Шумы, вибрация, электромагнитные воздействия – проблемы современности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Реферат по дисциплине:

«Экология»

на тему:

« Шумы, вибрация, электромагнитные воздействия - проблемы современности »

Новосибирск , 2010

Содержание

Введение

Шум

Вибрация

Электромагнитные воздействия

Заключение

Список использованной литературы

Введение

В своем реферате я расскажу шуме, вибрации и электромагнитном воздействии. Я выбрала эту тему, потому что считаю ее актуальной, потому что эксплуатация современного промышленного оборудования и средств транспорта сопровождается значительным уровнем шума, вибрации и электромагнитных волн, негативно влияющих на состояние здоровья работающих.

Целью данной работы является изучение таких явлений как шум, вибрация и электромагнитные воздействия.

Поставленная цель определила следующие задачи:

· Дать определение этим терминам

· Раскрыть их значение

· Рассказать о методах защиты

Шум

Шум - комплекс звуков, вызывающий неприятное ощущение или болезненные реакции. Шум - одна из форм физической среды жизни. Влияние шума на организм зависит от возраста, слуховой чувствительности, продолжительности действия, характера. Шум мешает нормальному отдыху, вызывает заболевания органов слуха, способствует увеличению числа других заболеваний угнетающе действует на психику человека. Шум - такой же медленный убийца, как и химическое отравление.[5]

В зависимости от слухового восприятия человека упругие колебания в диапазоне частот от 16 до 20 000 Гц называют звуком, менее 16 Гц -- инфразвуком, от 20 000 до 1 * 109 -- ультразвуком и свыше 1 * 109 -- гиперзвуком. Человек способен воспринять звуковые частоты лишь в диапазоне 16--20 000 Гц.

Единица измерения громкости звука, равная 0,1 логарифма отношения данной силы звука к пороговой (воспринимаемой ухом человека) его интенсивности, называется децибелом (дБ). Диапазон слышимых звуков для человека составляет от 0 до 170 дБ.

Естественные природные звуки на экологическом благополучии человека, как правило, не отражаются. Звуковой дискомфорт создают антропогенные источники шума, которые повышают утомляемость человека, снижают его умственные возможности, значительно понижают производительность труда, вызывают нервные перегрузки, шумовые стрессы и т. д.

Высокие уровни шума (> 60 дБ) вызывают многочисленные жалобы, при 90 дБ органы слуха начинают деградировать, 110-- 120 дБ считается болевым порогом, а уровень антропогенного шума свыше 130 дБ -- разрушительный для органа слуха предел. Замечено, что при силе шума в 180 дБ в металле появляются трещины. [2]

Звуки очень большой силы, уровень которых превышает 120-130 дБ, вызывают болевое ощущение и повреждения в слуховом аппарате (акустическая травма). В табл. 1 представлены уровни различных звуков.

Таблица 1. «Уровни различных звуков в зависимости от источника шума и расстояния»

Разрыв барабанных перепонок в органах слуха человека происходит под воздействием шума, уровень звукового давления которого составляет ? 186дБ. Воздействие на организм человека шума, уровень которого около 196 дБ, приведет к повреждению легочной ткани (порог легочного повреждения).[3]

Основные источники антропогенного шума -- транспорт (автомобильный, рельсовый и воздушный) и промышленные предприятия. Наибольшее шумовое воздействие на окружающую среду оказывает автотранспорт (80% от общего шума). В настоящее время на автомобильных дорогах Москвы, Санкт-Петербурга и других крупных городов России уровень шума от транспорта в дневное время достигает 90--100 дБ и даже ночью в некоторых районах не опускается ниже 70 дБ (предельно допустимый уровень шума для ночного времени -- 40 дБ). Официальные данные свидетельствуют, что в России примерно 35 млн. человек (или 30% городского населения) подвержены существенному, превышающему нормативы, воздействию транспортного шума. От авиационного шума страдают несколько миллионов человек. При взлете самолетов наиболее шумных типов (ИЛ-76, ИЛ-86 и др.) авиационный шум с максимальным уровнем 75 дБ фиксируется на расстоянии более 10 км от аэропорта. Шумовое воздействие в крупных индустриальных городах мира -- одна из наиболее острых экологических проблем современности. Подсчитано, что более половины населения Западной Европы проживает в районах, где уровень шума составляет 55--70 дБ.

