Город – это экологическая система, созданная людьми. Основным представителем биоты города является человек. Человек доминирует над другими организмами − растениями, животными, птицами, насекомыми, микроорганизмами, которые также обитают на городской территории. От­ношение фитомассы к зоомассе в городской экосистеме иное по сравне­нию с естественными экосистемами. Биомасса людей не сбалансирована с биомассой зеленых растений.

Абиотическую составляющую городской экосистемы представляет го­родская среда. Она является средой жизнедеятельности человека, а также средой обитания других организмов.

Городской средой принято называть совокуп­ность градостроительных объектов и объектов городской инфраструктуры, образующих архитектурно-планировочную структуру города. Искусственная городская среда призвана удовлетворять функционально-утилитарные и художествен­но-эстетические потребности человека. Функционально-утилитарные по­требности обеспечивает так называемая в теории градостроительства функциональная система организации городской среды.

Функциональное зонирование территории города.

Структура планировки современных городов сложна и многообразна. Но в ней выделяют следующие функциональные зоны: промышленную, жилую, санитарно-защитную, внешнего транспорта, коммунально-складскую, зону отдыха.

Промышленная зона предназначается для размещения промышленных предприятий и связанных с ними объектов.

Санитарно-защитная зона предназначена для уменьшения отрицательного влияния промышленных и транспортных объектов на население.

Жилая (селитебная) зона предназначена для размещения жилых районов, общественных центров (административных, научных, учебных, медицинских и др.), зеленых насаждений. В ней запрещено строительство промышленных, транспортных и иных предприятий, загрязняющих окружающую человека среду.

Коммунально-складская зона предназначена для размещения торговых складов, складов для хранения овощей и фруктов, предприятий по обслуживанию транспорта (депо, автопарки), предприятий бытового обслуживания (фабрики-прачечные и фабрики химической чистки) и т. д. Коммунально-складскую зону размещают вне жилой территории, зачастую на территории санитарно-защитных зон промышленных предприятий.

Зона внешнего транспорта служит для размещения транспортных коммуникаций пассажирских и грузовых железнодорожных станций, портов, пристаней и др.

Зона отдыха включает городские и районные парки, лесопарки, спортивные комплексы, пляжи, дачные поселки, курорты, места туризма.

В планировке и застройке городов России подземное пространство используется в основном для прокладки инженерных коммуникаций. В наиболее крупных городах построен или строится метрополитен с подземными тоннелями и станциями; в последние годы создаются подземные транспортные и пешеходные тоннели на пересечениях магистралей с интенсивным движением транспорта. Однако уже наметилась тенденция более широкого использования подземного пространства. В подземном пространстве могут быть размещены АТС и различные наземные автоматические устройства, приемные пункты службы быта, предприятия связи, торговые учреждения, гаражи для личных автомобилей.

В экологии понятие «городская среда» рассматривается шире. Город­ская среда является, по сути, окружающей средой в пределах территории города.

Городская среда – это совокуп­ность антропогенных объектов, компонентов природной среды, природно-антропогенных и природных объектов.

Антропогенные объекты искусственной городской среды занимают ос­новную часть территории города. К ним относят жилые, общественные и промышленные здания, улицы, магистрали, площади, подземные перехо­ды, стадионы, телебашни и другие сооружения. К числу антропогенных объектов относят также транспортные и другие передвижные и техниче­ские средства. Антропогенные объекты делят на градостроительные, производственные и объекты городских инфраструктур: транспортной, инженерной и социальной.

Компонентами природной среды города являются атмосферный воз­дух, поверхностные и подземные воды, почвы, грунты, солнечный свет. Это компоненты среды обитания, без которых жизнь человека и других ор­ганизмов невозможна.

К природно-антропогенным объектам относятся городские леса, парки, сады, озелененные территории жилых и промышленных районов, бульва­ры, скверы, каналы, водохранилища и т. п. Природными объектами города являются памятники природы. На территории г. Омска, например, расположены следующие памятники природы; природный парк «Птичья гавань», городской дендрологический парк, омские лесные поло­сы, озеро Соленое и др. Природно-антропогенные и природные объекты вместе с компонентами природной среды образуют природную среду го­рода, которая является важнейшей составляющей городской среды. Имен­но природная среда необходима для жизни и является ее основой.

Городская экосистема состоит из биотической состав­ляющей, основными представителями которой являются люди – жители города, и абиотической составляющей – городской среды. Городская среда представлена природной и антропогенной составляющими, а именно: природной средой города и искусственной городской средой (антропогенными объектами). При этом природная среда и искусственная городская среда взаимосвязаны и взаимозависимы. Природная среда определяет градо­строительные решения при создании искусственной городской среды. В свою очередь, искусственная городская среда как архитектурно-планировочная структура влияет на микроклимат города. Кроме того, про­изводственные и другие антропогенные объекты воздействуют на природ­ную среду города через хозяйственную и иную деятельность.

Города как искусственные экологические системы отличаются от есте­ственных экосистем. Они характеризу­ются огромной потребностью в энергии. Для выработки такого количества энергии требуется большое количе­ство горючих ископаемых – нефти, газа, угля, торфа, сланцев, урана, ме­сторождения которых расположены вне города. Концентрируя большое количество энергии, часть ее города выделяют в окружающую среду. Температура воздуха в городе всегда выше, чем на территории вокруг него. Происходит это как за счет техногенной деятельности, так и за счет нагрева солнцем асфальтовых, бетонных и каменных поверхностей улиц, площадей, стен и крыш домов.

Пищу в город ввозят извне. Собственное производство продуктов питания (теплицы, пригородные сады) в городе незначительно. Поэтому городская экосистема сильно зависит от размеров сельского окружения. Чем больше город, тем больше он нуждается в пригородных пространствах.

