Параметрические загрязнения окружающей среды

Министерство образования Российской Федерации

Южно – Уральский Государственный университет

Факультет Сервиса и легкой промышленности

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Выполнила: Бернштейн М.И.

группа С – 282

Проверил: Антоненко В.В.

Челябинск

2003

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение_________________________________________________________ 3

Параметрические (физические) загрязнения_____________________ 4

1.1 Шум_________________________________________________________ 4

1.2 Вибрация__________________________________________________ 12

1.3 Электромагнитные излучения______________________________ 13

1.4 Ионизирующие загрязнения_______________________________ 16

1.5 Тепловые загрязнения_____________________________________ 20

1.6 Световые загрязнения_____________________________________ 20

Вывод___________________________________________________________ 21

Список используемой литературы_______________________________ 22

ВВЕДЕНИЕ

Загрязнением в узком смысле считается привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение естественного уровня этих агентов в среде. Так как объектом загрязнения всегда является биогеоценоз (экосистема), наличие вредных веществ означает применение режимов воздействия экологических факторов, что приводит к нарушению в экологической нише (или звена в пищевой цепи). Это в свою очередь приводит к нарушению обмену веществ, снижению интенсивности ассимиляции продуцентов, а значит, и продуктивности биоценоза в целом.

Загрязнения можно классифицировать следующим образом:

 Ингредиентное (химическое) загрязнение, представляющее собой совокупность веществ, чуждым естественным биогеоценозом;

 Параметрическое (физическое) загрязнение среды, связано с изменением качественных параметров окружающей среды: шумовых, радиационных, световых, температурных, электромагнитных и т. п.;

 Биологическое загрязнение, заключающееся в воздействии на состав и структуру популяций и отдельных ее представителей – биологических агентов.

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ (ФИЗИЧЕСКИЕ) ЗАГРЯЗНЕНИЯ

1.1 ШУМ

Шумовое загрязнение отрицательно воздействует на организм человека, вызывая:

- повышенную утомляемость,

- снижение умственной активности,

- понижение производительности труда,

- развитие сердечно-сосудистых заболеваний

- нервных заболеваний.

По мнению ученых, шум сокращает продолжительность жизни человека в больших городах на 8 – 12 лет. В древнем Китае существовала даже звуковая казнь за богохульство. Физиолого-биохимическая адаптация человека к шуму не возможна.

Сильный шум является для человека физическим наркотиком. Поэтому часть людей и прежде всего молодежь, увлекаясь современной музыкой с большой интенсивностью ее звучания, подвергает свое здоровье опасности в следствии воздействия на организм физического наркотика. Женщины менее устойчивы к сильному шуму, который быстрее приводит их к неврастении. А слабые бытовые шумы в доме, обусловленные плохой звукоизоляцией квартир, разрушительнее действуют на нервную систему мужчин.

В транспортном комплексе источниками шума являются процессы механического, аэродинамического, электромагнитного, гидродинамического происхождения, прежде всего шум от вибрации корпусных деталей, систем газообмена, охлаждения двигателей, агрегатов трансмиссии, а так же аэродинамический шум и шум шин транспортных средств, строительно-дорожных машин, технологического оборудования. Под шумом объекта транспорта понимается акустическое излучение, производимое им при работе. Транспортное средство как источник акустического излучения характеризуют значением излучаемой акустической мощности, ее спектром и диаграммой направленности излучения.

Звук – механические колебания частиц упругой среды, образующиеся под воздействием какой-либо возмущающей силы. Акустические колебания в диапазоне 16 – 20 000 Гц, воспринемаемые слуховым аппаратом человека, называются звуковыми, а пространство их распределения – звуковым полем. Колебания ниже 16 Гц – инфразвуковые, а выше 20 000 Гц – ультразвуковые.

Известно, что звуковое давление Р в звуковой волне равно разности давлений среды в присутствии и отсутствии волны. Уровнем шума называют двадцатикратный логарифм отношения звукового давления к пороговому значению:

Р = 2 . 10 -5 Нм2. Если предположить, что источник шума (двигатель) находится в точке О (рис. 1) и излучает шум в окружающее пространство, то, выделив полусферу S радиуса r и единичную площадку А на ней, можно определить, что сила звука I – количество звуковой энергии, прошедшее через единичную площадку, перпендикулярную радиусу r, в единицу времени.