Многочисленные эксперименты и практика подтверждают, что антропогенное шумовое воздействие неблагоприятно сказывается на организме человека и сокращает продолжительность его жизни, ибо привыкнуть к шуму физически невозможно. Человек может субъективно не замечать звуки, но от этого разрушительное действие его на органы слуха не только не уменьшается, но и усугубляется.

Неблагоприятно влияет на питание тканей внутренних органов и на психическую сферу человека и звуковые колебания с частотой менее 16 Гц (инфразвуки). Так, например, исследования, проведенные датскими учеными, показали, что инфразвуки вызывают у людей состояние, аналогичное морской болезни, особенно при частоте менее 12 Гц.

Шумовое антропогенное воздействие небезразлично и для животных. В литературе имеются данные о том, что интенсивное звуковое воздействие ведет к снижению удоев, яйценоскости кур, потере ориентирования у пчел и к гибели их личинок, более ранней линьке у птиц, преждевременным родам у зверей, и т. д. В США установлено, что беспорядочный шум мощностью 100 дБ приводит к запаздыванию прорастания семян и к другим нежелательным явлениям. [2]

Поскольку причиной возникновения шумов являются различные механические, аэродинамические, гидродинамические и электромагнитные явления и процессы, зашита окружающей среды от такого загрязнителя, как шум, может быть достигнута только в результате применения целого комплекса различных мероприятий.

Наиболее рациональный способ борьбы с шумом -- уменьшение шума в источнике его возникновения. Снижение шумов промышленного происхождения достигается улучшением конструкций машин и механизмов, заменой металлических деталей на пластмассовые, уменьшением дисбаланса роторов, заменой ударных технологических процессов на безударные и т. п.

Снижение шумов городского транспорта достигается установкой глушителей, улучшением стыковки рельсов, установкой амортизирующих прокладок, заменой колодочных тормозов на дисковые, применением автомобильных двигателей с пониженным уровнем шума, переходом на электротранспорт.

Существенный вклад в шумовое загрязнение среды вносит авиационный транспорт. С целью уменьшения его неблагоприятного влияния на живые организмы в США и странах Европейского экономического сообщества приняты жесткие нормы уровня шума самолетных и вертолетных двигателей, ограничены полеты в ночное время. Для снижения вредного воздействия звуковых ударов сверхзвуковых самолетов введены ограничения на их полеты по времени, высоте и скорости, устанавливаются специальные приемы пилотирования.

Другим направлением является снижение шумовой нагрузки за счет рационального планирования размещения промышленных предприятий, транспортных магистралей и жилых районов. С этой целью создаются шумовые карты промышленных предприятий и населенных пунктов.

Важным способом борьбы с шумом является уменьшение звуковой мощности по пути распространения шума от источника (звукоизоляция). С этой целью используются звукоизолирующие ограждения, боксы и кожухи, звукоизолирующие кабины и пульты управления, акустические (шумозащитные) экраны.

При решении практических вопросов борьбы с шумом следует различать звукопоглощающие и звукоизолирующие конструкции, хотя эти понятия часто и отождествляют. Акустический эффект звукоизолирующих конструкций в основном обусловлен отражением звука от их поверхностей, изготовленных из плотных твердых материалов (кирпича, бетона, стали). К звукоизолирующим ограждениям относятся стены, перекрытия, перегородки, окна, остекленные проемы и двери. Звукоизолирующими кожухами обычно полностью закрывают устройство, издающее шум (агрегат, установку и т. п.).

Для звукопоглощающих конструкций, в отличие от звукоизолирующих, используют пористые и рыхлые волокнистые материалы.

Свойством поглощения звука в той или иной степени обладают все материалы. Однако к звукопоглощающим материалам принято относить только те, у которых значение коэффициента поглощения ? > 0,3. Звукопоглощающие конструкции служат для поглощения звука, как в помещении самого источника шума, так и в изолируемых от шума помещениях.

Эффективная защита от шума часто требует совместного использования методов звукоизоляции и звукопоглощения.