Город потребляет огромное количество воды, основная часть которой расходуется на производственные процессы и бытовые нужды. Использованная городом вода поступает в пригородные водотоки в виде сточных вод.

Город выбрасывает в воздушную атмосферу газообразные вещества, жидкие аэрозоли, пыль. Город «производит» и накапливает большое коли­чество промышленных и бытовых отходов.

Таким образом, город нуждается в энергии, чистой воде, продуктах пи­тания, сырье. Все это он получает извне, а поэтому зависит от своего ок­ружения, т. е. является зависимой экосистемой. Город накапливает огром­ное количество веществ и отходов на своей территории и за ее пределами.

Модель города, составленная по принципу баланса, может быть пред­ставлена следующим образом. В город поступают потоки электрической энергии, топлива, сырья, пищевых продуктов. После их переработки и по­лучения продукции в пределах территории города, в атмосферу выбрасы­ваются газы, аэрозоли, пыль, в пригородные воды сливаются промышлен­ные и бытовые стоки, на городские свалки поступают отходы. Выбросы, стоки, твердые и концентрированные отходы содержат вещества, загряз­няющие воздух, воду и почву города.

Жизнедеятельность города – это последовательность непрерывных по­токов энергии, веществ и продуктов их переработки. Интенсивность этих потоков зависит от численности и плотности городского населения, стату­са города – вида и развития промышленности, объема и структуры транс­порта.

Городская система, в отличие от естественной, не может быть саморе­гулирующейся. Все процессы жизнедеятельности города должно регули­ровать общество. Это потребление городом энергии, природных ресурсов, пищевых продуктов.

Потоки веществ и энергии, а также продуктов их переработки, посту­пающие на территорию города, нарушают материальный и энергетический баланс природной среды и изменяют естественные процессы круговорота веществ и перехода энергии по трофическим цепям. Город – это неравно­весная система. Состояние неравновесности определяется масштабом ан­тропогенных нагрузок города на окружающую среду. Показателями ан­тропогенных нагрузок являются: плотность населения, площадь застроенных и замощенных территорий, нагрузки от тяжести зданий и сооружений, объемы промышленного производства, уровень автомобилизации и т.п.

Антропогенную нагрузку, создаваемую городом, компенсирует при­родная среда пригородов и прилегающих к нему территорий. Приблизить городскую экосистему к состоянию экологического равновесия можно, увеличивая площади естественных ландшафтов и озелененных территорий города, а также снижая антропогенные нагрузки. Для этого используется комплекс природоохранных мероприятий по снижению негативного воз­действия хозяйственной деятельности на окружающую среду.

Город – это несаморегулирующаяся экосистема. Поэтому общество должно регулировать качество городской среды и воздействие антропогенных нагрузок на нее.

С развитием урбанизации антропогенные нагрузки на окружающую среду возрастают: повышается плотность населения, разрастаются терри­тории городов и агломераций, возрастает плотность застройки городских территорий и насыщенность их инженерной инфраструктурой, увеличива­ются объемы промышленного производства, растет уровень автомобили­зации. Все это ведет к обострению экологических проблем городской сре­ды.

Проблемы экологии и безопасности городской среды

Среда современного большого города резко отличается от среды есте­ственных экологических систем. Ее характеризуют: загрязнение химиче­скими веществами и микроорганизмами, повышенный уровень физических воздействий (шум, вибрация, электромагнитные поля), информационное загрязнение. Город – это зона повышенной опасности возникновения до­рожно-транспортных происшествий и промышленных аварий. Все эколо­гические проблемы города являются следствием хозяйственной и иной деятельности людей. К наиболее острым проблемам экологии городской среды относятся: загрязнение атмосферного воздуха, проблема «чистой воды», охрана растительного покрова и почв, управление отходами.

Проблемы автомобилизации. Процесс урбанизации сопровождается бурным ростом автомобилизации во всех странах мира. Уровень автомо­билизации в городах развитых стран составляет более 400 автотранспорт­ных средств (АТС) на тысячу жителей. Автомобильный транспорт является основным загрязнителем воздушной среды. Кроме это­го, следствием автомобилизации являются дорожно-транспортные проис­шествия (ДТП). Ежегодно во всем мире в ДТП погибает более 1 млн чело­век. Результаты некоторых зарубежных исследований свидетельствуют о том, что на каждого погибшего приходится приблизительно 20–30 ране­ных, многим из которых требуется госпитализация. На лечение раненных в ДТП уходит 1–3% валового национального продукта каждой страны независимо от уровня ее экономического развития. По данным Комиссии Ев­ропейского сообщества, примерно 1 из каждых 3 европейцев проходит курс лечения в больни­цах вследствие аварий на дорогах. Каждый год в Европе в результате ДТП погибают 45 тыс. человек и 1,6 млн человек получают ранения.

Уровень автомобилизации в России в 2001 г. составил 200 АТС на тысячу жителей. Несмотря на относи­тельно невысокий уровень автомобилизации, уровень аварийности и до­рожно-транспортного травматизма в России, по сравнению с развитыми странами, недопустимо высок.

Всего в 2000 г. на территории России зарегистрировано 157,6 тыс. ДТП, в которых погибло 29,6 тыс. и ранено 179,4 тыс. человек.

По расчетам специалистов, величина социально-эконо-мического ущерба только от гибели и ранения людей за 2000 год составила 191,7 млрд рублей, что равно 2,8% валового внутреннего продукта РФ.