Сила звука пропорциональна квадрату звукового давления и ее выражают в Втм2 . Поэтому уровень шума иногда определяют как десятичный логарифм отношения силы звука к пороговому значению:

I0 = 10-12 Втм2 . В результате уровень шума (дБ) определяется по формуле

L = 10.lg(IIo)=20.lg(PPo) (1)

Акустическая мощность W (Вт) объекта – общее количество энергии, излучаемой транспортным средством в окружающее пространство в виде звука и прошедшей через поверхность полусферы радиуса r в единицу времени; вычисляется по формуле

W = 100.1Lw -12 (2)

Уровни акустической мощности называют величину

Lw = 10lg(W/W0), (3)

где W0 = 10-12 Вт .

Уровень мощности связан с уровнем шума выражением

Lw=L+20lgr+10lgΩ-10lgФ, (4)

где Ω – телесный угол, в котором осуществляется излучение с учетом допущения о том, что акустическое излучение объекта происходит из центра О полусферы, 10lgΩ ≈ 8, Ф – фактор направленности излучения, представляющий собой величину Pr2/Pср.2, т.е. отношение квадрата звукового давления, в произвольной точке полусферы радиуса r к квадрату звукового давления, осредненному по всем точкам измерения на поверхности S.

Обычно шум измеряют в точке L с помощью шумомера, при использование линейной частотой характеристики прибора по шкале А, учитывающей особенности восприятия человеком звуков различной частоты. Орган слуха человека различает не разность, а кратность изменения абсолютных значений звуковых давлений. Поэтому шум оценивают не абсолютной величиной – звуковым давлением, а его уровнем, то есть отношением создаваемого звукового давления к пороговому давлению (по формуле 1). В работающем двигателе транспортного средства причина возникновения акустического излучения является осуществление рабочего процесса, связанного с подводом теплоты Q1 к рабочему телу в цилиндре. Для сравнения качества конструкций ДВС, заключающегося в способности преобразовать часть тепловой энергии Q1 в энергию звукового излучения, служит коэффициент акустического излучения двигателя n ak = W/ Q1 → min. (5)

Если у одного из двигателей этот коэффициент выше, то его конструкция акустически менее совершенна. Современные поршневые ДВС, используемые в автомобилях и дорожно-строительных машинах, при работе на номинальном режиме излучают 2-3 Вт акустической мощности. В точках пространства на расстояние 1м вокруг поверхности работающего двигателя возникают уровни шума 104–120 дБ.

Важной характеристикой шума является его спектр. Орган слуха человека неодинаково реагирует на звуки с одной амплитудой, но разной частоты. Спектр шума объекта показывает распределение энергии излучения по частотному диапазону. В них присутствуют дискретные составляющие, кратные частоте вращения, числу цилиндров двигателя, и сплошная область (рис.2). Октавные спектры звуковой

мощности служат основной характеристикой шума машины.

Причинами возникновения звука являются: взаимодействие колеблющегося тела со средой; «быстрое» выделение энергии в конечном объеме среды; подведение (отток) конечного количества вещества в определенную область среды; обтекание потоком вещества твердого тела.

Акустическое излучение является следствием возмущений колебательной системы, распространение в ней колебаний и последующего процесса излучения энергии колебаний в окружающее пространство. Акустическое излучение объектов транспорта концентрируется преимущественно в диапазоне 20-8 000 Гц.

Рассмотрим это явление на примере поршневого ДВС. На такте впуска из области перед горловиной впускного патрубка (рис. 3) будет происходить отток вещества.

Движущийся по впускному тракту свежий заряд будет взаимодействовать со стенками, впускным клапаном и другими элементами конструкции. Возникает акустическое излучение, которое называют шумом впуска. Излучаемая при этом акустическая мощность обозначается WВП. При сжатии, сгорании и