Buka kao čimbenik okoliša.

Zadaci:

1. Opće obrazovanje

• Jačanje ekološkog fokusa bioloških znanja; davanje informacija učenicima o zagađenju okoliša bukom i njezinom utjecaju na čovjeka.
• Stjecanje znanja etičkog, humanitarnog karaktera od strane učenika, koja čine osnovu njihovog svjetonazora.
• Poučavanje učenika za samostalno stjecanje znanja u grupnom obliku organiziranja kognitivne aktivnosti.
• Studenti svladavaju osnove metodologije znanstvenih spoznaja.

2. Razvojni

• Razvoj kognitivnog interesa.
• Razvijanje logičkog mišljenja (analiza, usporedba, generalizacija, definiranje i objašnjenje pojmova).
• Raznovrsni razvoj osobnosti: trening pamćenja, zapažanja, poticanje kognitivnog interesa, kreativnosti, vještine analize problema i načina za njihovo rješavanje.
• Razvijanje vještina primjene bioloških znanja u praksi.

3. Odgojni zadaci

• Poticanje ekološke pismenosti, osjećaja kolektivizma, formiranje i razvoj moralnih kvaliteta učenika.

Nastavne metode

• Djelomično pretraživanje (provođenje samostalnog istraživanja, poslovna igra).
• Verbalni (heuristički razgovor s elementima samostalnog rada).
• Likovno-figurativni (tablice, ilustracije, preslušavanje snimaka buke, ulomci iz književnih djela).
• Test.

Oblici organizacije kognitivne aktivnosti:individualni i grupni.

Oprema: audio snimač, audio kaseta sa snimkom djela E. Griega „Jutro“, s bukom prirodnog i antropogenog podrijetla; informativni listovi za samostalni rad učenika; tablice, plakate i crteže na temu lekcije; mehanički sat i ravnalo.
Dva učenika unaprijed dobivaju zadatak da provedu anketu među učenicima 8. i 9. razreda kako bi saznali njihov stav prema prirodnoj buci s pitanjem: „Kakve osjećaje kod vas izaziva prirodna buka?“ Prije početka nastave djeca su podijeljena u 4 grupe; Na stolu svakog učenika nalazi se informator, mehanički sat i ravnalo.

Napredak lekcije

1. Uvodna riječ nastavnika.

Svira tiha glazba. Učiteljica čita ulomke iz pjesama o Zemlji – planetu životinja, biljaka i ljudi, planetu čiji je sastavni dio i glavni neprijatelj čovjek.

Mi smo mala djeca jedne velike naravi,
S njom dijelimo sreću i nedaću,
Mi i ona imamo istu sudbinu.

Moj planet je ljudski dom,
Ali kako ona može živjeti pod zadimljenom kapom,
Gdje je oluk ocean
Gdje je sve priroda uhvaćena u zamku?
Gdje nema mjesta ni za rodu ni za lava.
Gdje trava ječi: "Ne mogu više!"

(Razgovor sa studentima o aktualnosti problematike zaštite okoliša.)

O čemu govore ovi odlomci?

Problem onečišćenja okoliša previše je složen i višestruk da bismo ga pokušavali proučavati u nastavi. Stoga ćemo se ograničiti na mali dio toga i upoznati se s jednom od vrsta zagađivača okoliša. Ali pokušajte odrediti koji slušajući ulomak iz priče B. Vasiljeva "Ne pucajte u bijele labudove". (Slušanje ulomka uz glazbu E. Griega. Odgovori učenika.)

Buka općenito dobiva malo pozornosti u medijima i mnogi je ne smatraju zagađivačem zraka. Ali je li to stvarno tako? To ćemo saznati u današnjoj lekciji. (Izražavajući ciljeve lekcije, učitelj vješa odgovarajuće transparente.)

1. Proučiti buku kao jedan od zagađivača okoliša.
2. Prepoznati utjecaj buke na ljudski organizam.
3. Uspostaviti vezu između zaštite okoliša i zaštite zdravlja.

Neka naš današnji moto budu riječi pisca B. Vasilieva: “Moram to sam shvatiti, a da bih to sam shvatio, moram zajedno razmišljati.”

(Moto je napisan na ploči. Nastavnik objašnjava pravila rada s informativnim listom. Informativni list je zalijepljen u radnu bilježnicu, na njemu učenici pišu temu lekcije, osnovne pojmove teme, ispunjavaju tablicu, zapisati zadatke).

2. Učenje novog gradiva.

Vrste buke i njihov učinak na ljudska osjetila

U razgovoru sa studentima, na temelju znanja koje su prethodno stekli iz kolegija fizike, precizira se pojam buke kao slučajne mješavine zvukova različite visine (frekvencije), te se daje klasifikacija buke (prirodna i antropogena). Prilikom slušanja buke i tijekom frontalnog razgovora otkriva se učinak buke na ljudsko tijelo (na psihičke procese).

Tijekom rada popunjavaju se stupci tablice radne stranice informativnog lista.

INFORMACIJSKI LETAK

Tema lekcije.

Novi termin:__________________________

Područje ekologije na sjecištu bioakustike i humane ekologije, koje se bavi prirodnim i umjetnim zvukovima koji utječu na ljudsku psihu i zdravlje, kao i na stanje i stabilnost ekosustava.

Nastavnik sažima dobivene podatke i navodi razred na zaključak o opće blagotvornom djelovanju prirodne buke na ljudski organizam.

Što mislite, što čini pozadinsku buku u modernom gradu?

(Preslušava se audio zapis gradske buke.) Raspravlja se o sljedećim pitanjima:

– je li vam se svidjela ova noise simfonija;
– kako objašnjavate svoj odnos prema tim zvukovima;
– kakve buke ima više na snimci i zašto?

Nastavnik navodi razred na zaključak da buka različito utječe na ljude: njihov učinak ovisi o podrijetlu buke, jačini zvuka, dobi i zdravstvenom stanju osobe te uvjetima okoline.

Jačina buke ovisi o izvoru i mjeri se u relativnim jedinicama - decibelima: 1 dB = 10 log(P1/P2), gdje je predznak decimalnog logaritma omjer akustičke snage buke. Buka može varirati u glasnoći od 0 dB (najtiši zvučni zvuk) do preko 160 dB. Zvukovi su glasniji od 120 dB, tj. zvukovi koji su trilijun puta glasniji od najtiših zvučnih zvukova uzrokuju bol. Percepcija zvuka također ovisi o visini tona. Glasni, visokofrekventni zvukovi najviše oštećuju vaš sluh (i uzrokuju najveći stres). Tablica prikazuje tipične ili maksimalne razine buke iz različitih izvora.

(Učenici odgovaraju na sljedeća pitanja koristeći tablicu postavljenu na ploču.)

– Zašto su šaputanje i listanje novina bezopasni za čovjeka;
– Kako biste ocijenili razinu buke tijekom školskog dana (nastava i odmor) sa stajališta utjecaja na tijelo;
– Kakvi se zaključci mogu izvući na temelju podataka u tablici?

Stol. Razine glasnoće zvuka iz različitih izvora

Promjene u slušnom sustavu pod utjecajem glasnih zvukova

Predlažem da odgovorite na pitanje: "Koji organ prije svega reagira na pretjeranu buku?"