Как известно, каждый год в дорожно-транс­портных происшествиях в России гибнет от 35 до 40 тыс. человек. Ежегодно количество пострадавших на дорогах многократно пре­вышает число жертв межнациональных конфликтов, катастроф, землетрясений и других стихийных бедствий.

От загрязнения воздуха сильно страдает городская раститель­ность. Пыль закупоривает поры листьев, затрудняет фотосинтез, листья желтеют, рост деревьев задерживается, они легко погиба­ют от вредителей и болезней

Гибель растений лишает город источника кислорода и фитон­цидов. Вокруг экологически неблагополучных промышлен­ных предприятий, выделяющих вредные вещества в атмосферу, расти­тельность намного беднее, чем в районах с незагрязненным возду­хом.

Акустический дискомфорт.

Серьезно ухудшает жизненную среду большого города шум. На долю транспорта, и в первую очередь автомобильного, приходится по­давляющая (до 70–90%) часть шумового загрязнения окружа­ющей среды. Особенность этих шумов – их непериодичность, т. е. усиления и спады их уровней наступают внезапно и по про­должительности сильно варьируют. Интенсивность их воздействия часто значительно превышает порог чувствительности человека.

Шум как экологический фактор приводит к повышению утомляемости, снижению умственной активности, неврозам, росту сердечно-сосудистых заболеваний, шумовым стрессам, ухудшению зрения и т. д. Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека. По данным австралийских исследователей, шум на 30% является причиной старения горожан, сокращая продолжительность жизни на 8–12 лет, толкает людей к насилию, суициду, убийству.

Для защиты населения от вредного влияния городского шума необходимо регламентировать его интенсивность, спектральный состав, время действия и другие параметры.

Допустимый шум уличного движения у стен домов не должен превышать днем 50 дБ и ночью 40 дБ, а общий уровень шума в жилых помещениях – 40 дБ днем и 30 дБ ночью.

Информационное поле города.

В больших городах функциони­рует сильнейшее информационное поле, образуемое средствами массовой коммуникации. На смену таким традиционным средствам массовой информации, как подцензурные печать, радио и теле­видение, пришла независимая, многоаспектная пресса, многока­нальное телевидение и стала развиваться компьютерная культура с выходом во «всемирную паутину» – Интернет.

В то же время стремительное развитие средств массовой ком­муникации, по мнению многих исследователей, стало причиной экопсихологического стресса. Резкое изменение информационно­го поля в среде обитания, некоторые телевизионные и радиопе­редачи, газетные публикации, стали одним из самых мощных экопсихологических факторов, воздействующих на человека. Противоречивость поступающей к человеку информации, нередко отсутствие досто­верной информации, нестабильность жизненного уклада людей вызывают их длительные стрессовые состояния и изменения в по­ведении.

Роль зеленых насаждений в жизни города.

Зеленые насаждения города входят в состав комплексной зеленой зоны – единой системы взаимосвязанных элементов ландшафта города и прилегающего района, обеспечивающей комплексное решение вопросов озеленения и обновления территории, охраны природы и рекреации и направленной на улучшение условий труда, быта и отдыха населения.

Оптимальная норма потребления кислорода – 400 кг/год на 1 человека, т. е. столько, сколько его продуцирует 0,1–0,3 га городских насаждений. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает, что на 1 горожанина должно приходиться 50 м 2 городских зеленых насаждений и 300 м 2 пригородных.

Зеленые насаждения улучшают микроклимат городской территории, предохраняют от чрезмерного перегревания почву, стены зданий, тротуары, создают «комфортные условия» для отдыха на открытом воздухе.

Огромна роль зеленых насаждений в очистке воздуха городов. Хвойные насаждения задерживают за год около 40 т/га пыли, а лиственные способны задерживать за сезон до 100 т/га пыли. У различных растений пылеулавливающие свойства неодинаковы: запыленность поверхности листьев вяза – 3,4 г/м 2 , сирени венгерской – 1,6; липы мелколистной – 1,3; тополя бальзамического – 0,6 г/м 2 .

Очень хорошо улавливают пыль газоны: листовая поверхность травы высотой 10 см на газоне площадью 1 м 2 достигает 20 м 2 . Трава задерживает в 3–6 раз больше пыли, чем не покрытая зеленью земля, и в 10 раз больше, чем дерево. Даже сравнительно небольшие участки насаждений, занимающие незначительную часть квартала, снижают в летнее время запыленность городского воздуха на своей территории на 30–40%.

Зеленые насаждения снижают уровень городского шума, ослабляя звуковые колебания в момент прохождения их сквозь ветви, листву и хвою.

Зеленые насаждения оказывают эмоционально-психическое воздействие на человека. Природный ландшафт – естественный или искусственный – активно способствует восстановлению сил,

Выводы

Процесс роста и развития городов получил название урбанизации.

Город – один из видов социальной и пространственной организации населения, возникающий и развивающийся на основе концентрации про­мышленных, научных, культурных, административных и других функций.

Город – экологическая система, включающая две субсистемы – природную и антропогенную. Города как искусственные экологические системы отличаются от есте­ственных экосистем. Они характеризу­ются огромной потребностью в энергии. При этом солнечную энергию до­полняет концентрированная энергия топлива.

Городская система, в отличие от естественной экосистемы, не может быть саморе­гулирующейся. Все процессы жизнедеятельности города должно регули­ровать общество.

Крупный город изменяет почти все компоненты природной среды – атмосферу, растительность, почву, рельеф, гидрографическую сеть, подземные воды, грунты и даже климат.

Урбанизация, как и любой другой сложный социально-эконо­мический и психолого-политический процесс, имеет положительные и отрицательные стороны. Го­род – это комфорт, облегчение быта, плотность коммуникаций, большой выбор и доступность удовлетворения разнообразных потребностей человека. Но вместе с этим из всех потребностей человека в городе не удовле­творяются самые важные: это потребности в чистом воздухе и чистой воде, тишине, натуральных продуктах питания.

