Шумовое загрязнение биосферы (стр. 2 из 8)
В акустике за уровень параметра принимается величина, пропорциональная логарифму относительного значения данного параметра. Уровнем звукового давления Lр называется величина, рассчитываемая по формуле (1.2)
Lр = 20 lg (p/p0) = 10 lg (p/p0)2, (1.2)
где р – звуковое давление, р0 = 2×10-5 Па – уровень, условно принимаемый за нулевой. В этом случае уровень звукового давления измеряется в децибелах (дБ). При изменении звукового давления в два раза уровень его изменяется на 6 дБ, в четыре раза – на 12 дБ, в десять раз – на 20 дБ и т.д.
Измерение уровня звукового давления в децибелах необходимо потому, что звуки, с которыми мы имеем дело в реальном мире и которые способно воспринять человеческое ухо, на очень много порядков различаются по интенсивности, что делает линейные единицы неудобными в применении. Кроме того, логарифмическая мера хорошо согласуется с характерным для человеческого восприятия упомянутым выше законом Вебера - Фехнера, согласно которому слуховое ощущение пропорционально логарифму интенсивности вызывающего его раздражителя [1].
Источники шумов в нашей жизни чрезвычайно разнообразны, однако в инженерно-технической литературе различают источники шума естественного и техногенного происхождения.
- Источники шума естественного происхождения присутствуют независимо от человека, это шумы так называемой «неживой природы» и диких животных сюда относятся: шум ветра, шум воды, будь это водопад или горный ручей, звук грозового разряда, шелест листьев, пение птиц, голоса животных.
- К источникам шума техногенного происхождения относятся различное строительное оборудование, транспорт и современные технические механизмы. Такой шум складывается из коммунального и транспортного шума (производимого оборудованием промышленных и бытовых объектов, вентиляционными установками, тяжелыми грузовыми автомашинами, трамваями, железнодорожными составами, электропоездами, самолетами). Данный шум создает значительное шумовое загрязнение окружающей среды [6].
Однако в литературе по гигиене труда имеются данные об источнике шума так называемого квартирного происхождения. К этой категории относится шум в жилых домах, который зависит главным образом от культуры и режима жизни населения дома. Это может быть шум инженерно-технологического оборудования, бытовых приборов, шум, производимый при игре на музыкальных инструментах, передвижении людей и мебели, разговорах, криках детей и т. д. С подобного рода шумами нам приходится сталкиваться довольно часто, поэтому представляется актуальным выделить этот шум в отдельный раздел как шум, производимый в основном людьми [4].
1.3. СПЕКТРАЛЬНО- ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШУМОВ
Для оценки шумового фактора введена классификация по спектральным и временным характеристикам.
По спектральному составу шумы принято разделять на широкополосные и тональные. Широкополосными называют шумы, имеющие непрерывный спектр. Ширина которого больше октавы. Для измерения спектрального состава шума приняты октавные полосы со среднегеометрическими частотами, например 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.
Тональный шум характеризуется тем, что в спектре присутствуют отдельные слышимые дискретные тона. Это определяется превышением уровня звукового давления в одной полосе над соседними более чем на 10 дБ. Громкость тональных импульсов зависит от интенсивности импульса и его длительности.
По временным характеристикам шумы разделяют на постоянные и непостоянные. В процессе измерения при помощи шумомера постоянные шумы измеряются в положении шумомера «медленно», и уровень этих шумов не изменяется более чем на 5 дБ (А).
Непостоянные шумы делятся на импульсные, прерывистые и колеблющиеся во времени.
Постоянные, или стационарные, шумы характеризуются приблизительной константой физических параметров (интенсивность, спектральный состав). Сюда можно отнести такие шумы, как шум моря, леса, шумовой фон большого города и др.
Непостоянные, или нестационарные, шумы определяются медленно изменяющимися физическими параметрами, которые длятся промежутки времени меньшие, чем усреднение в измерительном приборе. Примером такого шума может являться шум проходящего транспорта, удар молота и др. [3,6]
1.4. ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ
Кроме аппаратуры общего применения (тональные генераторы, электронные вольтметры, измерители нелинейных искажений, измерители уровня, осциллографы, анализаторы гармоник, магнитофоны, измерительные усилители и т. д.), при акустических измерениях используют специальную измерительную аппаратуру. К ней относятся: тональные генераторы с воющим тоном, шумовые генераторы, измерители звукового давления, акустический зонд, шумомеры, октавные фильтры, быстро действующие регистраторы уровня, реверберометры, искусственный рот, измерительный телефон, искусственное ухо, измерительные трубы, спектральные анализаторы, анализаторы амплитудных распределений, пистонофоны и дополнительные электроды и др. измерители звукового давления состоят из измерительного микрофона и соединенного с ним электронного вольтметра, градуированного в паскалях или децибелах относительно 10-12 Вт/м. [1].