Prema statistikama, danas 20 od 150 milijuna Rusa pati od gubitka sluha. Skupina znanstvenika ispitivala je mlade koji često slušaju glasnu modernu glazbu. Kod 20% dječaka i djevojčica koji su pretjerano voljeli rock glazbu sluh je bio smanjen na isti način kao i kod 85-godišnjaka.

(U skupinama se provodi testiranje za utvrđivanje oštrine sluha - zadatak iz informativnog lista. Nastavnik najprije na temelju ankete identificira one koji vole slušati glasnu glazbu sa slušalicama, mirnu glazbu, one koji vole tišina i utvrđuje im se oštrina sluha).

TEST

Određivanje oštrine sluha

Oštrina sluha je minimalna glasnoća zvuka koju subjektovo uho može osjetiti.

Oprema: mehanički sat, ravnalo.

Radni postupak

1. Približite sat sebi dok ne čujete zvuk. Izmjerite udaljenost od uha do sata u centimetrima.
2. Prislonite sat uz uho i odmaknite ga od sebe dok zvuk ne nestane. Ponovno odredite udaljenost do sata.
3. Ako se podaci podudaraju, to će biti približno točna udaljenost.
4. Ako se podaci ne podudaraju, tada za procjenu čujne udaljenosti trebate uzeti aritmetičku sredinu dvaju mjerenja.

Evaluacija rezultata ispitivanja

Normalan sluh bi bio takav da se otkucaji sata prosječne veličine čuju na udaljenosti od 10-15 cm.

Brojevi se zapisuju na ploču, analiziraju, nakon čega učenici odgovaraju na pitanje: „Koje se promjene događaju u slušnom aparatu pod utjecajem glasnih zvukova?“

Koristeći tablicu "Analizator sluha", dečki govore o pretvaranju zvučnih signala u električne signale, ističu promjene koje se događaju u slušnom aparatu tijekom dugotrajnog izlaganja glasnim zvukovima:

– stalnim rastezanjem bubnjića opada njegova elastičnost pa je potrebna velika glasnoća zvuka da bi počeo vibrirati, tj. smanjuje se osjetljivost slušnog analizatora;

– slušni receptori su oštećeni.

Utjecaj buke na ljudski organizam

Ali jesu li samo slušni organi pogođeni bukom?

Učenici se potiču da saznaju čitajući sljedeće izjave o buci istaknutih znanstvenika.

1. Buka uzrokuje prerano starenje. U trideset od stotinu slučajeva buka skraćuje životni vijek ljudi u velikim gradovima za 8-12 godina.

2. Svaka treća žena i svaki četvrti muškarac pate od neuroza uzrokovanih povećanom bukom.

3. Dovoljno jak šum nakon 1 minute može izazvati promjene u električnoj aktivnosti mozga, koja postaje slična električnoj aktivnosti mozga u bolesnika s epilepsijom.

4. Bolesti kao što su gastritis, čir na želucu i crijevu najčešće se nalaze kod ljudi koji žive i rade u bučnim okruženjima. Za pop glazbenike čir na želucu je profesionalna bolest.

5. Buka deprimira živčani sustav, posebno kada se ponavlja.

6. Pod utjecajem buke dolazi do trajnog smanjenja frekvencije i dubine disanja. Ponekad se javlja srčana aritmija i hipertenzija.

7. Pod utjecajem buke mijenja se metabolizam ugljikohidrata, masti, bjelančevina i soli, što se očituje u promjenama biokemijskog sastava krvi (smanjuje se razina šećera u krvi).

Kratak zaključak iz rasprave: prekomjerna buka (iznad 80 dB) ne utječe samo na slušne organe, već i na druge organe i sustave (krvožilni, probavni, živčani itd.), vitalni procesi su poremećeni, energetski metabolizam počinje prevladavati nad plastičnim metabolizmom, što dovodi do preranog tijelo koje stari.

Rasprava o podacima socioloških istraživanja

Dva učenika iz vašeg razreda provela su istraživanje u obliku sociološke ankete kako bi utvrdili učinak dugotrajne buke na mentalne procese učenika devetog razreda. Dajem im riječ.

Prvi student iznosi podatke ankete iz kojih proizlazi da dugotrajna buka dovodi do pritužbi na umor, gubitak pamćenja, smanjenu pažnju, gubitak sposobnosti, povećanu razdražljivost, poremećaj sna i opću slabost. Priča je popraćena demonstracijom šarenog kružnog grafikona, gdje su svi podaci prikazani u postocima.

Prema drugom učeniku, izloženost buci može postupno dovesti do psihičke bolesti. Ilustracije radi, na ploču su obješene “ljestve” složene u harmoniku, koje se tijekom priče postupno razvijaju.

EFEKAT BUKE

POTEŠKOĆE U MEĐUSOBNOM RAZUMIJEVANJU

NESTANAK PAŽNJE

NISKA KONCENTRACIJA

DOSAĐIVANJE

GUBITAK SNA

RAZDRAŽLJIVOST

SMANJENA FUNKCIONALNA AKTIVNOST

NEZADOVOLJSTVO

TEŠKOĆE U OBITELJI

SVAĐA SE

DUŠEVNE BOLESTI

Mjere zaštite ljudi od izloženosti buci

Dakle, buka je štetna. “Buka je spori ubojica”, kažu američki stručnjaci. Ali je li moguće smanjiti njegov utjecaj na žive organizme, uključujući i ljude? Što svatko od nas može učiniti?

Rad u grupama - izrada projekata zaštite ljudi od izloženosti buci na različitim društvenim razinama.

• Grupa I. Ja sam laik (dopis laiku).
• Grupa II. Ja sam gradonačelnik grada.
• III skupina. Ja sam arhitekt.
• IV skupina. Ja sam direktor velikog pogona.

Grupe izrađuju projekte na whatmanu, vješaju ih na ploču i brane.

3. Zaključak

Još ćemo jednom govoriti i razmišljati o posljedicama ljudskog djelovanja na prirodu i nas same. Želio bih se nadati da današnji razgovor nije prošao nezapaženo za vas. Problema utjecaja buke na okoliš jedva da smo se dotakli, a taj je problem jednako složen i višestruk kao i problem utjecaja buke na čovjeka o kojem smo govorili. Samo čuvajući prirodu od štetnih posljedica našeg djelovanja možemo spasiti sami sebe.

Ako nam je suđeno da dišemo isti zrak,
Ujedinimo se svi zauvijek,
Spasimo svoje duše
Tada ćemo i mi sami preživjeti na Zemlji.

N. Starshinov

Kakve ste zaključke izvukli za sebe nakon današnjeg razgovora? (Čuju se odgovori učenika.)

4. Provjera asimilacije novog materijala pomoću samoanalize

Tijekom sata smo razmišljali zajedno, ali u isto vrijeme svatko je radio pojedinačno. A sada morate ocijeniti svoje aktivnosti u razredu.

Nastavnik objašnjava učeniku kako popuniti listić za samoprocjenu znanja, zatim mu pušta audio zapis zvukova prirode, a učenici ocjenjuju svoj rad.