Городская квартира и требования к ее экологической безопасности

Жилище – сложная система природной и искусственно созданной среды, где сочетаются воздействия физической, химической и биологической природы. К факторам физической природы относятся микроклимат, инсоляция и освещённость, электромагнитные излучения, шум, вибрация техногенного происхождения.

Химические факторы включают экзогенные загрязнители атмосферного воздуха и загрязнители эндогенного происхождения, к которым относятся антропотоксины, продукты сгорания бытового газа, полимерные загрязнители, аэрозоли синтетических моющих средств и препаратов бытовой химии, табачный и кухонный дым.

К биологическим факторам относится бактериальное загрязнение, которое определяется как пылебактериальная взвесь.

Шум и вибрация в городских условиях.

В производственных условиях разнообразные машины, аппараты и инструменты, являются источниками шума, вибрации.

Шум и вибрация - это механические колебания, распространяющиеся в газообразной и твердой средах. Шум и вибрация различаются между собой частотой колебаний.

Механические колебания, распространяющиеся через плотные среды с частотой колебаний до 16 гц. (герц - единица измерения частоты равная 1 колебанию в секунду), воспринимаются человеком как сотрясение, которое принято называть вибрацией.

Колебательные движения, передаваемые через воздух с частотой от 20 до 16000 гц, воспринимаются органом слуха как звук.

Колебательные движения свыше 16000 гц, относятся к ультразвуку и органами чувств человека не воспринимаются. Ультразвук способен распространяться во всех средах: жидкой, газообразной (воздух) и твердой.

Шум представляет собой беспорядочное неритмичное смешение звуков различной силы и частоты.

Чувствительность уха к звуковым колебаниям зависит от силы, и интенсивности звука и частоты колебаний.

За единицу измерения силы звука принят бел.

Орган слуха способен различать 0,1 б., поэтому на практике для измерения звуков и шумов применяется децибел (дб.). Сила звука и частота воспринимаются органами слуха как громкость, поэтому при равном уровне силы звука в децибелах звуки различных частот воспринимаются как звуки, имеющие громкость.

В связи с этим при сравнении уровня громкости звука, необходимо помимо характеристики силы звука в децибелах указывать и частоту колебаний в секунду, Чувствительность слухового аппарата к звукам разных частот не одинакова. Она в 10 миллионов раз больше к высоким частотам, чем к низким.

В производственных условиях, как правило, возникают шумы, которые имеют в своем составе различные частоты.

Условно весь спектр шума принято делить на низкочастотные шумы частотой до 300 герц, среднечастотные от 350 до 800 герц и высокочастотные - выше 800 герц.

Для измерения характеристики шума и вибрации на производстве существуют специальные приборы - шумомеры, анализаторы частоты шума и вибрографы.

Влияние шума и вибрации на здоровье городского человека

До последнего времени было принято считать, что шум отрицательно действует только на органы слуха. В настоящее время установлено, что люди, работающие в условиях шума, более быстро утомляются, жалуются на головные боли. При воздействии шума на организм может происходить ряд функциональных изменений со стороны различных внутренних органов и систем:

Повышается давление крови, учащается или замедляется ритм сердечных сокращений, могут возникать различные заболевания нервной системы (неврастения, неврозы, расстройство чувствительности).

Интенсивный шум отрицательно действует на весь организм человека. Ослабляется внимание, снижается производительность труда.

Вибрация как и шум вредно воздействует на организм и в первую очередь вызывает заболевание периферической нервной системы так называемую виброболезнь.

В целях предотвращения заболевания от воздействия шума и вибрации санитарным законодательством установлены предельно допустимые уровни шума и вибрации.

Меры борьбы с шумом и вибрацией:

Замена шумных процессов бесшумными или менее шумными;

Улучшение качества изготовления и монтажа оборудования;

Укрытие источников шума и вибрации;

Вывод работающих из сферы воздействия шума и вибрации;

Применение индивидуальных защитных средств.

Звуком называют такие механические колебания внешней среды, которые воспринимаются слуховым аппаратом человека (от 16 до 20 000 колебаний в секунду). Колебания большей частоты называют ультразвуком, меньшей - инфразвуком. Шум - громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание. Для всех живых организмов, в том числе и человека, звук является одним из воздействий окружающей среды.

Длительный шум неблагоприятно влияет на орган слуха, понижая чувствительность к звуку.

Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления, - децибелах. Это давление воспринимается не беспредельно. Уровень шума в 20-30 децибелов (ДБ) практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон. Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница составляет примерно 80 децибелов. Звук в 130 децибелов уже вызывает у человека болевое ощущение, а 150 становится для него непереносимым. Недаром в средние века существовала казнь “под колокол”. Гул колокольного звона мучил и медленно убивал осужденного.

Очень высок уровень и промышленных шумов. На многих работах и шумных производствах он достигает 90-110 децибелов и более. Не намного тише и у нас дома, где появляются все новые источники шума - так называемая бытовая техника.

Рис.4. Интенсивность звука (дБ) от различных источников

В настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Их исследования показали, что шум наносит ощутимый вред здоровью человека, но и абсолютная тишина пугает и угнетает его. Так, сотрудники одного конструкторского бюро, имевшего прекрасную звукоизоляцию, уже через неделю стали жаловаться на невозможность работы в условиях гнетущей тишины. Они нервничали, теряли работоспособность. Ученые установили, что звуки определенной силы стимулируют процесс мышления, в особенности процесс счета.

