МБОУ СОШ №1 г. Покров
IX школьная научно-практическая конференция
«Покров: шаг в будущее»
Исследовательская работа
Влияние шума на здоровье человека
Выполнили ученицы
9 класса «А»
Шелемехова Вероника,
Макарова Александра.
Научный руководитель:
Светлорусова Ирина Геннадьевна
Учитель физики.
2014 г.
Содержание.
Введение………………………………………………………………….....3
Влияние шума на здоровье человека……………………………………...4
Характеристика шума………………………………………………......4
Методы измерения шума……………………………………………….5
Воздействие шума на здоровье человека………………………...........6
Пути ослабления негативного влияния шума на человека………………….......................................................................10
Проведение просветительской работы среди учащихся МБОУ СОШ №1 г. Покров……………………………………………………...........14
Заключение………………………………………………………..............15
Приложение………………………………………………………….........16
Литература…………………………………………………………….......25
2
Введение.
В последнее время люди стали замечать, что шум оказывает негативное воздействие на здоровье. Шум становится актуальной и очень значимой проблемой. Человек всегда жил в мире звуков и шума. Для всех живых организмов, в том числе и человека, звук является одним из факторов окружающей среды. Естественный природный шум приятен человеку, успокаивает его, снимает стресс. Но естественный природный шум становится все более редким, заглушается транспортными и другими шумами, которые являются постоянной частью человеческой жизни, загрязнителем городской среды, становясь медленными убийцами физического и психического здоровья человека.
Гипотеза: шум оказывает негативное воздействие на здоровье человека.
Цель исследования: изучить влияние шума на здоровье человека.
Задачи:
1. Познакомиться с характеристикой шума и способами его измерения;
2. Исследовать воздействие шума на здоровье человека;
3. Провести опрос среди школьников и жителей города по теме: «Воздействие шума на человека»;
4. Познакомиться с путями ослабления шума;
5. Ознакомить учеников начальных, старших классов и жителей нашего города с данной проблемой;
6. Создать брошюру «Способы защиты от шума».
3
2. Влияние шума на здоровье человека.
2.1. Характеристика шума.
Шум – это всякий неприятный, нежелательный звук или совокупность звуков, нарушающих тишину, оказывающих раздражающее или патологическое воздействие на организм человека.
Звук как физическое явление представляет собой механическое колебание упруго среды (воздушной, жидкой, твёрдой) в диапазоне слышимых частот. Ухо человека воспринимает колебания с частотой от 16000 до 20000 Герц (Гц). Звуковые волны, распространяющиеся в воздухе, называют воздушным звуком. Колебания звуковых частот, распространяющихся в твердых телах, называют структурным звуком или звуковой вибрацией.
Шум — это беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры.
Шум имеет определённую частоту или спектр, выражаемый в герцах, и интенсивность уровень звукового давления, измеряемый в децибелах.
По виду спектры шума могут быть разбиты на :
низкочастотные от 16 до 400Гц,
среднечастотные от 400 до 800 Гц,
высокочастотные свыше 800 Гц.
Шумы подразделяют на:
постоянные: уровень звука которых изменяется во времени не более, чем на 5 Дб,
непостоянные (прерывистые): уровень звука которых изменяется во времени не более, чем на 5 Дб.
Могут быть еще импульсные шумы. Постоянный шум в жилых помещениях, это звук часов или доносящийся с улицы шум дождя. К непостоянному относится транспортный шум, шум включающегося агрегата холодильника, к импульсным шумам относится хлопанье дверьми. (Приложение №1)
4
2.2. Методы измерения шума.
Для того чтобы сравнивать характеристики шума создаваемого машинами и механизмами с допустимыми санитарными нормами, а также для разработки методов борьбы с шумом необходимо знать уровень его интенсивности и спектральный состав.
Существуют два метода измерений уровней шума:
субъективный,
объективный.