Акустические экраны представляют собой плоскую конструкцию, покрытую звукопоглощающим материалом, расположенную на пути распространения звука. В качестве шумозащитных экранов могут выступать здания, стоящие вдоль магистрали и создающие акустическую тень внутри микрорайонов. Исключительной способностью задерживать и поглощать значительную часть звуковой энергии, особенно звуки высокой частоты, обладают растения. Густая живая изгородь способна уменьшать шум, производимый машинами, в 10 раз. Древесные породы, особенно лиственные, в этом отношении более эффективны, чем кирпичная или бетонная стена.

Другая особенность древесных культур состоит в их способности изолировать шум. Доказано, что наивысшей звукоизолирующей способностью обладают зеленые перегородки из клена (до 15,5 дБ), затем следует тополь (до 11 дБ), липа (до9дБ) и ель (до 5 дБ). [4]

Вибрация

Вибрация - это совокупность механических колебаний, простейшим видом которых являются гармонические. Вибрацию вызывают неуравновешенные силовые воздействия, возникающие при работе различных машин и механизмов. Примером таких устройств могут служить ручные перфораторы, кривошипно-шатунные механизмы и другие, детали которых совершают возвратно-поступательные движения. Вибрацию также создают неуравновешенные вращающиеся механизмы (электродрели, ручные шлифовальные машины, металлообрабатывающие станки, вентиляторы и т.д.), а также устройства, в которых движущиеся детали совершают ударные воздействия (зубчатые передачи, подшипники и т.д.). В промышленности также используются специальные вибрационные установки, в частности, при уплотнении бетонных смесей, при дроблении, измельчении и сортировке сыпучих материалов, при разгрузке транспортных средств и в ряде других случаев.

Если вибрирующая система совершает гармонические колебания, то для ее описания используют следующие характеристики:

§ амплитуду виброперемещения, т. е. наибольшее отклонение колеблющейся точки от положения равновесия, Хт, м;

§ колебательную скорость, или виброскорость, am, м/с;

§ ускорение колебаний, или виброускорение, Vm, м/с2;

§ период колебаний, Т, с;

§ частоту колебаний, f, гц.

Необходимо различать общую и местную вибрации. Общая вибрация действует на весь организм в целом, а местная - только на отдельные части его (верхние конечности, плечевой пояс, сосуды сердца). [3]

В зависимости от источника возникновения общая вибрация бывает: транспортная, транспортно-технологическая и технологическая. Локальной вибрации подвергаются люди, работающие с ручным механизированным электрическим или пневматическим инструментом. [1]

При воздействии общей вибрации наблюдаются нарушение сердечной деятельности, расстройство нервной системы, спазмы сосудов, изменения в суставах, приводящие к ограничению подвижности. Если частоты колебания рабочих мест совпадают с собственными частотами колебаний внутренних органов человека (явление резонанса), то возможно механическое повреждение данных органов вплоть до разрыва.

При действии на руки работающих местной вибрации (вибрирующий инструмент) происходит нарушение чувствительности кожи, окостенение сухожилий, потеря упругости кровеносных сосудов и чувствительности нервных волокон, отложение солей в суставах кистей рук и пальцев и другие негативные явления. Длительное воздействие вибрации приводит к профессиональному заболеванию - вибрационной болезни, эффективное лечение которой возможно лишь на начальной стадии ее развития. [3] Нормирование технологической вибрации как общей, так и локальной производится в зависимости от ее направления в каждой октавной полосе(1,6 -- 1000 Гц) со среднеквадратическими виброскоростями (1,4 -- 0,28)10?2м/сек, и логарифмическими уравнениями виброскорости (115--109 Дб), а также виброускорением (85 -- 0,1 м/сек?). Нормирование общей технологической вибрации производится также в 1/3 октавных полосах частот (1,6 -- 80 Гц)

Основными методами борьбы с разного рода шумами и вибрацией являются:

· Уменьшение шума и вибрации в источнике их возникновения: совершенствование конструкции (расчёт фундамента, системы амортизаторов или виброизоляторов).

· Звукопоглощение и виброизоляция.

· Установка глушителей шума и вибрации, экранов, виброизоляторов.

