Воздействие шума и вибрации на окружающую среду

По статистике 10–15% работающих в промышленности подвергаются шуму с уровнями выше 90 дБ, a 15–20% — выше 85 дБ.

Больше всего от постоянного  действия шума страдают рабочие и  служащие, занятые в прядильном производстве, в металлорежущих, кузнечных цехах, аппаратных залах и кабинах некоторых  объектов связи, в помещениях, где  размещаются дизель-электрические  агрегаты и др. Здесь отмечаются шумы с интенсивностью выше 100 дБ.

В повседневной жизни повреждения  слуха могут вызываться слишком  громкой музыкой, выстрелами в тире и т. д.

• Вибрация  и ее влияние на человека

Длительное воздействие  на человека вибрации ведет к вибрационной болезни. Это заболевание является профессиональным. Вибрационная патология  занимает 2-е место после пылевых, среди профессиональных заболеваний.

В зависимости от степени  воздействия на организм человека выделяют 4 стадии развития вибрационной болезни:

1. На первой стадии  симптомы незначительные: боль в  руках, спазмы капилляров, боли  в мышцах плечевого пояса.

2. На второй стадии  усиливаются боли в руках, происходит  расстройство чувствительности, понижается  температура, синеет кожа кистей  рук.

При условии исключения влияния  вибрации на человека на первой и второй стадии лечение эффективно и изменения  обратимы.

Третья и четвертая  стадии характеризуются интенсивными болями в руках, резким снижением  температуры кистей рук. Происходят изменения в нервной и эндокринной  системах, а также сосудистые изменения. На этих стадиях нарушения приобретают  генерализованный характер.

Больные страдают головокружением, головными и загрудными болями. Изменения  имеют стойкий характер, необратимы.

Виброзащита человека представляет собой сложную проблему биомеханики. При разработке методов виброзащиты  необходимо учитывать эмоциональное  состояние человека, напряженность  работы и степень его утомления.

Вибрация вызывает нарушения физиологического и функционального состояний человека. Стойкие вредные физиологические изменения называют вибрационной болезнью. Симптомы вибрационной болезни проявляются в виде головной боли, онемения пальцев рук, боли в кистях и предплечье, возникают судороги, повышается чувствительность к охлаждению, появляется бессонница. При вибрационной болезни возникают патологические изменения спинного мозга, сердечно-сосудистой системы, костных тканей и суставов, изменяется капиллярное кровообращение.

Функциональные изменения, связанные с действием вибрации на человека-оператора — ухудшение  зрения, изменение реакции вестибулярного аппарата, возникновение галлюцинаций, быстрая утомляемость. Негативные ощущения от вибрации возникают при ускорении, которое составляет 5% ускорения силы веса, то есть при 0,5 м/с2. Особенно вредны вибрации с частотами, близкими к частотам собственных колебаний тела человека, большинство которых находится в границах 6.. .30, Гц.

Вибрации вызывают неприятные ощущения, проявляющиеся на резонансных  частотах органов человеческого  тела, и способны привести к остановке  сердца.

 

3. Защита от шума и вибрации.

Для борьбы с шумом и  вибрацией используются как общие, так и индивидуальные средства защиты.

• Методы борьбы с вибрацией.

Общие методы борьбы с вибрацией  базируются на анализе уравнений, которые описывают колебание машин в производственных условиях и классифицируются следующим образом:

•снижение вибраций в источнике возникновения путем снижения или устранения возбуждающих сил;

•регулировка резонансных режимов путем рационального выбора приведенной массы или жесткости системы, которая колеблется;

•вибродемпферование — снижение вибрации за счет силы трения демпферного устройства, то есть перевод колебательной энергии в тепловую;

• динамическое гашение  — введение в колебательную систему дополнительной массы или увеличение жесткости системы;

•виброизоляция — введение в колебательную систему дополнительной упругой связи с целью ослабления передачи вибраций смежному элементу, конструкции или рабочему месту;

•использование индивидуальных средств защиты.