Для измерения субъективным методом служат приборы-фонометры, в которых измеряемый звук ил шум сравнивается с чистым тоном определенной частоты, возбуждаемым специальным генератором. Однако из-за сложности измерений и зависимости их результатов от характеристик слуха оператора они имеют весьма ограниченное применение. (Приложение №2)
Для измерения уровней шума объективным методом широкое распространение получили шумомеры. В этих приборах шум воспринимается с помощью широкополосного микрофона, который преобразует звуковые колебания в электрические. Последние усиливаются и подаются на выпрямитель стрелочного прибора (измеритель). К выходу усилителя могут подключаться частотные анализаторы, самописцы и другие приборы.
Но, к сожалению, объективные шумомеры позволяют определить лишь приближенные значения уровней громкости шума из-за ограниченности частотных характеристик чувствительности.
Шумомер может бытьотдельным ручным прибором с присоединенным микрофоном и встроенным устройством отображения. Шумомерможет состоять из отдельных частей в одном или более корпусах и отображать заданный набор уровней акустического сигнала. Шумомер может выполнять сложную аналоговую или цифровую выходами. В состав шумомеров могут входить компьютеры общего назначения, устройства регистрации, печатающие идругие устройства, составляющие неотъемлемую часть укомплектованного прибора. (Приложение №3)
5
2.3. Воздействие шума на здоровье человека.
Реакция человека на шум различна. Некоторые люди терпимы к шуму, у других он вызывает раздражение, стремление уйти от источника шума. Психологическая оценка шума в основном базируется на понятии восприятия, причем большое значение имеет внутренняя настройка к источнику шума. Она определяет, будет ли шум восприниматься как мешающий. Часто шум, воспроизводимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой шум, вызванный соседями или каким-нибудь другим источником, оказывает сильный, раздражающий эффект. Большую роль играет характер шума и его периодичность.
По данным австрийского ученого Грифита, шум укорачивает жизнь человека на 8-12 лет. Почему? Слуховой аппарат человека воспринимает силу звука в пределах 140Дб. Шумы малой интенсивности действуют на человека, особенно на его психику, благотворно. Поэтому шум листьев, дождя, морского прибоя, мелодия колыбельных песен, которые звучат с частотой, аналогичной частоте колебаний барабанной перепонки, имеют целебные свойства.
Шелест листьев воспринимается человеком на уровне 510дБ, шум ветра 10-20дБ, шепот 30-40дБ, тихий разговор 50-60дБ, громкий разговор 60-70дБ, в квартирах, которые выходят окнами на улице с интенсивным движением транспорта, если окна закрыты, шум достигает 60-80дБ, а если открыты 80-100дБ; звук реактивного самолёта 140дБ. Шум 20-30дБ практически безвреден для человека, это естественное звуковое поле, без которого сложно представить жизнь человека. Рекомендованные нормы шума в помещениях и на открытых территориях составляют:
30-35д-Б на территориях заповедников;
3437дБв спальных помещениях (дома, больницы, квартиры);
56-66дБ в помещениях магазинов, заводов и тому подобное.
Однако на протяжении дня жители крупных городов вынуждены выдерживать шумовые нагрузки на уровне 65-70дБ и больше. (Приложение №4)
На степень психологической и физиологической восприимчивости к шуму оказывают влияние на тип высшей нервной деятельности, характер сна, уровень физической активности, степень нервного и физического перенапряжения, вредные привычки (алкоголь, курение). Звуковые раздражители создают предпосылку для возникновения в коре головного мозга очагов застойного возбуждения или торможения. Это ведет к снижению работоспособности, в первую очередь умственной, так как уменьшается концентрация внимания, увеличивается число ошибок, развивается утомление.
6
Шум неблагоприятно влияет на сердечнососудистую систему: изменяется частота сердечных сокращений, повышается или понижается артериальное давление, повышается тонус и снижается кровенаполнение сосудов головного мозга. Существует зависимость между заболеваемостью центральной нервной системы и сердечнососудистой системой, уровнями шума и длительностью проживания в шумных городских условиях.