LISTIĆ ZA SAMOVREDNOVANJE UČENIKA

Zvuk mlaznog aviona stvara buku koja je intenzivnija od buke gomile od 50 milijuna ljudi, piše poznati francuski ekolog Philippe Saint-Marc. Buka je postala nusprodukt znanstvenog i tehnološkog napretka. Ometa radnu sposobnost ljudi i opuštanje, smanjuje produktivnost i negativno utječe na središnji živčani sustav. Simfonija urbane buke sastoji se od mnogih čimbenika: škripe i kuckanja transporta, zvuka građevinske opreme, buke strojeva u tvornicama pa čak i mikro-opreme u kućanstvu. Ali cestovni promet je glavni izvor buke u gradovima; čini do 80% svih vrsta onečišćenja.

Zbog mehaničkih vibracija čestica različite fizičke prirode. S fiziološke točke gledišta, postoje niski, srednji i visoki zvukovi. Vibracije pokrivaju veliki raspon frekvencija: od 1 do 16 Hz - nečujni zvukovi (infrazvuk); od 16 do 20 tisuća Hz - zvučni zvukovi i preko 20 tisuća Hz - ultrazvuk. Područje percipiranih zvukova, odnosno granica najveće osjetljivosti ljudskog uha, nalazi se između praga osjetljivosti i praga boli i iznosi 130 dB. Tlak zvuka u ovom slučaju je toliko visok da se ne percipira kao zvuk, već kao bol.

Mjerna jedinica za jačinu zvuka je bel (b) i decibel (db), jednaki 0,1 bel, ali oni daju relativnu vrijednost, koja je logaritamski omjer dviju istoimenih fizikalnih veličina s logaritamskom bazom jednakom 10. Za čovjeka buka postaje opasna čim zvuk prijeđe granicu od 80 dB (u modernim gradovima vozila stvaraju buku veću od 100 dB).

Fiziološki je utvrđeno da pojačanje zvuka ne ovisi samo o njegovoj jačini, već io frekvenciji. Eksperimentalno je otkriveno da se zvukovi iste jačine, ali različite frekvencije percipiraju kao zvukovi različite jakosti. Stoga je uvedena nova fiziološka veličina – jedinica za glasnoću zvuka – pozadinu. Pozadina i decibel su jednaki kada zvuk ima frekvenciju od 1000 herca.

Buka se razlikuje po intenzitetu: prvi stupanj - od 30 do 65 pozadina, drugi stupanj - od 65 do 90 pozadina, treći stupanj - od 90 do 110 pozadina, četvrti stupanj - od 110 do 130 pozadina.
Po frekvenciji se buka također dijeli u četiri skupine: vrlo niske frekvencije - od 40 do 63 Hz, niske frekvencije - od 80 do 125 Hz, srednje frekvencije - od 160 do 500 Hz, visoke frekvencije - od 6030 do 10 000 Hz.

Buka je postala patološka pojava u velikim gradovima. Profesor F. Saint-Marc piše da, ovisno o jačini i učestalosti, buka uzrokuje glavobolju, zujanje u ušima, nesanicu, ubrzan rad srca te ozbiljne moždane, živčane i srčane smetnje.

Zabilježene su funkcionalne promjene u organizmu pod utjecajem buke: povišen krvni tlak, poremećaj rada štitnjače i kore nadbubrežne žlijezde, promjene u aktivnosti mozga i središnjeg živčanog sustava. Tako, prema podacima objavljenim u Velikoj Britaniji, svaki četvrti muškarac i treća žena pate od živčanih bolesti zbog buke. Svaki peti pacijent u psihijatrijskim klinikama u Francuskoj žrtva je buke, au bučnim četvrtima New Yorka zabilježen je mentalni i fizički zaostatak u razvoju djece. Prema francuskim izvorima, do 1971. godine 341 osoba počinila je samoubojstvo kao posljedicu živčane depresije izazvane glasnom glazbom i općenito bukom, čiji je intenzitet u Parizu posljednjih godina dosegao monstruozne razine.

Kune su bile izložene buci iznad 102 dB te su u roku od 10 tjedana imale porast razine kolesterola u krvi i razvijen oblik ateroskleroze u usporedbi sa životinjama koje su jele na isti način kao i oni, ali nisu bile izložene buci. Stručnjaci kažu da buka ima negativan učinak čak i na embrij.

Ljudi različito reagiraju na buku. To često ovisi o dobi, temperamentu, zdravlju, životnim uvjetima i drugim razlozima. Uz isti intenzitet buke, ljudi stariji od 70 godina probude se u 72% slučajeva, a djeca od 7-8 godina - samo u 1%. Djecu budi buka od 50 dB, a tinejdžeri - 30 dB. Prema podacima američkog Saveznog vijeća za znanost i tehnologiju, oko 16 milijuna radnika pati od buke na radnom mjestu, koja američkoj industriji nanosi značajnu štetu koja doseže 4 milijarde dolara godišnje.

Glavni izvor buke u gradovima su automobili. Nedavno su dizajneri tražili učinkovite vrste prigušivača koji bi neutralizirali buku koju stvaraju vozila u kretanju. U gradovima se učinak buke može smanjiti proširenjem kolnika; kada se ulice prošire za 20-40 m, ulična buka se smanjuje za 4-6 dB. Dizajn samih staza, organizacija prijevoza i površina zelenih površina igraju važnu ulogu. Sovjetski stručnjaci smatraju preporučljivim između kolnika i nogostupa stvoriti zeleni pojas širine 10-50 m (ovisno o širini ulice) višegodišnjih nasada. Drveće mora biti listopadno i imati gustu krošnju. Dokazano je da zelene površine smanjuju razinu ulične buke za 8-10 dB. Stambeni objekti moraju biti odmaknuti od nogostupa 15-20 m, a prostor oko njih mora biti uređen. Vrlo je važna orijentacija prostorija unutar stanova: blagovaonica i spavaća soba trebaju biti u najmirnijem dijelu stana. Brojna istraživanja pokazala su ovisnost zdravstvenog stanja o uličnoj buci. Na primjer, autocesta Beograd-Zagreb, izgrađena bez vođenja računa o ekološkoj situaciji, uz koju su smještene stambene zgrade, pogoršava ekološku situaciju u tim gradovima.
U mnogim gradovima diljem zemlje sve ili samo dio autocesta se prebacuju pod zemlju, čime se čuvaju stotine hektara slobodnog zemljišta, a ljudi se rješavaju buke. Prijedlog izgradnje beogradske podzemne željezničke stanice bio je izuzetno pravovremen.
Do zanimljivog otkrića došla je skupina rumunjskih inženjera koji su, kako bi smanjili buku, izradili dizajn prozora s dvostrukim ostakljenjem, pri čemu je unutarnje staklo nekoliko puta deblje od vanjskog. S takvim ostakljenjem intenzitet buke se smanjuje za 2 puta. Jasno je da je za stvaranje akustične udobnosti potrebna koordinacija pri izradi arhitektonskih, prometnih i drugih projekata.

Zagađenje bukom– ovo je jedan od najhitnijih ekoloških problema modernih velegradova. Svake godine razina buke u velikim gradovima neumoljivo raste. Prije svega, to je zbog povećanja broja vozila. Nije tajna da je utjecaj buke na ljudsko zdravlje vrlo jak. Danas je preko 60% ljudi koji žive u velegradovima svakodnevno izloženo pretjeranim zvučnim, infrazvučnim i ultrazvučnim utjecajima. Posebno je štetna buka noću. Zagađenje bukom može dovesti do razvoja mnogih bolesti.