Рассмотрим подробнее  вышеизложенные методы:

Снижение вибрации в источнике ее возникновения достигается путем уменьшения силы, которая вызывает колебание. Поэтому еще на стадии проектирования машин и механических устройств следует выбирать кинематические схемы, в которых динамические процессы, вызванные ударами и ускорением, были бы исключены или снижены.

Регулировка режима резонанса. Для ослабления вибраций существенное значение имеет предотвращение резонансных режимов работы с целью исключения резонанса с частотой принуждающей силы. Собственные частоты отдельных конструктивных элементов определяются расчетным методом по известным значениям массы и жесткости или же экспериментально на стендах.

Вибродемпферование. Этот метод снижения вибрации реализуется путем превращения энергии механических колебаний колебательной системы в тепловую энергию. Увеличение расхода энергии в системе осуществляется за счет использования конструктивных материалов с большим внутренним трением: пластмасс, металлорезины, сплавов марганца и меди, никелетитанових сплавов, нанесения на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, которые имеют большие, потери на внутреннее трение. Наибольший эффект при использовании вибродемпферных покрытий достигается в области резонансных частот, поскольку при резонансе значение влияния сил трения на уменьшение амплитуды возрастает.

 Виброгашение, Для динамического гашения колебаний используются динамические виброгасители: пружинные, маятниковые, эксцентриковые гидравлические. Недостатком динамического гасителя является то, что он действует только при определенной частоте, которая отвечает его резонансному режиму колебаний.

Динамическое виброгашение достигается также установлением  агрегата на массивном фундаменте.

Виброизоляция состоит в снижении передачи колебаний от источника возбуждения к объекту, который защищается, путем введения в колебательную систему дополнительной упругой связи. Эта связь предотвращает передачу энергии от колеблющегося агрегата к основе или от колебательной основы к человеку или к конструкциям, которые защищаются.

Средства индивидуальной зашиты от вибрации применяют в случае, когда рассмотренные выше технические средства не позволяют снизить уровень вибрации до нормы. Для защиты рук используются рукавицы, вкладыши, прокладки. Для защиты ног — специальная обувь, подметки, наколенники. Для защиты тела — нагрудники, пояса, специальные костюмы.

Для ослабления передачи вибраций и шума по воздуховодам и трубопроводам  присоединять их к вентиляторам и  насосам надо при помощи гибкой вставки  из прорезиненной ткани или резинового патрубка.

Санитарные нормы регламентируют предельно допустимые уровни вибрации и лечебно-профилактические мероприятия. Однако следует отметить, что вибрация в определенных количествах оказывает положительное влияние на организм человека. Вибрация способна увеличивать активность жизненных процессов в организме.

• Методы и  средства защиты от шума

Средства защиты от шума подразделяют на средства коллективной и индивидуальной защиты.

Борьба с шумом в  источнике его возникновения  — наиболее действенный способ борьбы с шумом. Создаются малошумные механические передачи, разрабатываются способы  снижения шума в подшипниковых узлах, вентиляторах.

Архитектурно-планировочный  аспект коллективной защиты от шума связан с необходимостью учета требований шумозащиты в проектах планирования и застройки городов и микрорайонов. Предполагается снижение уровня шума путем использования экранов, территориальных  разрывов, шумозащитных конструкций, зонирования  и районирования источников и  объектов защиты, защитных полос озеленения.

Организационно-технические  средства защиты от шума связаны с  изучением процессов шумообразования  промышленных установок и агрегатов, транспортных машин, технологического и инженерного оборудования, а также с разработкой более совершенных малошумных конструкторских решений, норм предельно допустимых уровней шума станков, агрегатов, транспортных средств и т. д.

Акустические средства защиты от шума подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители  шума.

Снижение шума звукоизоляцией. Суть этого метода заключается в том, что шумоизлучающий объект или несколько наиболее шумных объектов располагаются отдельно, изолировано от основного, менее шумного помещения звукоизолированной стеной или перегородкой.