Рост общей заболеваемости населения отмечается после 10 лет проживания при постоянном шумовом воздействии интенсивностью в 70Дб и выше.
Согласно исследованиям Е. Вейла (Франция), воздействие сильного шума вызывает следующие психические расстройства: расстройство нервной системы и системы внутренней секреции, изменения инстинкта самосохранения, интеллектуальную дегенерацию и неспособность к самоконтролю, нежелание работать, нарушение уравновешенного состояния, конфликты между рабочими, основанные на психическом раздражении. Шум так же замедляет реакцию человека на поступающие от технических устройств сигналы. Шум угнетает центральную нервную систему, вызывает изменения скорости дыхания и пульса, способствует нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, язвы желудка, гипертонических болезней.
Люди, страдающие гипертонией, переносят сильный шум хуже здоровых. Нормальный шум жизненного пространства человек не воспринимает. Он ему просто необходим. Тихая и бесшумная обстановка отрицательно влияет на психику человека, поскольку абсолютная тишина не является привычной для человека. Людям для нормальной жизнедеятельности просто необходимо слышать какой-то шум.
Психологами был проведен такой эксперимент: человека посадили в специально оборудованную комнату с полной звукоизоляцией. Несмотря на то, что в помещении было все необходимое для работы, испытуемого вместо того, чтобы работать, засучив рукава, заняться важным делом, спустя довольно короткое время просто заснул. Если же человек находился в такой комнате долгое время, то он начинал беспокоиться, нервничать. Полное отсутствие какого-либо шума оказалось просто вредным для психического здоровья. Но если тихий звук может быть приятен, то сильный уже раздражает, а если человек будет долго находиться в достаточно шумном помещении, это негативно скажется на его самочувствии. (Приложение №5)
7
Уровень шума, способный вызвать потерю слуха, зависит от продолжительности воздействия. Н основе допущения зависимости доза-эффект, критический уровень дозы для возникновения тугоухости, равным 80Дб при продолжительности воздействия 8 часов в день.
Однако индивидуальная чувствительность к воздействию шума различается в очень широких пределах, и для некоторых людей даже такая доза может быть опасной.
Согласно принципу равно энергетического воздействия увеличение уровня на 3Дб вдвое уменьшает допустимую продолжительность воздействия. Из этого следует, что при уровне шума 110Дб максимальная экспозиция составляет 28 секунд. В случае коротких импульсных звуков пиковый уровень, независимо от общей энергии, может вызвать безвозвратный сдвиг порога слышимости. (Приложение №6)
Сильный производственный шум отрицательно влияет на организм человека. Он снижает его работоспособность, производительность труда, повышает предрасположенность к инфарктным заболеваниям, увеличивает вероятность неврозов и нервных заболеваний, ухудшает зрение, вызывает головные боли, душевную депрессию, усталость, является причиной снижения внимания и психологического сосредоточения на работе и времени реакции.
Шум нарушает отношения между людьми, спокойную рабочую обстановку. Он вызывает резкое ухудшение здоровья при некоторых видах заболевания, нервозность, склонность к конфликтным ситуациям. Неприятное воздействие шума сильнее сказывается на умственной, нежели физической работе.
Производительность труда снижается на 5-12%. За счет снижения уровня шума на 20% можно достичь повышения производительности труда на 5-10%.Длительное воздействие шума интенсивностью около 90Дб снижает производительность труда на 30-60%.
Шум тем неприятнее, чем уже полоса частот и выше интенсивность. Самое вредное воздействие оказывает шум, имеющий в своем составе высокие тона. Шум с частотой более 5000Гц является большим мешающим фактором в работе (вызывает ошибки) по сравнению с шумом с более низкой частотой.
Непостоянный хаотичный шум более вреден, чем постоянный. Шум с переменной интенсивностью (например, 40-70Дб) более вреден, чем звук постоянной интенсивности (например, 80Дб). Неожиданно возникающие интенсивные шум и звук (например, удар) являются очень опасными и оказывают значительное влияние на снижении производительности труда. Неприятными могут быть ритмически колеблющиеся и ступенчатый шум, шипение, гром и скрип; они снижают способность быстро и точно выполнять координированные движения.