Шумомеры характеризуются наличием различных характеристик частотной коррекции (так называемых шкал А, В и С) для измерения уровня громкости. Шкала (характеристика) А соответствует уровню громкости до 40 фон, шкала В - до 70 фон, шкала С (равномерная)- до 85 фон и выше. Шумомеры обычно снабжаются полосовыми третьоктавными или октавными фильтрами с компенсацией их затухания. Измерители шумомеров имеют возможность переключения постоянных времени усреднения звукового давления: F (fast)-быстро, S (slow)-медленно, I (pik)-импульс. Шкалу F применяют при измерениях постоянных шумов, шкалу S-при колеблющихся и прерывистых (например, речи), шкалу I-при импульсных. Уровень громкости, как будет показано ниже, является такой характеристикой, определить которую для произвольного звука или шума зачастую затруднительно. В этой связи щумомеры дают показания уровней звукового давления с соответствующей частотной коррекцией, например по кривой А, которые, чтобы не путать их с уровнем громкости, называют уровнем звука в дБ (А).
Для того чтобы охарактеризовать звуки (шумы) переменного уровня, действующие в течение длительного времени, современные шумомеры позволяют измерять усредненную характеристику - эквивалентный уровень звука, которая определяется формулой (1.3)
(1.3)где рА(t)- переменное значение звукового давления с частотной коррекцией А, Т=t1-t2 – время измерения, р0=2×10-5 Па- опорный уровень.
Аналогично определяются эквивалентные уровни звука с частотой коррекцией В и С.
Реверберометры позволяют измерять время реверберации в помещении. Большинство из них имеет устройство временной задержки от нескольких сотых секунды до нескольких секунд и индикатор уровня, регистрирующий уровень перед выключением источника звука и через определенное время после его выключения.
ГЛАВА 2. ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ ЗВУКОВ
2.1. ЗВУКИ В ЧАСТНОСТИ, ШУМЫ, С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ИХ ВЛИЯНИЯ НА ЧЕЛОВЕКА
В то время как измерения физических характеристик звуковых полей описываются четко определенными процедурами, производимыми с любой заданной точностью при помощи измерительных приборов, оценка восприятия звука такой сложной системой, как человек, является гораздо более трудной задачей.
Звуки, воздействующие на слуховую систему человека, подвергаются сложной многоуровневой обработке от чувствительных нейронов внутреннего уха до отделов головного мозга, ответственных за высшую нервную деятельность. Это определяет зависимость восприятия звуков от множества факторов, определяемых как уровнем, структурой самих звуков, так и прочей информацией (например, визуальной), воспринимаемой человеком как в момент воздействия звука, так и задолго до этого. В частности, восприятие тех или иных звуков может зависеть даже от принадлежности человека к той или иной социокультурной группе [4].
Между тем, для того чтобы изучать воздействие шума на человека, этой характеристики недостаточно. Часто необходимо выяснить, как влияет шум, например, на физиологические или биохимические процессы в организме, или оценить влияние шума на высшую нервную деятельность, например на внимание. В данном случае необходимы междисциплинарные исследования, требующие синтеза знаний в области акустики, биологии, психологии. Воздействие шума приходится оценивать прямым способом в ходе психологических или, например, биохимических экспериментов, где шум выступает в качестве раздражителя.(2.1. прил. 2)
2.2.ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, СВОЙСТВЕННЫЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ РЕЧИ
Звуки речи имеют уникальную акустическую характеристику. Частотные составляющие звуков речи различаются не только у разных людей, но и у одного и того же человека в разных контекстах. Существуют данные о том, что физические характеристики человеческой речи различаются в зависимости от тендерных особенностей. Так, установлено, что мужчины говорят преимущественно в границах частот 85—200 Гц, женщины — в пределах 160—340 Гц. Изменения по частоте в сторону понижения или повышения свидетельствуют об изменениях в эмоциональных состояниях: голос взволнованный, испуганный, радостный, торжествующий, тоскливый, убитый, глухой. По громкости голоса: до 20 дБ — шепот, 25 дБ — слабый голос, 40—60 дБ — средний голос, 80—85 дБ — крик. Усиление громкости свидетельствует об изменениях в эмоциональной сфере, как и в случае с высотными показателями: гневные, агрессивные голоса звучат слишком громко, а печальные, тусклые — слишком тихо [4].