Каждый человек воспринимает шум по-разному. Многое зависит от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий.

Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия - звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости. Очень шумная современная музыка также притупляет слух, вызывает нервные заболевания.

Шум коварен, его вредное воздействие на организм совершается незримо, незаметно. Нарушения в организме человека из-за шума становятся заметными лишь с течением времени.

В настоящее время врачи говорят о шумовой болезни, развивающейся в результате воздействия шума с преимущественным поражением слуха и нервной системы.

Не только шумы, но и другие воздействия, связанные с ростом урбанизации, в той или иной мере сказываются на развитии, психике и здоровье человека. К одним из таких воздействий относят вибрацию. Вибрация представляет собой механические колебательные движения, непосредственно передаваемые телу человека. В зависимости от того, на какие части тела человека распространяются механические колебания, различают местную и общую вибрацию. Общая вибрация возникает в результате вибрации поверхности, на которой находится человек (пол, сиденье), и распространяется на все тело. При местной вибрации сотрясению подвергается лишь та часть тела, которая непосредственно соприкасается с вибрирующей поверхностью, чаще всего руки (при работе с ручными вибрирующими инструментами или при удержании вибрирующего предмета, детали машины и т. п.). Особенно чувствительными к действию местной вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов, а также отделы периферической нервной системы, связанные с вибрационной и тактильной чувствительностью.

За последние годы установлено, что вибрация, как и шум, действует на организм человека энергетически, поэтому ее стали характеризовать спектром по колебательной скорости, измеряемой в сантиметрах в секунду или, как и шум, в децибелах; за пороговую величину вибрации условно принята скорость в 5*10 -6 см/сек. Опасна вибрация тела с частотой, совпадающей с собственной частотой вибрации внутренних органов (7-9Гц), она может привести к механическим повреждениям последних вследствие резонансного явления.

С физической точки зрения, звук – это механические волновые колебания упругих твердых тел соответствующей частоты и интенсивности. Звуковые колебания, возникшие в твердом теле, распространяются и в окружающей его воздушной среде и могут восприниматься органом слуха человека.

Шум – это совокупность нежелательных с гигиенической точки зрения звуков различной интенсивности и высоты, беспорядочно изменяющихся во времени и вызывающих у населения неприятные субъективные ощущения.

Источники шума

1. источники, расположенные в жилище - внутридомовые (инженерное, технологическое и бытовое оборудование – лифты, мусоропроводы, водопровод, канализация)

2. источники, расположенные вне жилища

Микрорайонные (квартальные) – источники, связанные с жизнедеятельностью людей в пределах микрорайонной территории (игры на детских и спортивных площадках, трансформаторные подстанции, работа по уборке территории, автотранспорт)

Внемикрорайонные – промышленные и энергетические предприятия, различные виды транспорта (автомобильный, воздушный, водный, железнодорожный).

Классификация

1. По происхождению:

а) механический (возникает в результате трения, ударов);

б) аэродинамический (при передвижении потока воздуха);

в) гидродинамический (при движении жидкости)

2. По частотной характеристике:

а) низкочастотный (менее 400 Гц);

б) среднечастотный (400-800 Гц);

в) высокочастотный (свыше 800 Гц)

3. По степени стабильности звучания:

а) постоянный – колебания звукового давления во времени не более 5дБ:;

б) прерывистый – разновидность постоянного, прерываемого паузами и звучащего между ними не менее 1 с

в) непостоянный – шум, интенсивность которого во времени изменяется более чем на 5 дБ

г) импульсный – непостоянный шум с мгновенными изменениями давления и длительностью звукового импульса менее 1 с.

4. По спектральному составу:

а) широкополосной – шум, в котором представлены звуки различной частоты;

б) тональный – шум, в котором прослушивается звук определенной частоты.

Влияние шума на организм

Степень влияния шума на условия жизни населения зависит от его интенсивности, звукового спектра, характера, времени и индивидуальных особенностей человека (пола, возраста). Городской шум воспринимается человеком, прежде всего, субъективно. Первыми показателями неблагоприятного действия являются жалобы на раздражительность, беспокойство, нарушение сна. Наиболее чувствительны к действию шума дети, пожилые, мужчины, больные люди, особенно с заболеваниями нервной и сердечно-сосудистой систем, а также тяжелые больные в послеоперационном периоде. Жалобы на жилищно-бытовой шум появляются при уровне шума 35дБА.

При воздействии шума в организме человека возникают изменения функций слухового и зрительного анализаторов, центральной нервной, сердечно-сосудистой и других систем.

Основной точкой приложения при действии шума является ЦНС. В нервной системе происходит изменение подвижности корковых процессов - наблюдается увеличение латентного времени рефлекторной реакции на свет и звук. Кроме того, человека беспокоит нарушение сна (засыпание с большим трудом, прерывистый сон, бессонница), быстрая утомляемость, раздражительность.

Воздействие шума на ССС проявляется в снижении систолического и повышении диастолического давления. При постоянном длительном воздействии интенсивного шума у человека развиваются явления гипертензии, и в дальнейшем возникает гипертоническая болезнь. Постоянное действие шума в результате нарушения секреторной и моторной функций желудка может способствовать возникновению гастрита и язвенной болезни. При воздействии шума интенсивностью более 40 дБА наблюдается снижение слуховой чувствительности, которая восстанавливается через определенное время в зависимости от уровня шума.

Отмечается рост общей заболеваемости среди населения, проживающего при высоком уровне шума, при этом уровень заболеваемости коррелирует со сроком проживания в условиях той или иной шумовой нагрузки.

