III.3. Шумовое загрязнение

Механические колебательные движения частиц упругой среды (воздуха, воды, и т.п.), распространяющиеся в виде продольных волн, называют звуком. Различают низкие или инфразвуковые колебания (1—16 Гц), средние (16—20000 Гц) и высокие или ультразвуковые колебания (свыше 20000 Гц) звуки. Область слышимых звуков, воспринимаемых человеческим ухом и лежащих между порогами слышимости и болевых ощущений равна 130 дБ А — ориентировочным уровнем звука, измеряемым по шкале Ашумомера. Шкала силы звука строится на логарифмах отношений данной величины звука к порогу слышимости и измеряется в белах (чаще в децибелах — дБ). Громкость звука определяется амплитудой колебаний, а высота — их частотой. Шум или звуковое загрязнение, воспринимаемое человеком в качестве помех, принято делить на низкочастотный (ниже 350 Гц), среднеча-стотный (в диапазоне дт 350 до 800 Гц) и высокочастотный (свыше 800 Гц). Шум всегда существует в природе, полное его отсутствие оказывает гнетущее ощущение у человека. Показателен следующий пример: архитекторы, проектировавшие в начале 1970-х годов конструкторское бюро в Ганновере, предусмотрели все меры, чтобы ни один посторонний звук с улицы не проникал в помещение. Спустя некоторое время сотрудники стали жаловаться на потерю работоспособности, которую связывали с невозможностью эффективно работать в условиях полной тишины. Когда же стали постоянно запускать магнитофонную запись "уличного шума", работоспособность сотрудников не замедлила восстановиться. В Японии даже продаются подушки с вмонтированным аппаратом, имитирующим звук капель дождя, падающих в ритме человеческого пульса; это навевает сон.

В наши дни шумовое загрязнение стало одной из самых серьезных проблем защиты окружающей среды. Основные источники шума — автомобильный, воздушный, рельсовый транспорт, промышленные предприятия. Наибольший шум отмечен на улицах городов, причем уровень уличных шумов определяется интенсивностью, скоростью и характером транспортного потока. На скоростных дорогах шум достигает величины 87 дБ А, на магистралях с непрерывным движением — 85 дБ А, а на улицах с грузовым движением — 84 дБ, на магистральных улицах районного значения — 81 дБ. Основная причина шума, создаваемого рельсовым транспортом (железные дороги, трамвай, метрополитен) — звук от движения колес по рельсам, удара на стыках и неровностях пути. Максимальный уровень шума на расстоянии 7,5 м от движущегося электропоезда составляет 93, пассажирского — 92 и товарного — 91 дБ А; на расстоянии 25 м электропоезд оказывает шумовое воздействие в 65 дБ А. Шум от железнодорожного транспорта легко распространяется на открытой территории, но если на расстоянии 100 м шумовое влияние снижается в среднем на 10 дБ А, то на 200—300 м они снижается всего лишь на 2—3 дБ А. В шумовом режиме крупных городов важная роль принадлежит воздушному транспорту. Уровень звука в окрестностях аэропортов колеблется от 92 до 108 дБ А. Шумовое загрязнение во многом зависит от направления взлетных и посадочных полос и трасс движения самолетов. Больше всего беспокойств причиняют полеты на низких высотах и полеты военных самолетов, двигающихся со сверхзвуковой скоростью. В жилых кварталах города важным источником шума являются промышленные предприятия. На производстве почти все механизмы создают шум, который распространяется на большие расстояния. В горно-обогатительном и металлургическом производствах шум достигает 75—80 дБ, шум от взрывов и турбореактивных двигателей 110—130 дБ. В Москве 30% общей площади городской застройки (проживает около 3 млн. человек) характеризуется сверхнормативными уровнями шума. Реакция на шум со стороны нервной системы, по данным ВОЗ, начинается уже с уровня 40 дБ, а при 70 дБ наблюдаются глубокие расстройства вплоть до психического заболевания, изменения показателей зрения, слуха, крови. У людей, проживающих вблизи автомагистралей и автотрасс, под влиянием шумового воздействия отмечаются изменения состояния звукового анализатора, нервной и сердечно сосудистой систем, установлена повышенная заболеваемость вегетососудистой дистонией, ишемической болезнью сердца, язвенной болезнью, гипертонией. Так, по данным государственного доклада "О состоянии природной среды России в 1993 году": "...только у 62% обследованных лиц, проживающих в районе аэропорта "Быково" (Москва) и Адлер, артериальное давление соответствовало возрастным показателям' Пороги слуховой чувствительности у населения среднего возраста, более 10 лет проживающего в шумных условиях вблизи аэропорта, повышены на 10—12 дБ А на частотах 2000—4000 Гц по сравнению с жителями контрольных районов. У детей младшего школьного возраста, проживающих в районах аэропортов Внуково и Адлер, выявлено ухудшение умственной работоспособности на 10—46%, увеличение заболеваемости органов дыхания на 6—13%, нервной системы на 26—27%".

