А. В. Зуев, И. В. Федотова, Т. Н. Васильева, М. М. Некрасова Влияние инфразвука на акустическую среду селитебной зоны (№ 1, 2018)

УДК 613:502/504

Влияние инфразвука на акустическую среду селитебной зоны

А.В. Зуев, научный сотрудник,
e-mail: zuyev2006@mail.ru
И.В. Федотова, доцент, доктор медицинских наук, заведующий  отделом гигиены,
e-mail: irinavfed@mail.ru
Т.Н.Васильева, кандидат биологических наук, научный сотрудник
e-mail: tatiana.vasilvas@yandex.ru
М.М. Некрасова, доцент, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник,
e-mail: nmarya@yandex.ru
ФБУН «Нижегородский НИИ гигиены и профпатологии» Роспотребнадзора,Нижний Новгород

Реферат

В статье обсуждаются вопросы акустического загрязнения городов и влияния шума на здоровье населения. Отмечается негативное воздействие низкочастотного шума и инфразвука на организм человека. Приведены особенности инфразвуковых колебаний, как составной части транспортного шума. Освещены некоторые актуальные вопросы гигиенического нормирования инфразвука. Анализируются результаты собственных исследований уровней инфразвука от транспортных потоков  на территории жилой застройки и в жилых помещениях.

Ключевые слова: транспортный шум, шумовая нагрузка, селитебная зона, уровни звукового давления, инфразвук, здоровье  населения.

 

The infrasound effect on the acoustic environment of a residenti al zone

A.V.Zuev / Researcher
I.V.Fedotova / Senior lecturer, Dr of Sci. (Med.), head of hygiene department
T. N. Vasilyeva / Candidate of Sci. (Biology), researcher
M .M.Nekrasova / Associate Professor, candidate of Sci. (Biology),
senior researcher
Nizhny Novgorod Research Institute of Hygiene and Occupational Pathology

Annotation

The problems of acoustic pollution of cities and the influence of noise on the health of the population are discussed. There is a negative impact of low-frequency noise and infrasound on the human body. Features of infrasonic oscillations as an integral part of transport noise are given. Some topical issues of hygienic regulation of infrasound are highlighted. The results of own studies of infrasound levels from traffic flows on the territory of residential buildings and in residential premises are analyzed.

Keywords: transport noise, noise load, residential area, sound pressure levels, public health, infrasound

 

Акустическое загрязнение воздуха признается серьезной экологической проблемой современных городов. Основным источником шума в населенных пунктах является самый распространенный и многочисленный вид транспорта – автомобильный. В результате акустического воздействия транспортных потоков до 70% населения крупных городов России проживает в условиях акустического дискомфорта. При этом уровни шума могут превышать предельно допустимые значения до 2,5 раз [4, 7, 9]. В Нижегородской области в 2016 году 90% всех измерений шума на автомагистралях и около 40% – в жилых зданиях превышали гигиенические нормативы [3].

Известно, что практически круглосуточное воздействие шума от транспортных потоков негативно влияет на состояние здоровья жителей, вызывая ряд нарушений в органах и системах организма. Достоверными последствиями воздействия повышенной шумовой нагрузки на человека являются раздражительность, нарушение сна, сердечно-сосудистые заболевания, нарушения со стороны иммунной и эндокринной систем, психические расстройства и др. [4, 11]. В этой связи проблема обеспечения безопасности здоровья городского населения при воздействии транспортного шума становится особенно значимой.

Как известно, под шумом понимают беспорядочное сочетание разных по силе и частоте звуков. В зависимости от частоты их подразделяют на ультразвуковые (выше 20 КГц), звуковые (от 22,5 Гц до 20 кГц) и инфразвуковые (ниже 22 Гц). Шум от городского автотранспорта включает широкий спектр акустических колебаний, в том числе и инфразвуковой диапазон. Инфразвуковые колебания характеризуются большой амплитудой, длиной волны, малым поглощением в атмосфере, способностью огибать преграды и распространяться на значительные  растояния от источника звука. Благодаря этим свойствам, инфразвук (ИЗ), легко обходя препятствия, проникает на придомовую территорию и в жилые помещения и совместно с низкочастотным шумом может влиять на  формирование общей акустической нагрузки в селитебной зоне [4, 6].

В последнее время нашли подтверждение данные о разнообразных изменениях, возникающих в организме при воздействии ИЗ, в том числе в центральной нервной и сердечно-сосудистой системах, вестибулярном аппарате, слуховом анализаторе и внутренних органах. Имеются сведения, что совместное действие ИЗ и низкочастотного шума может приводить к усилению негативного влияния этого фактора на человека и суммированию неблагоприятных эффектов [5].