Мероприятия по снижению уровня шума

1. Архитектурно-планировочные

Функциональное зонирование территории населенного пункта;

Рациональная планировка территории селитебной зоны - использование экранирующего эффекта жилых и общественных зданий, расположенных в непосредственной близости к источнику шума. При этом внутренняя планировка здания должна обеспечить ориентацию спальных и других помещений жилой зоны квартиры на бесшумную сторону, а в сторону магистрали должны быть ориентированы помещения, в которых человек находится непродолжительное время - кухни, санузлы, лестничные клетки;

Создание условий для непрерывного движения автотранспорта путем организации бессветофорного движения (транспортные развязки на разных уровнях, подземные пешеходные переходы, выделение улиц с односторонним движением);

Создание объездных дорог для транзитного транспорта;

Озеленение селитебной зоны.

2. Технологические

Модернизация транспортных средств (уменьшение шумности двигателя, ходовой части и т.д.);

Такие проблемы современных мегаполисов, как шум и вибрации, увеличиваются по своей интенсивности с каждым годом. Почему современная наука так активно в последние годы стала исследовать проблему влияния шума и вибрации на организм человека? Почему измерение вибрации стало обязательным исследованием на многих предприятиях и в организациях? Да потому, что современная медицина начала бить тревогу: растет количество профессиональных заболеваний – вибрационной болезни и тугоухости, возникающей из-за длительного воздействия шума и вибрации на работника такого предприятия. И в группах риска оказалось много профессий, связанных как раз с работой в этих условиях.

Особую актуальность проблема вибрации в жилых зданиях приобрела вследствие строительства метрополитена в крупных городах нашей страны и за рубежом. Наиболее благоприятные условия для распространения вибрации создаются при использовании неглубоких туннелей углубления, строительство которых является экономически целесообразным. Трассы метрополитена прокладывают под жилыми районами, а опыт эксплуатации подземных поездов свидетельствует о том, что вибрация проникает в жилые здания в радиусе 40-70 м от туннеля метрополитена.

Влияние шума на организм человека, равно как и реакция человека на шум в каждом конкретном случае различна. Некоторые люди хорошо терпят шум, у других же он вызывает раздражение и стремление уйти как можно дальше от источника шума. Оценка уровня шума в основном основана на понятии восприятия, при этом большое значение имеет именно внутренняя настройка человека к источнику шума.

По частоте все колебания делятся на три диапазона:

· инфразвуковые − до 16 Гц;

· звуковые (воспринимаются органом слуха как звук) − от 16 до 20000 Гц;

· ультразвуковые − свыше 20000 Гц.

Шум и вибрации, которые превышают пределы частоты звуковых колебаний, являются профессиональной вредностью. Шум - это такое сочетание звуков, которое оказывает на организм человека раздражающее и вредное действие. Под влиянием шума и вибрации у человека может измениться кровяное давление, нарушиться работа желудочно-кишечного тракта, ну а его длительное воздействие может привести и к потере слуха.

В бытовых, уличных и производственных условиях на нас постоянно действуют и передаются на все структуры организма колебания как твердого, так и упругого тела в сочетании с обязательным включением воздушной среды. В зависимости от качественных и количественных показателей этих колебаний реакция организма, соответственно, различна. Двигаясь в автобусе, троллейбусе, вагоне метро, проходя мимо работающих механизмов по ремонту дорог, мы часто ощущаем неприятные воздействия и вибрации, и шума. Но, выйдя из транспортного средства, удалившись с места транспортных работ, мы очень быстро забываем эти неудобства. И совсем другое дело, когда эти два фактора действуют на организм в течение рабочего дня, месяца или многих лет. Тогда эти факторы выступают как профессиональные вредности, способствуя развитию шумовой и вибрационной болезней. В действии этих факторов много общего, но и много специфичности, что позволяет рассмотреть их по отдельности.

Вибрация − это периодическое отклонение твердого тела от точки своего равновесия. Если нет постоянного энергетического побудителя, то эти отклонения быстро гаснут. Но в производственных условиях этот побудитель (электроэнергия, трансмиссия и др.) постоянно присутствует и, следовательно, вибрация генерируется постоянно. При контакте человека с этими сотрясающимися объектами его организм включается в общую систему сотрясений. Костная система, нервные структуры, вся сосудистая система являются хорошими проводниками и резонаторами вибрации. Степень чувствительности организма в целом по отношению к этому очень вредному производственному фактору зависит от функционального состояния коры больших полушарий.

Работая с вибрирующими механизмами, инструментами (особенно пневматическими), рабочие подвергаются воздействию не только вибрации, но и высокочастотного шума большой интенсивности, что ускоряет и усугубляет развитие и полисимптоматичность вибрационной болезни.

ЛЕКЦИЯ 5 . ШУМ, ВИБРАЦИЯ, УЛЬТРАЗВУК, ИНФРАЗВУК. ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

5.1. Шум и вибрация

Значительное влияние на условия окружающей среды имеют шум и вибрация. Шум это любые нежелательные для человека звуковые волновые колебания, распространяющиеся в упругой середе (воздух, газ, жидкость и тому подобное). Часть пространства, где распространяются звуковые волны, называют звуковым полем . В любом месте этого поля давление и скорость частей среды изменяются во времени. Разница между мгновенным и средним давлением в среде называется звуковым давлением . Единица измерения звукового давления - Па.

Звук - это распространение звуковой волны в упругой среде. Он характеризуется частотой звуковых колебаний, амплитудой и временным интервалом колебаний. Звуковой спектр разделяется на инфразвук, с частотой колебаний звуковой волны в пределах от 0 до 20 Гц, которые человек не ощущает. Звуки с частотой от 20 до 20 000 Гц – этот звуковой диапазон ощутим для человека. Частота от 20 000 Гц до 10 9 Гц - ультразвук, от 10 9 и выше – гиперзвук.

