространения которых необходима газообразная, жидкая или твердая среда, электромагнитные волны могут распространяться и в вакууме, т.е. в пространстве, не содержащем атомов. В настоящее время в зависимости от их длин и частот принято выделять ионизирующее излучение (гамма- и рентгеновское), излучение оптического диапазона (ультрафиолетовое, видимый свет, инфракрасное), радио- и низкочастотный диапазон.

Ионизирующее излучение

Гамма-излучение, наряду с б- и в-лучами, испускается радиоактивными веществами при их распаде. Проникая в вещество, г-излучение вызывает переход молекул в возбужденное состояние и их диссоциацию на атомы и радикалы, выбивает электроны из атомов, переводя часть вещества в ионизированное состояние. Воздействие г -излучения измеряется в рентгенах. Рентген является единицей, введенной специально для того, чтобы определять дозу облучения живых организмов рентгеновскими и гамма-лучами.

Гамма-излучение находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства, в частности для изучения структуры и износа материалов, разделения веществ, синтеза химических соединений и снятия статического электричества.

Поскольку гамма-излучение оказывает сильнейшее воздействие на все живые организмы и убивает микробы, то его используют для стерилизации инструментов, предохранения овощей, фруктов и мяса от порчи. Его эффективно применяют для подавления раковых опухолей.

Однако хорошо известно и вредное действие г-излучения. Под его влиянием в клетках организмов возможны такие патологические процессы, как разрывы молекул ДНК и РНК, хромосомные нарушения, изменение нормального процесса деления клеток и их гибель. Сильное и, как правило, неблагоприятное влияние г -излучение оказывает на наследственность.

Конечным этапом воздействия больших доз г-излучения на ткани, клетки и жидкие среды организма является развитие острой или хронической лучевой болезни. Она проявляется в изменении функций и нарушении регуляции деятельности нервной, эндокринной и других систем организма, клеточно-тканевых поражениях. Известно, что при кратковременном облучении человека доза в 20-50 рентген вызывает изменения в крови, 100-250 рентген приводят к лучевой болезни, доза в 600 рентген смертельна.

При обращении с г-источником необходимы меры защиты людей, самый простой способ защиты - это удаление персонала от источника излучения на достаточно большое расстояние. Наилучшим его поглотителем является свинец, но в этом случае для защиты требуется его слой толщиной более 20 см.

Рентгеновские лучи

Этот вид излучения возникает при торможении быстро летящих электронов. Рентгеновские лучи обладают высокой проникающей способностью по отношению ко многим веществам, непрозрачным для видимого света. Единицей дозы рентгеновского излучения служит рентген.

Рентгеновские лучи нашли ряд важных практических применений. Широко распространен рентгеноструктурный анализ - один из основных методов физико-химического исследования структуры кристаллических тел и определения их вещественного состава. Рентгеновское излучение используют в медицинской диагностике: различных заболеваний, характера перелома костей, обнаружения в теле инородных предметов. Его же в строго дозированных количествах используют для лечения злокачественных новообразований.

Однако продолжительное или слишком интенсивное воздействие на организм рентгеновских лучей, особенно жестких, вызывает тяжелые заболевания, аналогичные возникающим при г-облучении. По этой причине меры защиты от рентгеновского излучения аналогичны используемым против г-излучения.

Излучение оптического диапазона

Оптический диапазон включает область низкоинтенсивных волн сплошного и монохроматического спектров.

Сплошной спектр

Этот спектр включает в себя видимую (световую) часть электромагнитного поля и прилегающую к последней невидимую часть оптического диапазона, присутствующую в световом пучке, т.е. ультрафиолетовое и инфракрасное излучения:

1. Видимая часть оптического диапазона составляет его незначительную долю. Условно принято считать, что она включает семь основных цветов, хотя резкой разницы между ними нет.

Значение света для природы в целом и для человечества в частности невозможно переоценить.

Общеизвестно его тепловое действие. Энергия солнечного излучения значительно превышает используемую всей промышленностью земного шара. Наличие или отсутствие тепла определяют скорость биологических процессов в растениях, микроорганизмах, представителях животного мира. Решающее значение для существования жизни на Земле имеет фотосинтез в растениях, протекающий при участии света.

Человечество обладает не только природными (Солнце, звезды), но и созданными им искусственными источниками света. Хорошо известно использование света для получения изображений с помощью сферических зеркал и стекол, различные оптические приборы (фотографические аппараты, микроскопы, бинокли, телескопы), в современной науке и технике - для точных измерений длины и определения качества обработанной поверхности.