По данным австрийских исследователей, избыточный шум приводит к сокращению продолжительности жизни на 8—12 лет. Наиболее чувствительны к влиянию шума люди старшего возраста. Так, в возрасте до 27 лет на шум реагируют 46,3% здоровых людей, до 37 лет — 57%, а старше 57 лет — 72%. Шум, превышающий 80—90 дБ А, влияет на гипофизарные гормоны, контролирующие во многом деятельность эндокринной системы.

В районах крупных аэропортов в радиусе до 15 км наблюдается статистически достоверное увеличение числа мертворождений и заметное ухудшение здоровья населения.

Звуковые колебания с частотой ниже 16 Гц называются инфразвуком. В естественных природных условиях возникновение инфразвука — явление относительно редкое; он наблюдается при извержениях вулканов, сильных штормах, землетрясениях. Звук такой низкой частоты вызывает резонанс во внутренних органах человека, это приводит к раздражению проприо- и интеро рецептеров. При этом происходит трансформация механической энергии звуковых колебаний в тепловую, что приводит к резкому изменению биохимических и биоэлектрических процессов. Последнее выражается в различных болевых и неприятных ощущениях, нарушении зрения, острых нервно-психических расстройствах и т.п. Существует предположение, что именно инфразвуковые колебания, наблюдаемые в некоторых зонах (например, в области "Бермудского треугольника") ответственны за исчезновение кораблей, самолетов, людей.

Ультразвук — звуковые волны с частотами выше возможностей восприятия человеком — более 20 кГц. Акустическая энергия ультразвука может трансформироваться в другие виды энергии и вызывать различные химические и биоэлектрические процессы путем термальных реакций, стресса или включения т.н. кавитационного механизма (кавитация — образование полостей в жидкости с последующим резким спаде-нием этих полостей, что сопровождается гидравлическими ударами).

Источниками ультразвука служат многие приборы, предназначенные для многообразных измерений (плотности, эластичности, температуры, размеров мелких объектов, утечки газа и т.п.), различных промышленных процессов (сушка, чистка, стерилизация, эмульгирование, экстракция, полировка и т.д.), а также медицинской диагностики и терапии.

Ультразвук нарушает процессы синтеза белка и нуклеиновых кислот, повреждает клеточные мембраны. Ультразвуковые волны разрушают бактерии, вирусы и фаги, оказывают дезинтегрирующее действие на растительные и животные клетки, многоклеточные организмы. У экспериментальных животных (мыши, крысы) ультразвук влияет на репродуктивную функцию, вызывает аномалии плода. В культурах клеток ультразвук может индуцировать хромосомные изменения и мутагенез. Хотя ультразвук человеком субъективно не воспринимается, он разрушительно действует на его здоровье.

Вибрация — одна из форм физического загрязнения среды, широко распространившаяся в период технического прогресса, представляет собой сложный колебательных процесс с широким диапазоном частот. Так же как и шум, вибрация измеряется в логарифмических единицах уровней — децибелах.

Источники вибрации — транспорт, инженерное оборудование, промышленные установки. Вибрация резко влияет на имунную, сердечно-сосудистую, репродуктивную (вплоть до импотенции) системы, состав крови, способна вызывать вибрационную болезнь.