· Рациональное размещение работающего оборудования и цехов.

· Применение средств индивидуальной защиты (для защиты от шума: беруши, наушники; для защиты от вибрации -- виброгасящие рукавицы).

· Вынесение шумящих агрегатов и устройств от мест работы и проживания людей, зонирование. [6]

Электромагнитные воздействия

Электромагнитные волны - это взаимосвязанное распространение в пространстве изменяющихся электрического и магнитного полей. Совокупность этих полей, неразрывно связанных друг с другом, называется электромагнитным полем. Несмотря на то, что длина электромагнитных волн и их свойства различны, все они, начиная от радиоволн и заканчивая гамма-излучением, - одной физической природы. Исследованный в настоящее время диапазон электромагнитных волн состоит из волн с длинами, соответствующими частотам от 103 до 1024Гц. По мере убывания длины волны в диапазон включаются радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет (световые лучи), ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение.

Источниками электромагнитных полей являются атмосферное электричество, космические лучи, излучение солнца, а также искусственные источники: различные генераторы, трансформаторы, антенны, лазерные установки, микроволновые печи, мониторы компьютеров и др. На предприятиях источниками электромагнитных полей промышленной частоты являются высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), измерительные приборы, устройства защиты и автоматики, соединительные шины и др.

Переменные электромагнитные поля способны оказывать негативное воздействие на организм человека, последствия которого зависят от напряженности электрического и магнитного полей, частоты излучения, плотности потока энергии, размера облучаемой поверхности тела человека и индивидуальных способностей его организма. Ткани человеческого организма поглощают энергию электромагнитного поля, в результате этого происходит нагрев тела человека. Интенсивнее всего электромагнитные поля воздействуют на органы и ткани с большим содержанием воды: мозг, желудок, желчный и мочевой пузырь, почки. При воздействии электромагнитного излучения на глаза человека возможно помутнение хрусталика (катаракта).

Как известно, человеческий организм обладает свойством терморегуляции, т. е. поддержания постоянной температуры тела. При нагреве человеческого организма в электромагнитном поле происходит отвод избыточной теплоты до плотности потока энергии I = 10 мВт/см2. Эта величина называется тепловым порогом, начиная с которого система терморегуляции не справляется с отводом генерируемого тепла, происходит перегрев организма человека, что негативно сказывается на его здоровье.

Воздействие электромагнитных полей с интенсивностью, меньшей теплового порога, также небезопасно для здоровья человека. Оно нарушает функции сердечно-сосудистой системы, ухудшает обмен веществ, приводит к изменению состава крови, снижает биохимическую активность белковых молекул. При длительном воздействии на работающих электромагнитного излучения различной частоты возникают повышенная утомляемость, сонливость или нарушение сна, боли в области сердца, торможение рефлексов и т.д.

Произошедшие под действием электромагнитных полей нарушения в организме обратимы, если в нем не произошло патологических изменений. Для этого необходимо либо прекратить контакт с излучением, либо разработать мероприятия по защите от него.

При воздействии на организм человека постоянных магнитных и электростатических полей с интенсивностью, превышающей безопасный уровень, могут развиться нарушения в деятельности сердечно-сосудистой системы, органов дыхания и пищеварения, возможно изменение состава крови и др. Электрические поля промышленной частоты (f = 50 Гц) воздействуют на мозг и центральную нервную систему.

Между человеком, находящимся в таком поле и обладающим определенным потенциалом, и металлическим проводником с меньшим потенциалом может возникнуть электрический заряд, приводящий к судорожным сокращениям мышц или иным, более тяжелым последствиям.

Рассмотрим основные методы защиты от электромагнитных излучений. К ним следует отнести:

· рациональное размещение излучающих и облучающих объектов, исключающее или ослабляющее воздействие излучения на персонал;

· ограничение места и времени нахождения работающих в электромагнитном поле;

· защита расстоянием, т. е. удаление рабочего места от источника электромагнитных излучений;

· уменьшение мощности источника излучений;

· использование поглощающих или отражающих экранов;

· применение средств индивидуальной защиты и некоторые др.