Kako bi se stanovništvo zaštitilo od buke, WHO predlaže uvođenje niza mjera. Među njima:

zabrana popravaka i građevinskih radova od 23.00 do 7.00 sati;

zabrana pojačane glasnoće na televizorima, stereo uređajima, radijima i drugim uređajima za reprodukciju i pojačavanje zvuka (Ovo se pravilo ne odnosi samo na privatne kuće, već i na automobile i otvorene javne ustanove smještene u blizini stambenih zgrada).

Zaštita od buke najpotrebnija je za bolnice, klinike, ambulante, sanatorije, kuće za odmor, pansione, pansione za djecu, domove za starije i nemoćne osobe, za hotele, studentske domove, kao i predškolske, školske i druge odgojno-obrazovne ustanove.

Standardi buke. 2010. Regionalni ured WHO-a za Europu objavio je Smjernice o noćnoj buci u Europi. Ovaj dokument sadrži najnovije podatke o opasnostima buke (osobito noćne buke) za ljudsko zdravlje i odražava preporuke o najvećim dopuštenim razinama buke. Grupa istraživača, koja se sastoji od 35 znanstvenika: liječnika, akustičara i članova Europske komisije, otkrila je da barem jedan od pet Europljana trenutno pati od povećane izloženosti buci noću.

Prema standardima koje je odobrila SZO, standardi buke noću nisu veći od 40 decibela. Ova razina buke obično se promatra u stambenim područjima tihih područja. Kod najmanjeg prekoračenja ovog standarda buke, stanovnici mogu imati manje zdravstvene probleme: na primjer, nesanicu.

Razina buke na prometnoj gradskoj ulici obično je veća od 55 decibela. Ostane li osoba dulje vrijeme u uvjetima tako jakog zagađenja bukom, moguće je da će joj se povećati krvni tlak i poremetiti rad srca. Nažalost, komisija WHO-a je utvrdila da je svaka peta osoba u Europi svakodnevno izložena buci većoj od 55 decibela.

Učinak buke. Dugotrajni život ili boravak u uvjetima povećanog zagađenja bukom gotovo zajamčeno dovodi do problema sa sluhom i spavanjem. Poznato je da živčani sustav osobe koja spava i dalje reagira na zvukove. Kao rezultat toga, visoke razine buke (osobito noću) mogu s vremenom izazvati mentalne poremećaje kod ljudi. Prvi simptomi negativnog utjecaja buke na psihu su razdražljivost i poremećaj sna.

Zagađenje bukom ne samo da kod čovjeka može razviti neku vrstu bolesti, već može izazvati i preranu smrt. Na primjer, buka aviona noću neizbježno dovodi do skokova krvnog tlaka, a malo je vjerojatno da će se ljudsko srce moći prilagoditi takvim ekstremnim uvjetima i trajati mnogo godina. Najopasniji utjecaj buke je u trenucima kada čovjek zaspi i budi se. Na primjer, znanstvenici su dokazali da je povećana razina buke iz zrakoplova izuzetno opasna rano ujutro: u ovo doba dana uzrokuje ubrzanje otkucaja srca.

Rizične skupine. Stupanj utjecaja buke na ljude nije isti: jednih jače utječe na zdravlje, a drugih manje na dobrobit. Skupine stanovništva koje su najosjetljivije na zagađenje bukom uključuju djecu; osobe s kroničnim bolestima; starije osobe; ljudi koji rade naizmjenično u noćnim i dnevnim smjenama; stanovnici kuća bez zvučne izolacije u 24-satnim prometnim područjima.

Zaštita od buke. Svjetska zdravstvena organizacija je došla do zaključka da se protiv buke treba boriti sveobuhvatno: smanjenjem broja izvora buke i istovremeno smanjenjem razine buke očuvanih objekata.

Kako bi se poboljšala učinkovitost kontrole buke, Europska unija pozvala je zemlje da mapiraju područja s najvišim razinama zagađenja bukom i usmjere svoje napore u kontroli buke na te lokacije. Metoda podjele na zone omogućit će vam odabir optimalne metode zaštite od buke u određenom području i pokazat će koja područja trebaju hitnu pomoć u borbi protiv zvučnog zagađenja.

Jedan od suvremenih načina zaštite od buke je postavljanje zastora za prigušivanje buke uz autoceste, kao i udaljavanje prometnih pravaca od školskih zgrada, vrtića i zdravstvenih ustanova.

U područjima s visokom razinom buke dopuštene su samo uredske prostorije, jer su noću prazne.

Drugi način borbe protiv štetnog djelovanja buke je projektiranje stanova tako da prozori spavaćih soba budu okrenuti prema dvorištu. Osim toga, poboljšana zvučna izolacija prozora i vrata pridonosi zaštiti od buke. Samo pazite da ova zvučna izolacija ne utječe na ventilaciju prostorije.

Ciljevi lekcije

1. Opće obrazovanje

Jačanje ekološkog fokusa bioloških znanja; davanje informacija učenicima o zagađenju okoliša bukom i njezinom utjecaju na čovjeka.

Stjecanje znanja etičkog, humanitarnog karaktera od strane učenika, koja čine osnovu njihovog svjetonazora.

Poučavanje učenika za samostalno stjecanje znanja u grupnom obliku organiziranja kognitivne aktivnosti.

Studenti svladavaju osnove metodologije znanstvenih spoznaja.

2. Razvojni

Razvoj kognitivnog interesa.

Razvijanje logičkog mišljenja (analiza, usporedba, generalizacija, definiranje i objašnjenje pojmova).

Raznovrsni razvoj osobnosti: trening pamćenja, zapažanja, poticanje kognitivnog interesa, kreativnosti, vještine analize problema i načina za njihovo rješavanje.

Razvijanje vještina primjene bioloških znanja u praksi.

3. Odgojni zadaci

Poticanje ekološke pismenosti, osjećaja kolektivizma, formiranje i razvoj moralnih kvaliteta učenika.

Nastavne metode

Djelomično pretraživanje (provođenje samostalnog istraživanja, poslovna igra).

Verbalni (heuristički razgovor s elementima samostalnog rada).

Likovno-figurativni (tablice, ilustracije, preslušavanje snimaka buke, ulomci iz književnih djela).

Vrsta lekcije: učenje novog gradiva.

Oblici organizacije kognitivne aktivnosti: individualni i grupni.

Oprema: audio snimač, audio kaseta sa snimkom djela E. Griega „Jutro“, s bukom prirodnog i antropogenog podrijetla; informativni listovi za samostalni rad učenika; tablice, plakate i crteže na temu lekcije; mehanički sat i ravnalo.
Na prethodnom satu dvoje učenika ima zadatak provesti anketu među učenicima devetog razreda kako bi saznali njihov stav prema prirodnoj buci (pitanje: „Kako se osjećate zbog prirodne buke?“). Prije početka lekcije razred je podijeljen u četiri grupe; Na stolu svakog učenika nalazi se informator, mehanički sat i ravnalo.

TIJEKOM NASTAVE

1. Uvod nastavnika

Svira tiha glazba. Učiteljica čita ulomke iz pjesama o Zemlji – planetu životinja, biljaka i ljudi, planetu čiji je sastavni dio i glavni neprijatelj čovjek.