Специалистами подробно изучен механизм нервно-рефлекторного действия инфразвуковых колебаний и «резонансный эффект», основанный на совпадении частот ИЗ (от 2 до 15 Гц) с собственной частотой колебаний некоторых внутренних органов человека (сердца, желудка, печени, легких). На острие современной научной мысли находится денатурационная теория раздражения, в соответствии с которой рассматривается возможность ИЗ вызывать изменения в организме человека на уровне  клеточных структур [8]. При этом, по мнению ученых, ИЗ по-прежнему является недостаточно изученным фактором окружающей среды. Гигиенистам требуются допольнительные исследования, в том числе по обоснованию значений взвешивающих коэффициентов инфразвуковых колебаний разных частот и уровней, согласованию различных подходов   к гигиеническому нормированию и оценке степени влияния ИЗ на организм человека. Не полностью решены задачи по стандартизации инструментального и расчетного мониторинга ИЗ, сочетанного влияния ИЗ и других факторов среды [6]. Все это свидетельствует об актуальности исследований по изучению влияния этого фактора на окружающую среду и здоровье  человека.

Учитывая, что ИЗ широко представлен в спектре транспортного шума и негативно действует на население в сочетании с низкочастотными акустическими звуковыми колебаниями, целью нашего исследования была гигиеническая оценка уровней ИЗ на придомовых территориях и жилых помещениях зданий, расположенных вдоль оживленных автомагистралей г. Нижнего Новгорода.

Для определения фактических уровней инфразвука от транспортных потоков, проникающих в жилые здания, нами выполнены натурные инструментальные замеры. Акустические измерения ИЗ проводились в жилых помещениях на разных (1,2,4) этажах зданий многоэтажной застройки и на прилегающей к домам территории в 4 точках наблюдения в разных районах города. Окна комнат, где проводились измерения, выходили на участки уличной дорожной сети с различной интенсивностью движения, динамические характеристики которого оценивались путем подсчета количества машин, проходящих по соответствующей автомагистрали. Интервалы наблюдения включали дневное время в будние дни в часы «пик», рассчитывали среднее число автомобилей за час и определяли долю легковых и грузовых автомобилей в транспортном потоке (ТП).

В выбранных точках контроля измерялись нормируемые эквивалентные уровни звукового давления (УЗД) инфразвука в октавных полосах со среднегеометрическими частотами от 2 до 16 Гц и общий уровень звукового давления на характеристике FI (линейный). Для дополнительной сравнительной характеристики инфразвука и оценки его интенсивности, измерялись УЗД с частотной коррекцией G (ISO 7196). Измерения акустических показателей и оценка результатов проводились в соответствии с действующими нормативными требованиями (табл. 1) [1, 2, 9].

 

Таблица 1

Предельно допустимые уровни инфразвука

 

Международный нормативный уровень для селитебной зоны составляет 85дБG (114дБ Лин), носит рекомендательный характер и отличается от отечественных санитарных норм, так как частотная коррекция G учитывает прямое (слышимое) действие ИЗ  [5, 6].    

Результаты проведенных  исследований показали, что общие уровни инфразвука на характеристике FI (линейный) на придомовой территории составляли от 74 до 90 дБ и были на уровне или ниже ПДУ. Уровни звукового давления, измеренные с частотной коррекцией G, регистрировались в пределах от 74 до 85 дБ и также не выходили за   границы рекомендованных значений  (рис.1).

 

Рис.1 Эквивалентные общие уровни инфразвука на расстоянии  2 м от фасадов зданий

 

В отличие от придомовой территории, практически во всех исследуемых жилых помещениях, общие уровни звукового давления превышали нормативные значения от 4 до 19 дБ. Следует отметить значительную, до 45 дБ, разницу в уровнях звука, измеренного с частотными коррекциями А и FI (Лин.). Это свидетельствует о значительном вкладе ИЗ в  «энергетический спектр» транспортного шума, проникающего в жилые помещения (рис.2).

 

Рис.2. Эквивалентные уровни  звука в жилых помещениях, измеренные с коррекцией А и FI(Лин.)

 

Необходимо добавить, что прямой связи величины уровней ИЗ в помещениях с динамическими характеристиками транспортных потоков (ТП) не наблюдалось. Учитывая сложную зависимость шумового режима квартир от различных факторов, влияющих комплексно, можно предположить, что причинами, определяющими  уровни инфразвука, являются особенность планировки конкретных жилых районов, плотность застройки и конструкция зданий.

Уровни звукового давления в полосе частот 2-20 Гц в жилых  помещениях фиксировались в диапазоне от 62 до 90 дБ. Максимальные значения  акустической энергии  приходились  на  самую низкую часть звукового спектра и превышали ПДУ на 8-21 дБ. Спектральные характеристики инфразвуковой составляющей транспортного шума, проникающего в жилые помещения,  представлены на рисунке 3.        