Из перечисленных выше методов защиты чаще всего применяют экранирование или рабочих мест, или непосредственно источника излучения. Различают отражающие и поглощающие экраны. Первые изготавливают из материалов с низким электросопротивлением, чаще всего из металлов или их сплавов (меди, латуни, алюминия и его сплавов, стали). Весьма эффективно и экономично использовать не сплошные экраны, а изготовленные из проволочной сетки или из тонкой (толщиной 0,01-0,05 мм) алюминиевой, латунной или цинковой фольги. Хорошей экранирующей способностью обладают токопроводящие краски (в качестве токопроводящих элементов используют коллоидное серебро, порошковый графит, сажу и др.), а также металлические покрытия, нанесенные на поверхность защитного материала. Экраны должны заземляться.

Защитные действия таких экранов заключаются в следующем. Под действием электромагнитного поля в материале экрана возникают вихревые токи (токи Фуко), которые наводят в нем вторичное поле. Амплитуда наведенного поля приблизительно равна амплитуде экранируемого поля, а фазы этих полей противоположны. Поэтому результирующее поле, возникающее в результате суперпозиции (сложения) двух рассмотренных полей, быстро затухает в материале экрана, проникая в него на малую глубину.

Другой вид экранов - поглощающие. Их действие сводится к поглощению электромагнитных волн. Эти экраны изготавливаются в виде эластичных и жестких пенопластов, резиновых ковриков, листов поролона или волокнистой древесины, обработанной специальным составом, а также из ферромагнитных пластин. Отраженная мощность излучения от этих экранов не превышает 4%. Например, радиопоглощающий материал «Луч», изготовленный из древесных волокон, в диапазоне длин волн излучения 0,15-1,5 м имеет отраженную мощность 1-3%.

Существуют и другие типы экранов, например, многослойные.

Экранами могут защищаться оконные проемы и стены зданий и сооружений, находящихся под воздействием электромагнитного излучения (ЭМИ). Строительные конструкции (стены, перекрытия зданий), а также отделочные материалы (краски и т.д.) могут либо поглощать, либо отражать электромагнитные волны.

Для защиты от электрических полей промышленной частоты, возникающих вдоль линий высоковольтных электропередач (ЛЭП), необходимо увеличивать высоту подвеса проводов линий, уменьшать расстояние между ними, создавать санитарно-защитные зоны вдоль трассы ЛЭП на населенной территории. В этих зонах ограничивается длительность работ, а также заземляются машины и оборудование.

Особым видом электромагнитного излучения является лазерное излучение, которое генерируется в специальных устройствах, называемых оптическими квантовыми генераторами или лазерами. Эти устройства широко применяются в различных областях науки и техники, в том числе для обработки различных материалов (получение отверстий, резка и т.д.), в медицине (проведение различных операций), в системах связи для передачи сигналов по лазерному лучу, для измерения расстояний, для получения объемных изображений предметов - голограмм и в ряде других областей.

Лазерное излучение - электромагнитное излучение, генерируемое в диапазоне волн 0,2-1000 мкм. Этот диапазон делится на следующие области спектра в соответствии с биологическим действием лазерного луча: 0,2-0,4 мкм - ультрафиолетовая область, 0,4-0,75 - видимая, 0,75-1,4 мкм - ближняя инфракрасная, свыше 1,4 мкм - дальняя инфракрасная область. Наиболее часто используют в технике лазеры с длинами волн, мкм: 0,34, 0,49-0,51, 0,53, 0,694, 1,06 и 10,6.

Воздействие излучения лазера на организм человека до конца не изучено. При работе лазерных установок на организм человека могут воздействовать следующие опасные и вредные производственные факторы:

· мощное световое излучение от ламп накачки,

· ионизирующее излучение,

· высокочастотные и сверхвысокочастотные электромагнитные поля,

· инфракрасное излучение,

· шум и вибрация, возникающие при работе лазерных установок, и др.

При воздействии лазерного излучения на организм человека возникают различные биологические эффекты. Различают первичные и вторичные биологические эффекты, возникающие под действием лазерного излучения. Первичные изменения происходят в тканях человека непосредственно под действием излучения (ожоги, кровоизлияния и т.д.), а вторичные (побочные явления) вызываются различными нарушениями в человеческом организме, развившимися вследствие облучения.