Mi smo mala djeca jedne velike naravi,
S njom dijelimo sreću i nedaću,
Mi i ona imamo istu sudbinu.

Moj planet je ljudski dom,
Ali kako ona može živjeti pod zadimljenom kapom,
Gdje je oluk ocean
Gdje je sve priroda uhvaćena u zamku?
Gdje nema mjesta ni za rodu ni za lava.
Gdje trava ječi: "Ne mogu više!"

(Razgovor sa studentima o aktualnosti problematike zaštite okoliša.)

O čemu govore ovi odlomci?

Problem onečišćenja okoliša previše je složen i višestruk da bismo ga pokušavali proučavati u nastavi. Stoga ćemo se ograničiti na mali dio toga i upoznati se s jednom od vrsta zagađivača okoliša. Ali pokušajte odrediti koji slušajući ulomak iz priče B. Vasiljeva "Ne pucajte u bijele labudove". ( Slušanje ulomka uz glazbu E. Griega. Odgovori učenika.)

Buka općenito dobiva malo pozornosti u medijima i mnogi je ne smatraju zagađivačem zraka. Ali je li to stvarno tako? To ćemo saznati u današnjoj lekciji. ( Postavljanje ciljeva lekcije. Učenici predlažu ciljeve lekcije, a nastavnik prikazuje odgovarajuće natpise.)

1. Proučiti buku kao jedan od zagađivača okoliša.
2. Prepoznati utjecaj buke na ljudski organizam.
3. Uspostaviti vezu između zaštite okoliša i zaštite zdravlja.

Neka naš današnji moto budu riječi pisca B. Vasilieva: “Moram to sam shvatiti, a da bih to sam shvatio, moram zajedno razmišljati.”

Moto je ispisan na ploči. Učitelj objašnjava pravila korištenja informativnog lista. Informativni listić zalijepljen je u radnu bilježnicu, na njemu učenici zapisuju temu lekcije, glavne pojmove teme, popunjavaju tablicu i zapisuju domaću zadaću.

2. Učenje novog gradiva

Vrste buke i njihov učinak na ljudska osjetila

U frontalnom razgovoru sa studentima, na temelju znanja koje su prethodno stekli iz kolegija fizike, precizira se pojam buke kao slučajne mješavine zvukova različite visine (frekvencije) te se daje klasifikacija buke (prirodna i antropogena). Prilikom slušanja buke i tijekom frontalnog razgovora otkriva se učinak buke na ljudsko tijelo (na psihičke procese).

Tijekom rada popunjavaju se stupci tablice radne stranice informativnog lista.

INFORMACIJSKI LETAK

Tema lekcije. Utjecaj buke na ljudski organizam

Novi termin:__________________________

Područje ekologije na sjecištu bioakustike i humane ekologije, koje se bavi prirodnim i umjetnim zvukovima koji utječu na ljudsku psihu i zdravlje, kao i na stanje i stabilnost ekosustava.

Nastavnik sažima dobivene podatke i navodi razred na zaključak o opće blagotvornom djelovanju prirodne buke na ljudski organizam.

Što mislite, što čini pozadinsku buku u modernom gradu?

Preslušava se audio zapis gradske buke i raspravlja se o sljedećim pitanjima:

– je li vam se svidjela ova noise simfonija;
– kako objašnjavate svoj odnos prema tim zvukovima;
– kakve buke ima više na snimci i zašto?

Nastavnik navodi razred na zaključak da buka različito utječe na ljude: njihov učinak ovisi o podrijetlu buke, jačini zvuka, dobi i zdravstvenom stanju osobe te uvjetima okoline.

Jačina buke ovisi o izvoru i mjeri se u relativnim jedinicama - decibelima: 1 dB = 10 log(P1/P2), gdje je predznak decimalnog logaritma omjer akustičke snage buke. Buka može varirati u glasnoći od 0 dB (najtiši zvučni zvuk) do preko 160 dB. Zvukovi su glasniji od 120 dB, tj. zvukovi koji su trilijun puta glasniji od najtiših zvučnih zvukova uzrokuju bol. Percepcija zvuka također ovisi o visini tona. Glasni, visokofrekventni zvukovi najviše oštećuju vaš sluh (i uzrokuju najveći stres). Tablica prikazuje tipične ili maksimalne razine buke iz različitih izvora.

Koristeći tablicu postavljenu na ploču, učenici odgovaraju na sljedeća pitanja:

– zašto su šaputanje i listanje novina bezopasni za čovjeka;
– kako biste ocijenili razinu buke tijekom školskog dana (nastava i odmor) sa stajališta utjecaja na organizam;
– koji se zaključci mogu izvući na temelju podataka u tablici?

Stol. Razine glasnoće zvuka iz različitih izvora

Promjene u slušnom sustavu pod utjecajem glasnih zvukova

Predlažem da odgovorite na pitanje: "Koji organ prije svega reagira na pretjeranu buku?"

Prema statistikama, danas 20 od 150 milijuna Rusa pati od gubitka sluha. Skupina znanstvenika ispitivala je mlade koji često slušaju glasnu modernu glazbu. Kod 20% dječaka i djevojčica koji su pretjerano voljeli rock glazbu sluh je bio smanjen na isti način kao i kod 85-godišnjaka.

U skupinama se provodi ispitivanje slušne oštrine (zadatak iz informativnog lista). Učitelj najprije anketom identificira one koji vole slušati glasnu glazbu sa slušalicama, mirnu glazbu i one koji vole tišinu te se utvrđuje njihova oštrina sluha.

Određivanje oštrine sluha

Oštrina sluha je minimalna glasnoća zvuka koju subjektovo uho može osjetiti.

Oprema: mehanički sat, ravnalo.

Radni postupak

1. Približite sat sebi dok ne čujete zvuk. Izmjerite udaljenost od uha do sata u centimetrima.
2. Prislonite sat uz uho i odmaknite ga od sebe dok zvuk ne nestane. Ponovno odredite udaljenost do sata.
3. Ako se podaci podudaraju, to će biti približno točna udaljenost.
4. Ako se podaci ne podudaraju, tada za procjenu čujne udaljenosti trebate uzeti aritmetičku sredinu dvaju mjerenja.

Evaluacija rezultata ispitivanja

Normalan sluh bi bio takav da se otkucaji sata prosječne veličine čuju na udaljenosti od 10-15 cm.

Brojevi se zapisuju na ploču, analiziraju, nakon čega učenici odgovaraju na pitanje: „Koje se promjene događaju u slušnom aparatu pod utjecajem glasnih zvukova?“

Pomoću tablice „Analizator sluha“ učenici govore o pretvorbi zvučnih signala u električne signale, ističu promjene koje nastaju u slušnom aparatu tijekom duljeg izlaganja glasnim zvukovima:

– stalnim rastezanjem bubnjića opada njegova elastičnost pa je potrebna velika glasnoća zvuka da bi počeo vibrirati, tj. smanjuje se osjetljivost slušnog analizatora;

– slušni receptori su oštećeni.

Utjecaj buke na ljudski organizam

Ali jesu li samo slušni organi pogođeni bukom?

Učenici se potiču da saznaju čitajući sljedeće izjave o buci istaknutih znanstvenika.