 

Рис.3 Диаграмма спектральных характеристик инфразвука в жилых помещениях (1,2,3,4 – точки наблюдения)

 

Таким образом, результаты проведенных исследований подтверждают, что инфразвук оказывает влияние на формирование акустической среды селитебной зоны и шумового режима жилых помещений. Основным внешним источником ИЗ в жилой застройке являются ТП улично-дорожной сети. В выбранных точках измерения на придомовых территориях Нижегородского, Московского и Сормовского районов г. Нижнего Новгорода регистрируются общие уровни инфразвука близкие к границе нормативных значений и превышающие ПДУ в жилых помещениях. При этом в акустическом спектре транспортного шума, проникающего через ограждения квартир, доминирует инфразвуковой диапазон, в котором основная энергия приходится на октавные полосы частот от 2 до 8 Гц.

Учитывая, что негативные эффекты влияния ИЗ на человека могут суммироваться с таковыми  низкочастотного  шума, гигиеническую оценку влияния шума на население, на наш взгляд, важно проводить совместно с изучением инфразвуковой составляющей общей шумовой нагрузки. Для этого в программе проведения акустического мониторинга необходимо предусмотреть измерения фактических уровней инфразвука на территории селитебной зоны. Данные мониторинга можно использовать как при проектировании новых жилых районов, так и при планировании мероприятий по защите населения от шума. В условиях сложившейся городской застройки для снижения уровней звукового давления в жилых помещениях, кроме известных мер по организации движения транспорта, необходимо предусмотреть использование  малошумных покрытий дорог и  проведение  мероприятий  по повышению шумозащитных свойств фасадов и окон жилых зданий, обращенных к источнику шума.

 

Литература:

1. СаНПиН 2.1.2.2645-10. Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях.– М.: ФГУП «ИнтерСЭН», 2010.–18 с.
2. СН 2.2.4/2.1.8.583-96 «Инфразвук на рабочих местах, в жилых и общественных помещениях и на территории жилой застройки». Утверждены и введены в действие постановлением Госкомнадзора России от 31 октября 1996 года №52. URL: http://www.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=LAW;n=93848#0 – (дата обращения 17.01.17.).
3. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Нижегородской области в 2016 году» / Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучиячеловекапоНижегородскойобласти,Н.Новогород.-2017.−263с. //URL: http://www.52.rospotrebnadzor.ru/sites/default/files/doc/52_ gosdoklad _2016.pdf  -  (дата обращения 03.10.17).
4. Васильев А.В. Шум как фактор экологического риска в условиях урбанизированных территорий /NOISE Theory and Practice . -  2015. - № 2. - С. 27-40  //URL: http://elibrary.ru/download/86038796  (дата обращения: 04.12.2016).
5. Зинкин В.М.,Ахметзянов И.М.Экологические, производственные и медицинские аспекты инфразвука //Защита от повышенного шума и вибрации: Сборник докладов IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 26-28 марта 2013 г., СПб/ Под ред. Н.И. Иванова; СПб.,2013. 743 с. URL: http://elibrary.ru/download/63924691.pdf  − (дата  обращения: 03.10.2017.).
6. Зинкин В.Н., Солдатов С.К., Богомолов А.В., Драган С.П. Актуальные проблемы защиты населения от низкочастотного шума и инфразвука // Технологии гражданской безопасности.− 2015.− Т. 12.− № 1 (43). − С. 91-96.URL: http://elibrary.ru/download/64035928.pdf– (дата обращения 4.12.16.).
7. Иванов Н.И.  Концепция снижения шума в РФ //Защита от повышенного шума и вибрации:    доклады V Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Россия, Санкт-Петербург, 18-20 марта 2015 г.) / под ред. Н.И. Иванова — Санкт-Петербург: Изд-во «Айсинг», 2015; - С.12-24.
8. Кирсанов В. В., Григорьева И. Г. Воздействие акустических колебаний (слышимого шума, инфразвука, ультразвука) на окружающую природную среду// Вестник Казанского технологического университета. − 2014. − Т. 17. −  №17. − С. 126-129. URL:  http://elibrary.ru/download/53565957.pdf  − (дата обращения 7.12.16.).
9. Ракитский В.Н. Актуальные проблемы воздействия физических факторов на здоровье населения // Актуальные вопросы организации контроля и надзора за физическими факторами: Материалы Всероссийской научно - практической конференции/под ред. д. м. н., проф. А.Ю. Поповой. — М.: Издательско-торговая корпорация «ДашковиК°», 2017.−474с. // URL: http: //elibrary.ru/item.asp?id=29150335 −(дата  обращения: 03.10.2017.).
10. МУК 4.3.2194-07. 4.3. Методы контроля. Физические факторы. Контроль уровня шума на территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях. Методические указания. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора. 2007. - 12 с.
11. МР 2.1.10.0059-12 Оценка риска здоровью населения от воздействия транспортного шума. Методические рекомендации. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2011 – 40 с.