8
Сильный шум вызывает трудности в оценке расстояния и времени, в распознании цветовых сигналов, снижает быстроту восприятия цвета, остроту зрения, зрительную реакцию в ночное время, нарушает восприятие визуальной информации.
Монотонный однообразный звук или шум вызывает усталость и повышает ощущение монотонности. Шум и звук сигнального характера, например звонок телефона, звук громкоговорителя и т.д., мешают работе.
Производственный шум, особенно сопряженный с приятной и необходимой работой, воспринимается нормально и не раздражает. Рабочего, как правило, не раздражает шум собственного станка, но раздражает неприятный, неконтролируемый шум, появляющийся неожиданно от других станков. Человек в возрасте 20-40летпереносит сильный шум хуже человека старше или моложе этого возраста, женщины переносят шум лучше, чем мужчины.
9
2.4.Пути ослабления негативного влияния шума на человека.
Распространяясь от источника, звуковые волны либо прямо попадают на слуховой орган человека, либо, например, встречая на своем пути преграду, возбуждают в ней механические колебания. Те в свою очередь снова возбуждают звуковые волны, которые, в конце концов, воздействуют на человеческое ухо. Защита человека от шума может быть осуществлена тремя основными способами:
путем создания преград на пути распространения шума (звукоизоляция);
ослаблением звуковых волн по пути распространения (звукопоглощение);
применением индивидуальных средств защиты.
Рассмотрим наиболее распространенный способ уменьшения шума - звукоизоляцию. В диапазоне средних частот величина звукоизоляции определяется так называемым законом массы: чем тяжелее конструкция (стена, потолок, окно, дверь), тем эффективнее она задерживает звук и тем меньше звука проходит дальше. Увеличивая плотность стены в два раза, мы повышаем звукоизоляцию примерно вдвое (то есть уровень шума уменьшается на 6Дб). Именно поэтому не стоит доверять рекламной информации об обоях, обеспечивающие эффективную звукоизоляцию. Звукоизоляция окон определяется в основном весом стёкол, конструкцией рамы и расстоянием между стёклами: увеличение зазора между ними приводит к увеличению звукоизоляции, особенно в области низких частот.
В современных пластиковых окнах высокая звукоизоляция достигается благодаря большому весу стеклопакета (70кг и более) и хорошему уплотнению рамы.
Шум проникает в дверные зазоры, щели в окнах, незаделанные стыки в стенах. Порой небольшая щель сводит на нет дорогостоящие затраты на создание звукоизолирующей перегородки. Так, например, щель шириной всего 2мм повышает уровень шума в квартире на 15Дб, то есть уменьшает звукоизоляцию почти в 5 раз.
Если вас беспокоит уличный шум, в первую очередь следует обратить внимание на окна, которые обладают меньшей звукоизоляцией по сравнению со стенами дома. Если же шум проникает в ваш дом из квартиры соседей, то, возможно, между стеновыми панелями и полом есть зазоры. Увеличить существенно звукоизоляцию самих стен практически невозможно, так как для этого необходимо вдвое увеличить вес стены. То же относится к междуэтажным перекрытиям. Ослабить шум от топота ног над головой можно, только попросив соседей надеть мягкие тапочки либо убедив их постелить ковер.
10
Снизить уровень шума можно с помощью звукопоглощающих материалов, которые уменьшают интенсивность звуковых волн, отраженных от стен, потолка и других поверхностей помещениях. В современных зданиях потолок, как правило, облицован, а стены покрыты плитками с мелкими дырочками и волокнистой поверхностью. Это – звукопоглощающие покрытия. Обычно такие покрытия имеют небольшой вес и не могут быть использованы в качестве звукоизоляционного материала.