1. Buka uzrokuje prerano starenje. U trideset od stotinu slučajeva buka skraćuje životni vijek ljudi u velikim gradovima za 8-12 godina.

2. Svaka treća žena i svaki četvrti muškarac pate od neuroza uzrokovanih povećanom bukom.

3. Dovoljno jak šum nakon 1 minute može izazvati promjene u električnoj aktivnosti mozga, koja postaje slična električnoj aktivnosti mozga u bolesnika s epilepsijom.

4. Bolesti kao što su gastritis, čir na želucu i crijevu najčešće se nalaze kod ljudi koji žive i rade u bučnim okruženjima. Za pop glazbenike čir na želucu je profesionalna bolest.

5. Buka deprimira živčani sustav, posebno kada se ponavlja.

6. Pod utjecajem buke dolazi do trajnog smanjenja frekvencije i dubine disanja. Ponekad se javlja srčana aritmija i hipertenzija.

7. Pod utjecajem buke mijenja se metabolizam ugljikohidrata, masti, bjelančevina i soli, što se očituje u promjenama biokemijskog sastava krvi (smanjuje se razina šećera u krvi).

Kratak zaključak iz rasprave: prekomjerna buka (iznad 80 dB) ne utječe samo na organe sluha, već i na druge organe i sustave (krvožilni, probavni, živčani itd.), vitalni procesi su poremećeni, energetski metabolizam počinje prevladavati nad plastičnim, što dovodi do preranog starenja organizma.

Rasprava o podacima socioloških istraživanja

Dva učenika iz vašeg razreda provela su istraživanje u obliku sociološke ankete kako bi utvrdili učinak dugotrajne buke na mentalne procese učenika devetog razreda. Dajem im riječ.

Prvi student iznosi podatke ankete iz kojih proizlazi da dugotrajna buka dovodi do pritužbi na umor, gubitak pamćenja, smanjenu pažnju, gubitak sposobnosti, povećanu razdražljivost, poremećaj sna i opću slabost. Priča je popraćena demonstracijom šarenog kružnog grafikona, gdje su svi podaci prikazani u postocima.

Prema drugom učeniku, izloženost buci može postupno dovesti do psihičke bolesti. Ilustracije radi, na ploču su obješene “ljestve” složene u harmoniku, koje se tijekom priče postupno razvijaju.

Mjere zaštite ljudi od izloženosti buci

Dakle, buka je štetna. “Buka je spori ubojica”, kažu američki stručnjaci. Ali je li moguće smanjiti njegov utjecaj na žive organizme, uključujući i ljude? Što svatko od nas može učiniti?

Rad u skupinama (organizacijska igra) - izrada projekata zaštite ljudi od izloženosti buci na različitim društvenim razinama.

Grupa I. Ja sam laik (dopis laiku).

Grupa II. Ja sam gradonačelnik grada.

III skupina. Ja sam arhitekt.

IV skupina. Ja sam direktor velikog pogona.

Grupe izrađuju projekte na whatmanu, vješaju ih na ploču i brane.

3. Zaključak

Više puta ćemo na satu razgovarati i razmišljati o posljedicama ljudskog djelovanja na prirodu i nas same. Želio bih se nadati da današnji razgovor nije prošao nezapaženo za vas. Problema utjecaja buke na okoliš jedva da smo se dotakli, a taj je problem jednako složen i višestruk kao i problem utjecaja buke na čovjeka o kojem smo govorili. Samo čuvajući prirodu od štetnih posljedica našeg djelovanja možemo spasiti sami sebe.

Ako nam je suđeno da dišemo isti zrak,
Ujedinimo se svi zauvijek,
Spasimo svoje duše
Tada ćemo i mi sami preživjeti na Zemlji.

N. Starshinov

Kakve ste zaključke izvukli za sebe nakon današnjeg razgovora? ( Čuju se odgovori učenika.)

4. Provjera asimilacije novog materijala pomoću samoanalize

Tijekom sata smo razmišljali zajedno, ali u isto vrijeme svatko je radio pojedinačno. A sada morate ocijeniti svoje aktivnosti u razredu.

Nastavnik objašnjava učeniku kako popuniti listić za samoprocjenu znanja, zatim mu pušta audio zapis zvukova prirode, a učenici ocjenjuju svoj rad.

LISTIĆ ZA SAMOVREDNOVANJE UČENIKA

BUKA KAO EKOLOŠKI ČIMBENIK

Cilj rada: upoznavanje sa karakteristikama buke i značajkama njezina utjecaja na ljudski organizam, sa značajkama mjerenja i normalizacije parametara buke, kao i s metodama procjene buke u prirodnim uvjetima okoliša.

Teorijski dio

1. Zvuk i njegove glavne karakteristike

Svako narušavanje stacionarnog stanja određenog medija dovodi do valnih procesa. Mehaničke vibracije srednjih čestica u frekvencijskom području 20 – 20000 Hz percipira ljudsko uho i nazivaju se zvučni valovi. Fluktuacije okoline s frekvencijama ispod 20 Hz zvan infrazvuk, te vibracije s frekvencijama iznad 20.000 Hz– ultrazvuk. Valna duljina zvuka l vezano uz frekvenciju f i brzina zvuka s ovisnošću: l =c/f . Nestacionarno stanje medija tijekom širenja zvučnog vala karakterizira zvučni tlak ( P ), koja se shvaća kao srednja kvadratna vrijednost odstupanja tlaka u mediju tijekom širenja zvučnog vala od tlaka u neporemećenom mediju, mjereno u paskalima ( Godišnje Prijenos energije ravnim zvučnim valom kroz jediničnu površinu okomitu na smjer širenja zvučnog vala karakterizira intenzitet zvuka (gustoća toka zvučne snage), W/m2: , (1)

Gdje P – zvučni pritisak, Godišnje; r – specifična gustoća medija, g/m 3; c – brzina širenja zvučnog vala u određenom mediju, m/s. Brzina prijenosa energije jednaka je brzini širenja zvučnog vala.

Ljudski slušni organi sposobni su zamijetiti zvučne vibracije u vrlo širokim rasponima promjena intenziteta i zvučnog tlaka. Na primjer, s frekvencijom zvuka 1 kHz Prosječni prag osjetljivosti ljudskog uha (prag sluha) odgovara vrijednostima zvučnog tlaka i intenziteta zvuka: P0 = 2∙10 -5 Godišnje I ja 0 = 10 -12 W/m2, a prag boli (prekoračenje kojeg može dovesti do fizičkog oštećenja slušnih organa) odgovara vrijednostima P b = 20 Godišnje I ja b = 1 W/m2. Količine P0 I ja 0 u zvučnoj tehnici prihvaćaju se kao standardne (referentne) veličine. Prema Weber-Fechnerovom zakonu, nadražujući učinak zvuka na ljudsko uho proporcionalan je logaritmu zvučnog tlaka, stoga se u praksi umjesto apsolutnih vrijednosti intenziteta i zvučnog tlaka koriste njihove relativne logaritamske razine zvuka, izražene u obično se koriste decibeli ( dB): ; , (2)

Gdje ja 0 = 10 -12 W/m2 I P 0 = 2∙10 -5 Godišnje– standardne granične vrijednosti intenziteta i zvučnog tlaka. Za stvarne atmosferske uvjete možemo pretpostaviti da L I = L P = L .