Основними характеристиками звуков ы х колебаний – это интенсивность (сила), частота и форма звуковой волны. И нтенсивн о сть определяется энергией, которая преносится звуковой волной через поверхность площадью 1 м 2 ., которая перпендикулярна направлению распространения звуковой волны (Вт/м 2).

Звук и шум , характеризуется:

– скоростью звука, в м/с и частотою f , Гц; звуковым давлением р, Па; интенсивностью I , Вт/м 2 .

Скорость звука, зависит от характеристики среды, в которой распространяется звуковая волна. В газоподобной среде скорость звука равна:

где х – показник адиабаты (х = 1,44); Р, – давление и плотность газа соответственно.

Рис. 5.1. Слуховое ощущение человека

При нормальных атмосферных условиях (Т = 293 К та Р = 1034 гПа) скорость звука в воздухе равна с = 344 м/с.

Частота звук а определяется количеством колебаний упругой среды в единицу времени и измеряется в герцах (1 Гц – это одно колебание в секунду).

Ощущения человека, которые возникают под действием шума, пропорционально не абсолютному значению звукового давления, а его логарифму . Поэтому для характеристики шума были введены логарифмические величины - уровень звукового давления, что определяется как

(дБ) ,

где Р – среднеквадратическое значение звукового давления в точке замера, Па; Р о = 210 -5 Па - величина среднеквадратичного звукового давления на пороге ощущения.

Ухо человека способное воспринимать только те колебания, частота которых находится в диапазоне 20 Гц - 20 кГц. Ниже и выше этих частот находятся соответственно в области инфра- и ультразвука.

Действие шума на человека зависит от его частоты, уровня звукового давления, времени действия и характера шума . На рис. 5.1 приведена зона уровней звукового давления, которое воспринимаются человеком. Она ограничена сверху порогом болевых ощущений , превышение которого может привести к повреждению органов слуха, а снизу - порогом чувствительности.

Шум, даже при относительно незначительных уровнях (50-60 дБл), повышает нагрузку на нервную систему человека, что очень ощутимо при условиях занятия умственной дельностью. Он возбуждает нервную систему, повышает давление крови, ведет к преждевременной усталости вызывает головную боль. Доказано, что ряд заболеваний (гипертоническая и язвенная болезни, неврозы, желудочно-кишечные и кожные заболевания) связанные с перенапряжениями нервной системы в процессе труда и отдыха. Отсутствие тишины, особенно в ночное время, ведет к преждевременной усталости, а часто и к общим заболеваниям.

Уровень шума свыше 70 дБ оказывает существенное физиологическое воздействие на человека, что приводит к изменениям в организме. Так, действие шума 90 дБ и выше ведет к снижению чувствительности органов слуха, а иногда, особенно в неудовлетворительных условиях на промышленных предприятиях, к возникновению профессионального заболевания - сенсоневральной приглухуватости . Уровень шума больше 145 дб может привести к повреждению барабанной перепонки.

Основные источники шума –

– транспортные средства и различное промышленное оборудование: машины и механизмы (механичный шум), трансформаторы и дроссели (электромагнитный шум), вентиляторы и насосы (гидравлический шум) и тому подобное. Очень часто неблагоприятые шумовые условия создаются в жилых районах от работающей радио- и телеаппаратуры, громких разговоров, строительных работ и др.

Для снижения негативного влияния шума приняты допустимые его уровни на рабочих местах, в жилых зданиях и на территории жилых районов. На практике используют два метода нормирования :

–по граничному спектру шума и по допустимому уровню звука. За первым методом нормируются допустимые уровни звукового давления во всех вышеупомянутых октавных полосах (предельный спектр шума).

Таблиця 5.1

Показатели уровня шума от различных источников

Спектр шума – зависимость уровня звукового давления от частоты. Различают спектры:

– узколинейные, в которых отдельные синусоидальные составляющие разделены частотными промежутками без колебаний;

– широколинейные, состоящие из синусоидальных составляющих, непосредственно разделенных на шкалы тона и частоты, которые формируются отдельными звуками с фиксированной частотой.

Громкость – сила слухового ощущения, которая зависит от звукового давления и частоты звука. Для сравнения между собой различных звуков по громкости используют понятие – уровень громкости, единица которого есть фон , который равен звуковому давлению в 1 дБ для чистого тону с частотой в 1 кГц, который воспринимается как одинаковая громкость с данным звуком.

Различные колебания элементов машин и механизмов могут передаваться через грунт, пол, элементы зданий и сооружений и оказывать на организм человека через ее руки, ноги или др. части тела. В этом случаи колебания воспринимаются как вибрация.

В и брац и я – это механические колебания, которые приводят к расстройству жизненно важных функций человека, вредно влияющих на работу оборудования и разрушению строительных конструкций.

Параметры, характеризующие действие вибрации на человека, есть амплитуда виброперемещений, виброскорость, виброускорения и частота колибаний.

Вибрации бывает общая и локальная . Общая вибрация – это действие на организм человека в целом, а локальная - на отдельные части тела. Например, общая вибрация распространяется на работника при пользовании транспортными средствами, а локальная - на работников, которые работают с электрическим и пневматическим ручным инструментом.

Систематическое действие общей вибрации , при условии высокого значения величины виброскорости, может привести к возникновению вибрационной болезни – устойчивые нарушения физиологических функций организма, обусловленные преобладающим действием вибрации на центральную нервную систему. Эти нарушения ведут к головной боли, снижению трудоспособности, ухудшению самочувствия, нарушению работы сердца.

Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые возникают на фалангах пальцев, а потом распространяются на всю руку. Вследствие этого ухудшается ее кровоснабжение. Синхронно происходят изменения в нервной системе: откладываются соли в суставах, которые ведут к боли, деформации рук и снижения подвижности в суставах. Эффективное лечение вибрационной болезни возможное только в начальной стадии ее развития, кроме того, восстановление нарушений функций организма протекает очень медленно.

В зависимости от источника возникновения вибрации она делится на:

– транспортную (движения машин дорогами и на местности), транспортно-технологическую (движение машин, которые выполняют технологические операции);

– технологическую (работа стационарных машин).

По направлению действия общая вибрация бывает вертикальной и горизонтальной (по линии плеч и перпендикулярно ей). Выделяют также три направления действия локальной вибрации .

Гигиенические нормы вибрации устанавливают в зависимости от вида вибрации, места, времени и направления ее действия.

Методы и способы борьбы с вредным воздействием шума и вибрации условно делят на четыре группы:

1. Направленные на уменьшение величины шума и вибрации в источниках их возникновения.

2. Направленные на снижение шума и вибрации во время их распространения.

3. Индивидуальные способы защиты от шума и вибрации .

4.лечебно-профилактические мероприятия, направленные на профилактику изменения в организме человека влияния вредных факторов.

Среди мер первой группы важное значение отводится усовершенствованию конструкций машин и механизмов путем улучшения их кинематических схем, замене механизмов ударного действия на другие с меньшим количеством операций ударного действия, статическая и динамическая балансировка элементов машин, по возможности замене деталей механизмов, изготовленных из металла, на детали из пластических масс и др. малошумных материалов, использование глушителей, недопущение механических резонансов, использование фундаментов и покрытий, которое гасят и поглощают вибрацию и тому подобное. Для снижения шума в городах и др.населенных пунктах очень важно поддерживать в исправном состоянии транспортные средства, а также дороги, трамвайное и железнодорожное полотно.

Значительное место среди мероприятий второй группы относится к гражданскому строительству:

– зональное районирование территории населенных пунктов, вынесению дорог с интенсивным движением транспорта за их границу, углублению магистральных транспортных коммуникаций, установлению шумозащитных стен, созданию зеленых защитных зон, запрет на движение транспортных средств в парках, санитарных зонах и зонах отдыха, сооружению специального жилья, окон с тройным стеклом, рациональному планированию жилых помещений, вентиляции помещений с помощью специальных жалюзей. В производственных условиях среди мер этой группы широко используются звукоизолирующие укрытия, кожухи и экраны, замене направления распространения звуковых колебаний, покрытие стен помещений материалами, которые поглощают звук, виброизоляция, гибкие вставки и пружинные прокладки при соединении элементов машин, трубопроводов и строительных конструкций и др.

К средствам индивидуальной защиты от шума относятся:

– вкладыши, наушники и шлемы. Вкладыши бывают мягкие , из ультратонких волокон, и жесткие , изготовленные из эбонита или кожи в виде конуса. Эффективность их не очень высокая (снижение уровня звука всего на 5-20 дБл). Наушники более эффективные, в особенности на высоких частотах. Шлемы используют в экстремальных условиях (когда уровень звука превышает 120 дБл). Индивидуальная защита от действия вибрации осуществляется с помощью варежек с прокладками и специальной обуви с подошвами , которые поглощают вибрацию. (Рис.5.2)

Для предотвращения возникновения и развития вибрационной болезни у работников, работающих с виброинструментом, рекомендуется особый режим труда:

– дополнительные перерывы на отдых, специальные гимнастические упражнения и массаж, прием витаминов, теплые ванны для рук после завершения роботы, ультрафиолетовые облучения. У работников, у которых была выявленная вибрационная болезнь, необходимо перевести на работу, которая не связана с вибрацией.

Замер уровня шума и вибрации осуществляют с помощью специальных приборов - шумомер и виброграф ручной, например ШИ- 01, ВР-1, приборы фирмы "Брюль и Кэр" (Дания) (Рис.5.3) и др. В качестве чувствительного элемента в них используют конденсаторные микрофоны и пьезоэлектрические преобразователи вибрационных колебаний. Приборы имеют октавные фильтры для измерения уровней звукового давления и параметров вибрации в стандартных октавных полосах частот, а также позволяют контролировать уровень звуку.

Во время работы некоторых машин и механизмов возникают не только шум, а инфразвук и ультразвук. При действии инфразвука с уровнем давления 100-120 дБ возникают головные боли, ощущения вибрации внутренних органов, снижение внимания и трудоспособности, возникают ощущения ужаса, нарушения функции вестибулярного аппарата. Поэтому установлены следующие допустимые уровни звукового давления для инфразвука:

– в октавных полосах с средне геометрическими частотами 2, 4, 8, и 16 Гц составляют 105 дБл.

Основным мероприятием, направленным на борьбу с вредным воздействием инфразвука состоит в снижении его уровня в источниках возникновения.

Ультразвук широко используют в машиностроительной и металлургической промышленности (обработка материалов, контроль качества изделий и др.), медицине (ультразвуковые методы диагностики) и в непроизводственной сфере (охранная и противопожарная сигнализация). Ультразвук оказывает вредное воздействие на организм человека: вызывает функциональные изменения в нервной системе, изменяет давление, состав и характеристику крови. Он может действовать на человека как через воздух, так и через жидкость или твердую среду. Допустимый уровень звукового давления в диапазоне частот 20-100 кГц составляет 110 дБ. Защита от ультразвука осуществляют путем использования оборудования с более высокими частотными колебаниями, защитных экранов и кожухов, размещения оснащения, оборудования в специальных помещениях или кабинах.