Использование звукоизолирующих преград не приводит к уменьшению энергии шума, как в случае звукопоглощающих покрытий, а просто перераспределяет её: энергия накапливается перед преградой. Поэтому для достижения максимального эффекта звукоизолирующие преграды обязательно дополняют звукопоглощающими покрытиями. Один из известных советских акустиков Б.Д. Тартаковский образно сравнил акустическую энергию с неприятелем, который преодолевает полосу заграждений. Если «врага» не уничтожить, то рано или поздно он преодолеет все преграды. Звукопоглощающее покрытие как раз и «уничтожает» энергию шума, «застрявшую» у звукоизолирующей преграды.
При использовании звукопоглощающих покрытий, уровень шума изменяется мало, зато заметно меняются акустические характеристики помещения: уменьшается гулкость (реверберация), речь становится разборчивой, не искажается музыкальное восприятие. Именно поэтому звукопоглощающие покрытия широко применяют при строительстве концертных залов, студий звукозаписи и других помещений, к которым предъявляются определённые акустические требования. Использование звукопоглощающих покрытий требует акустического расчёта, поскольку как недостаточное, так и избыточное звукопоглощение приводит к неприятным ощущениям. Например, в специальных измерительных камерах, где стены практически не отражают звука и непроницаемы для внешнего шума, можно услышать даже стук собственного сердца, но продолжительное пребывание в ней вызывает чувство угнетения.
Следует учитывать, что звук может передаваться не только по воздуху, но и по конструкциям: стенам, трубам, перекрытиям. В них акустическая энергия распространяется в виде упругих колебаний (вибраций). В большинстве случаев возникновение шума происходит из-за преобразования энергии вибраций в звуковую энергию. Звук исходит от колеблющихся поверхностей машин, механизмов, перегородок и т.д. Очень хорошие источники звука – тонкостенные металлические поверхности, которые эффективно излучают звуковую энергию в окружающую среду в широком диапазоне частот.
11
Энергию упругих колебаний можно достаточно эффективно уменьшить с помощью так называемых вибропоглощающих покрытий. Возьмём две одинаковые по форме пластины, сделанные из металла и пластмассы, подвесим их на нити и ударим чем-нибудь твердым. В пластмассовой пластине колебания утихнут быстро, а металлическая будет «звенеть» еще некоторое время. В пластмассе акустическая энергия эффективно преобразовалась в тепловую. Для уменьшения излучения звука поверхности на неё наносят вибропоглощающее покрытие, в котором колебания затухают, как в пластмассовой пластине. Вибропоглощающее покрытие должно обладать большей жесткостью и высокими внутренними потерями акустической энергии. Чем больше жесткость покрытия, тем большая часть энергии колебаний будет затрачена на его деформацию, а чем больше внутренние потери, тем больше энергии перейдёт в тепло.
Вибропоглощающие покрытия широко применяются в автомобилестроении – для внутренней облицовки машин, в авиастроении – для нанесения на внутренние части фюзеляжей самолётов и т.д. Но не всегда использование того или иного вибропоглощающего покрытия даёт положительный результат. Так, например, для снижения шума и вибрации отбойного молотка вибропоглощающее покрытие неэффективно. (Приложение №7)
Другой способ борьбы с вибрацией – виброизоляция. Для её создания используется тот же принцип, что и для звукоизоляции: требуется такое препятствие, чтобы от него отразилось как можно больше энергии. С этой целью применяют упругие вставки (амортизаторы). Их устанавливают между работающей машиной или механизмом и его фундаментом. Обычно амортизаторы делают из резины, или они представляют собой стальные пружины. Важно правильно выбрать амортизатор, иначе виброизоляция может оказаться малоэффективной, а в ряде случаев вибрация даже усилится. (Приложение №8)
Защититься от шума можно и с помощью индивидуальных средств защиты. Прежде всего, это ушные протекторы. Первый тип протектора – тампон ил заглушка из мягкого материала, предназначенная для разового применения.
Если просто заткнуть ухо кусочком ваты, то эффект звукоизоляции будет мал поскольку вата обладает небольшой плотностью и слишком пористая.