Stvarno polje buke često ne određuje jedan, već više izvora buke. Eksperimentalno utvrđeno pravilo zbrajanja intenziteta zvuka nekoliko izvora izgleda najjednostavnije: . (3) Pravilo za zbrajanje zvučnih tlakova koje stvara nekoliko izvora lako se izvodi iz izraza (1), (3) i kvadratne je prirode:

Pomoću izraza (2) – (4) lako je dobiti pravilo za zbrajanje relativnih logaritamskih razina zvuka. Prema definiciji, relativne logaritamske razine zvuka ja izvor i ukupna razina zvuka određuju se kao

odakle prema tome dobivamo:

. (5) Ukupna razina zvuka može se izraziti na sličan način: .Zamjenom izraza (5) i (4) ovdje redom, dobivamo pravilo za zbrajanje relativnih logaritamskih razina zvuka nekoliko izvora: . (6) U slučaju n identičnih izvora zvuka (Li = L), formula (6) je pojednostavljena: L å = L + 10 lg ( n ) . (7) Iz formula (6) i (7) proizlazi da ako razina jednog od izvora zvuka premašuje razinu drugog za više od 10 dB, tada se zvuk slabijeg izvora može praktički zanemariti, budući da njegov doprinos ukupnoj razini bit će manji od 0,5 dB. Dakle, kada se radi o buci, prvo je potrebno zaglušiti najintenzivnije izvore buke. Osim toga, treba imati na umu da ako postoji više identičnih izvora buke, uklanjanje jednog ili dva od njih ima vrlo mali učinak na ukupno smanjenje razine buke.Važna karakteristika izvora buke je njegova razina zvučne snage. Snaga zvuka W , W, je ukupna količina zvučne energije koju emitira izvor buke po jedinici vremena. . (8) Ako se energija zrači jednoliko u svim smjerovima, a slabljenje zvuka u zraku je malo, tada je pri intenzitetu ja na daljinu r iz izvora buke, njegova se zvučna snaga može odrediti formulom: W=4 str r2I . Po analogiji s logaritamskim razinama intenziteta i zvučnog tlaka, logaritamske razine zvučne snage ( dB): , (9)

Gdje W 0 = ja 0 s 0 = 10 -12 – standardna vrijednost zvučne snage, W; s 0 = 1 m 2.

Distribucija energije buke u audio frekvencijskom području karakterizirana je frekvencijskim spektrom. U praktičnim primjenama, spektar buke pokazuje zvučni tlak ili razine intenziteta (za izvore zvuka, razine zvučne snage) u oktavnim frekvencijskim pojasima karakteriziranim nižim f n i vrh f in granične frekvencije u omjeru f u /f n = 2 i frekvencija geometrijske sredine: f sg = (f n · f in) 0,5 . Geometrijske srednje frekvencije susjednih oktavnih pojaseva odgovaraju standardnom binarnom nizu, uključujući 10 vrijednosti: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 Hz.

2. Značajke subjektivne percepcije zvuka

Percepcija zvuka od strane ljudskog uha vrlo snažno i nelinearno ovisi o njegovoj frekvenciji. Značajke subjektivne percepcije zvuka grafički su ilustrirane pomoću krivulja jednake glasnoće na sl. 1. Svaka krivulja na Sl. 1 karakterizira razine zvučnog tlaka na različitim frekvencijama koje percipira ljudsko uho s istom razinom glasnoće ( L N ).

Riža. 1. Krivulje jednake glasnoće

Relativna logaritamska razina glasnoće procjenjuje se pomoću posebnih jedinica - pozadina. Za određivanje razine glasnoće proizvoljne točke N u polju za crtanje na sl. 1, nacrtajte krivulju jednake glasnoće kroz ovu točku (kao što je prikazano isprekidanom linijom na slici 1) i odredite razinu zvučnog tlaka ( L P * ) na kojoj ova krivulja siječe frekvencijsku liniju na 1000 Hz. Numerička vrijednost razine zvučnog tlaka dobivena na ovaj način, izražena u dB, i odredit će brojčanu vrijednost razine glasnoće, izraženu u pozadina, tj.: .Fizički uređaj za mjerenje razine zvučnog tlaka (objektivni fizički parametar) – “ mjerač razine zvuka» – tehnički jednostavno izvedivo. Za procjenu razine glasnoće (parametar koji osoba subjektivno percipira), potrebno je, kao što slijedi iz crteža na Sl. 1, prilagodite postupak mjerenja u mjeraču razine zvuka tako da kada se razina zvučnog tlaka promijeni u skladu s jednom od krivulja jednake glasnoće, njegova očitanja ostanu nepromijenjena i jednaka razini zvučnog tlaka na frekvenciji od 1000 Hz. To jest, za proizvoljnu krivulju jednake glasnoće (na primjer, prikazanu isprekidanom linijom na slici 1), potrebno je da se ispuni sljedeći uvjet: Nije moguće izvršiti preciznu korekciju korištenjem relativno jednostavnih tehničkih sredstava. Stoga se praktički izvediva korekcija provodi približno. Za procjenu razine glasnoće moguće je nekoliko vrsta korekcije očitanja mjerača razine zvuka. Ispravak koji se najčešće koristi naziva se ispravak tipa A . Dakle, ispravljene razine zvučnog tlaka dobivene pomoću fizičkog mjerača razine zvuka (tj. koji radi u načinu ispravljanja tipa) A ) i uzeti kao procjene razina glasnoće koje osoba subjektivno percipira, definiraju se kao (10)

i zovu se razine zvuka, mjerene u posebnim jedinicama dBA.

Iz navedenog možemo izvući sljedeći zaključak: ako se bilo koja od krivulja jednake glasnoće za tonski zvuk podvrgne korekciji A , tada kao rezultat dobivamo vrijednost konstantne razine zvuka (in dBA), približno (točna korekcija je praktički nemoguća) koja odgovara razini glasnoće ΔL N data krivulja, izražena u jedinicama glasnoće ( pozadina), tj. možete očitati razine zvuka L A približna procjena subjektivne percepcije buke u obliku razine glasnoće L N : .