Наиболее чувствителен к воздействию лазерного излучения глаз человека. Воздействие на него лазерного излучения может привести к ожогам сетчатки и даже к потере зрения. Опасно попадание лазерного луча и на кожу человека, в результате чего могут возникнуть ожоги различной степени тяжести и даже обугливание кожи. Лазерные лучи высокой интенсивности могут вызвать не только повреждения кожи, но и поражение различных внутренних тканей и органов человека, что выражается в виде кровоизлияний, отеков, а также свертывания или распада крови.

Нормирование лазерного излучения производят в соответствии с СН № 2392-81 «Санитарные нормы и правила устройства и эксплуатации лазеров». Основным нормируемым параметром является энергетическая экспозиция (Н, Дж/см2) облучаемых тканей за определенное время воздействия лазерного излучения. Если нормируемая величина Н (предельно допустимый уровень) не превышена, то у работающих под воздействием лазерного излучения не будут вызываться первичные и вторичные биологические эффекты. Величина предельной энергетической экспозиции зависит от длины волны лазерного излучения и длительности его воздействия на работающего. Общее время облучения в этом случае составляет рабочий день. Энергетическая экспозиция нормируется на роговице глаза и коже.

Предельно допустимые уровни лазерного излучения (энергетической экспозиции) относятся к длинам волн от 0,2 до 20 мкм. Кроме того, в Санитарных нормах для длин волн от 0,4 до 1,4 мкм установлены предельно допустимые уровни энергетической экспозиции сетчатки глаза. Для видимой части спектра (0,4-0,75 мкм), кроме рассмотренных характеристик, дополнительно нормируется энергия излучения (Q, Дж) на сетчатке глаза.

К основным коллективным средствам защиты от лазерного излучения относятся применение защитных экранов и кожухов; использование телевизионных систем наблюдения за ходом технологического процесса с использованием лазера, а также систем блокировки и сигнализации; ограждение лазерно-опасной зоны, размеры которой определяют или расчетным, или экспериментальным путем. Следует защищаться не только от прямого излучения лазера, но и от рассеянного и отраженного излучений.

Для индивидуальной защиты от электромагнитного излучения применяют специальные комбинезоны и халаты, изготовленные из металлизированной ткани (экранируют электромагнитные поля), а для защиты от действия лазера обслуживающий персонал должен работать в технологических халатах, изготовленных из хлопчатобумажной или бязевой ткани светло-зеленого или голубого цвета.

Для защиты глаз от воздействия электромагнитного излучения применяют очки марки 3П5-90, стекла которых покрыты диоксидом олова (SnO2), обладающим полупроводниковыми свойствами; марки стекол, применяемых для защиты глаз от воздействия лазерного излучения. [3]

Заключение

техносфера шум вибрация магнитный поле

В процессе жизнедеятельности на человека действуют негативные факторы техносферы: вредные вещества, ионизирующее излучение, шум, вибрация, электромагнитные поля. Уровень их воздействия с развитием индустриального общества увеличивается, что приводит к ухудшению здоровья нынешнего и будущего поколения.

В данной работе были изучены такие явления как шум, вибрация и электромагнитные воздействия. Были даны определения этим терминам, раскрыты их значение и рассказано о методах защиты.

Список использованной литературы

1. Калыгин В.Г. «Промышленная экология». Курс лекций. - М.: Изд-во МНЭПУ, 2000. - 240 с.

2. Коробкин В.И., Передельский Л.В. «Экология» : учебник для вузов -- Изд. 12-е, доп. и перераб. -- Ростов и/Д : Феникс, 2007. -- 602 с.

3. Кривошеин Д.А., Муравей Л.А., «Экология и безопасность жизнедеятельности»: Учеб. пособие для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 447 с.

4. Под ред. Тягунова Г.В. «Экология»: Учебник. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Логос, 2005. - 504 с.

5. Статья «Влияние шума на организм» [http://ecofaq.ru/content/0/stati/vlijanie-shuma-na-organizm.html] <22.03.2009>

6. Статья «Вибрация» [http://ru.wikipedia.org/wiki/Вибрация] <24.09.2010>

Размещено на Allbest.ru