В аптеках можно купить специально сконструированные утяжелённые вставки в ухо «Беруши» из волокнистого материала. Они обладают хорошими звукоизолирующими свойствами и гигиеничны. Иногда в продаже встречаются специальные пластмассовые заглушки-пробки разных размеров.
Но всё же гораздо более эффективно предохраняют от шума наружные ушные протекторы, или наушники. В числе их недостатков – неудобство и неприятные ощущения, возникающие при длительном ношении.
12
Зато наушники обеспечивают хорошую звукоизоляцию, а с помощью жидкого уплотнения в специальных валиках - амбушюрах – достигается плотное прилегание к уху. При очень высоком уровне шума – выше 130Дб (например, на стендах для испытаний авиационных реактивных двигателей) – недостаточны и наушники. В этом случае для защиты от шума приходится использовать специальные звукоизолирующие шлемы. Кстати, наушники высокого класса для прослушивания музыкальных программ обязательно должны обеспечивать хорошую звукоизоляцию от внешнего шума. У наушников большинства плееров звукоизоляция мала, поэтому в шумной обстановке, например в метро, многим меломанам приходится увеличивать громкость звучания, что не только нарушает покой окружающих, Нои может привести к тугоухости самих любителей музыки. (Приложение №9)
13
2.5. Проведение просветительской работы среди учащихся МБОУ СОШ №1 г. Покров.
Основной шум в городах создаёт уличное движение. Главными нарушителями тишины являются мотоциклы, грузовики и автобусы с дизельными двигателями, а также спортивные автомобили. В связи с непрерывным увеличением количества транспорта проблема шума становится всё более острой. Эта проблема не обошла стороной наш город, так как через северную часть города проходит автомобильная дорога М7 «Волга», она же – магистраль Е22.
Мы провели анкетирование, среди учащихся старших классов (9А, 9Б, 9В, 10А, 10Б) задав несколько вопросов. В опросе принимало участие 120 человек, по полученным данным мы видим, что 43% опрашиваемых живут вблизи дорог, 39% учащихся хотели бы переехать в более тихое место, а 17% опрашиваемых имеют проблемы со слухом.
Оказалось, что почти половина опрошенных школьников живут вблизи дорог и нельзя не заметить, что не так уж и мало ребят хотят переехать в более тихое место, если бы была такая возможность.
Однако, 4 % процента, всё же доказывают нам, что можно привыкнуть к шуму, который изначально их раздражал. Большинство наших опрошенных, к счастью, не имеют проблем со слухом, но есть и те, кого затронула эта проблема. (Приложение №10)
Так же мы провели классные часы в 3 «Б» и 4 «А» на тему:
«Влияние шума на здоровье человека».Ребята не только узнали, как воздействует на нас шум, но и получили от нас подарки в виде брошюр «Влияние шума на здоровье человека» , в которую включены рекомендации по защите от шума. (Приложение № 11)
Мы отправили нашу брошюру в редакцию школьной газеты «Прометей».
14
Заключение.
Итак, мы выполнили все задачи и достигли намеченной цели. Познакомились с характеристикой шума, исследовали его воздействие на здоровье человека, узнали пути ослабления шума, а так же, как нам кажется, сделали самое главное – смогли помочь учащимся нашей школы избежать или уменьшить негативное влияние шума на их здоровье.
Поэтому, мы считаем, что нужно больше уделять внимания данной проблеме, так как источников шума много и болезней, которые возникают в результате влияния шума на здоровье человека тоже, а здоровье одно и его нужно беречь!
15
Приложение №1.
Приложение №2.
Приложение №3.
Приложение №4.
Приложение №5.
Приложение №6.
Приложение №7.
Приложение №8.
Приложение №9.
Приложение №10.
Приложение № 11.
Приложение №12.
Литература.
wikipedia.ru.
oom.ru/shum-morya.htm
km.ru
zazdorovye.ru
ohrana-bgd.narod.ru/bgdps10.html