Звукопоглощение достигается за счет перехода колебательной энергии в теплоту вследствие потерь при трении в звукопоглотителе. Звукопоглощающие материалы и конструкции предназначены для поглощения звука как в помещениях с источником, так и в соседних помещениях. Акустическая обработка помещения предусматривает покрытие потолка и верхней части стен звукопоглощающим материалом. Эффект акустической обработки больше в низких помещениях (где высота потолка не превышает 6 м) вытянутой формы. Акустическая обработка позволяет снизить шум на 8 дБА.

Глушители шума применяются в основном для снижения шума различных аэродинамических установок и устройств,

В практике борьбы с шумом  используют глушители различных  конструкций, выбор которых зависит  от конкретных условий каждой установки, спектра шума и требуемой степени  снижения шума.

Глушители разделяются на абсорбционные, реактивные и комбинированные. Абсорбционные глушители, содержащие звукопоглощающий материал, поглощают поступившую в них звуковую энергию, а реактивные отражают ее обратно к источнику. В комбинированных глушителях происходит как поглощение, так и отражение звука.

Заключение.

Изучив данную тему, нельзя не отрицать пагубное воздействие шума и вибрации на окружающую среду и  в первую очередь на человека.

Внедрение в промышленность новых технологических процессов, рост мощности и быстроходности технологического оборудования, механизация производственных процессов привели к тому, что  человек в производстве и в  быту постоянно подвергается воздействию  шума и вибраций высоких уровней.

Если в 60 – 70 годы прошлого столетия шум на улицах не превышал 80 ДБ, то в настоящее время он достигает 100 ДБ и более. На многих оживленных магистралях даже ночью шум не бывает ниже 70 ДБ, в то время как  по санитарным нормам он должен не превышать 40 ДБ.

По данным специалистов, шум в больших городах ежегодно возрастает примерно на 1 ДБ. Имея ввиду  уже достигнутый уровень, легко  себе представить весьма печальные  последствия этого шумового «нашествия».

Появляются все новые  сверхмощные источники звука, например: шум реактивного самолета, космической  ракеты. Очень высок уровень промышленных шумов. На многих производствах он достигает 80 – 100 ДБ и более, способствуя увеличению числа ошибок в работе, снижая производительность труда примерно на 10 – 15% и одновременно значительно ухудшает его качество.

Борьба с шумом, является комплексной проблемой. Существуют общие аспекты в работе всех, кто занимается решением проблемы шумов окружающей среды:

•  Оценка соответствия источника шума (промышленные предприятия, торговые центры, аэропорты, автомагистрали, железные дороги и т.д.) действующим инструкциям и законодательным актам.

• Проведения полевых измерений

• Оценки шума от определенных источников

• Расчет ожидаемых уровней шума

• Составления карты уровней шума

• Подготовки отчетов для общественности и для лиц, принимающих решения.

• Архивации и сбора данных

• Проведения экспертиз

Перечисленные задачи, необходимые  для оценки степени и уровня шумовой  загрязненности, требуют также определенного  уровня понимания проблемы не только профессионалами, работающими в  полевых условиях, но и лицами, принимающими решения, и общественностью.

 

Список литературы.

1. Валова В.Д. Основы экологии: Учебное пособие.  –  2-е  изд.,  перераб.  И доп. М.: Издательский Дом «Дашков и К0», 2001.
2. Жидецкий В.Ц., Джигирей В.С., Мельников А.В. Основы охраны труда. Учебник – Изд. 2-е, дополненное. –Л., Афиша, 2000. – 351с.
3. Крючек Н. А., Латчук В. Н., Миронов С. К. Безопасность и защита населения в чрезвычайных ситуациях: Учебник для населения. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003
4. Корчагина В.А. Ботаника. Издательство «Просвещение», 1992г.
5. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек  М.: Гранд, 1998