3. Djelovanje buke na ljudski organizam

Buka U obzir dolazi svaki zvuk koji negativno djeluje na ljudski organizam. Ovisno o intenzitetu i trajanju djelovanja buke na ljudski organizam, dolazi do smanjenja osjetljivosti slušnih organa, izraženog u obliku privremenog pomaka praga sluha (donja krivulja na slici 1). Kao rezultat ovog pomaka u pragu osjetljivosti slušnog aparata, osoba počinje imati poteškoća u slušanju tihih zvukova. U pravilu se prag osjetljivosti vraća nakon određenog (relativno kratkog) vremenskog intervala. Međutim, pri visokom intenzitetu i trajanju izloženosti buci moguć je nepovratan gubitak osjetljivosti ljudskog slušnog aparata (gubitak sluha). Redovita dugotrajna izloženost osobe intenzivnoj buci (s razinom većom od 80 dBA) obično prije ili kasnije dovodi do djelomičnog ili čak potpunog gubitka sluha. Istraživanja pokazuju da je nagluhost trenutno jedna od vodećih profesionalnih bolesti i ima tendenciju daljnjeg porasta.Utjecaj buke na organizam nije ograničen samo na izravan učinak na organe sluha. Zvučna stimulacija se prenosi kroz živčani sustav slušnih organa do središnjeg i autonomnog živčanog sustava i preko njih može utjecati na unutarnje organe osobe, uzrokujući značajne promjene u njihovom stanju. Dakle, buka može imati utjecaj na ljudsko tijelo u cjelini. Ovu činjenicu potvrđuje činjenica da je statistika općeg morbiditeta radnika u bučnim djelatnostima veća za 10 - 15 %. Utjecaj na autonomni živčani sustav očituje se već pri niskim razinama zvuka (40 - 70 dBA) i ne ovisi o subjektivnoj percepciji buke od strane osobe. Od autonomnih reakcija najizraženiji su poremećaj periferne cirkulacije kao posljedica suženja kapilara kože i sluznice te povišeni krvni tlak (na razini zvuka iznad 85 dBA). Utjecaj na središnji živčani sustav čovjeka uzrokuje produljenje vremena vizualno-motornih reakcija, remeti bioelektričnu aktivnost mozga uz moguću pojavu općih funkcionalnih promjena u tijelu (pri razinama zvuka iznad 50 - 60 dBA), a također se događaju biokemijske promjene u strukturama mozga. Buka može imati psihički utjecaj na osobu, počevši od razine zvuka od 30 dBA. Utjecaj na ljudsku psihu raste s povećanjem intenziteta zvuka, kao i sa smanjenjem propusnosti frekvencijskog spektra buke.Kod pulsirajuće i nepravilne buke stupanj njihova utjecaja raste. Promjene u stanju središnjeg i autonomnog živčanog sustava nastaju puno ranije i pri nižim razinama buke.Simptomi „bolesti buke“ uključuju: smanjenu osjetljivost sluha, promjene u probavnim funkcijama (niska kiselost), kardiovaskularno zatajenje, neuroendokrini poremećaji. Pod utjecajem buke smanjuje se pozornost i razina pamćenja, javlja se povećani umor, a mogu se javiti i glavobolje.

4. Regulacija buke

Na temelju prirode spektra buka se dijeli na širokopojasnu i tonalnu. Širokopojasni šum ima kontinuirani frekvencijski spektar širine manje od jedne oktave. Spektar tonske buke sadrži izražene diskretne tonove, određene mjerenjima u frekvencijskim pojasima od jedne trećine oktave s razinom zvučnog tlaka koja premašuje susjedne pojaseve za najmanje 10 dB.Prema vremenskim karakteristikama buka se dijeli na stalnu buku čija se razina zvuka tijekom 8-satnog radnog dana mijenja za najviše 5 dBA pri mjerenju na vremenskoj karakteristici "sporog" mjerača razine zvuka i nekonstantne buke koja ne zadovoljava ovaj uvjet. Nekonstantna buka se pak dijeli na sljedeće vrste:

• vremenski promjenjivi šumovi, čija se razina zvuka neprestano mijenja tijekom vremena;
• isprekidani šumovi, čija se razina zvuka mijenja postupno (za 5 dBA i više), a trajanje intervala tijekom kojih razina ostaje konstantna je najmanje 1 S;
• impulsni šum, koji se sastoji od jednog ili više zvučnih signala, od kojih svaki traje manje od 1 S, dok su razine zvuka unutar dBA I dBA(ja) , mjereno na vremenskim karakteristikama “ polako"I" puls” mjerač razine zvuka, razlikuju se najmanje 7 dBA.

Za procjenu nepostojane buke, koncept ekvivalentne razine zvuka LAe (u smislu energije udara), izražen u dBA i predstavlja razinu zvuka takve stalne širokopojasne buke, čiji intenzitet tijekom razmatranog vremenskog intervala ( T ) ima istu prosječnu vrijednost kao dani vremenski promjenjivi šum: ,

Gdje L A ( t ) – trenutne vrijednosti zvučnog tlaka i razine zvuka vremenski promjenjive buke. Vrijednosti L A uh može se mjeriti pomoću automatskih integriranih mjerača razine zvuka tijekom određenog razdoblja T.

Normalizirani parametri buke su: za stalna buka– razine zvučnog tlaka L P (dB) u oktavnim frekvencijskim pojasima s geometrijskim srednjim frekvencijama od 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 i 8000 Hz; Osim toga, za približnu procjenu stalne širokopojasne buke na radnim mjestima dopušteno je koristiti razinu zvuka L A , izraženo u dBA;Za isprekidana buka(osim pulsa) – ekvivalentna razina zvuka L Ae (po energiji udarca), izraženo u dBA, predstavlja razinu zvuka takve stalne širokopojasne buke koja utječe na uho s istom zvučnom energijom kao stvarna, vremenski promjenjiva buka tijekom istog vremenskog razdoblja; za impulsni šum– ekvivalentna razina zvuka L Ae , izraženo u dBA, i maksimalnu razinu zvuka L A max V dBA(ja), mjereno na vremenskoj karakteristici "impulsa" mjerača razine zvuka. Dopuštene vrijednosti parametara buke na radnim mjestima regulirane su GOST 12.1.003-83* "Buka. Opći sigurnosni zahtjevi” i SN 3223-85 “Sanitarni standardi za dopuštene razine buke na radnom mjestu”. Dopuštene vrijednosti parametara buke utvrđuju se ovisno o vrsti posla koji se obavlja (radna mjesta) i prirodi buke. Za poslove koji se odnose na kreativne, upravljačke, znanstvene aktivnosti ili zahtijevaju povećanu pažnju, koncentraciju, slušnu kontrolu, predviđene su niže razine buke. U nastavku su navedene karakteristične vrste poslova koje se razlikuju tijekom standardizacije, uz naznaku rednog broja. Kreativni, znanstveni rad, obuka, dizajn , projektiranje, razvoj, programiranje Administrativno-menadžerski poslovi koji zahtijevaju koncentraciju, analitički poslovi u laboratoriju Dispečerski poslovi koji zahtijevaju govornu komunikaciju telefonom, u sobama za informatičku obradu podataka, u preciznim montažama, u daktilografima Rad u prostorijama za praksu bučnih računalnih jedinica povezanih s nadgledanjem i daljinskim upravljanjem procesima bez govorne komunikacije putem telefona; rad u laboratorijima s bučnom opremom.Sve vrste poslova osim onih navedenih u st. 1 – 4. Za širokopojasni šum u tablici. 1 prikazuje dopuštene razine zvučnog tlaka L P u oktavnim frekvencijskim pojasima s geometrijskim srednjim frekvencijama f sg , razine zvuka L A (za subjektivnu procjenu glasnoće stalne buke) i ekvivalentne razine zvuka L Ae (za procjenu povremene buke) Za tonalnu i impulsnu buku, kao i za buku koju proizvode klimatizacijske i ventilacijske instalacije u zatvorenim prostorima, dopuštene razine trebaju biti 5 dB ispod onih navedenih u tablici 1 (kada se mjeri na "sporoj" karakteristici mjerača razine zvuka).

stol 1

Prihvatljive razine buke

vrsta posla	Razine zvučnog tlaka L P (dB) u oktavnim frekvencijskim pojasima s geometrijskim srednjim frekvencijama, Hz									Razine zvuka L A , dBA

Za vremenski promjenjivu i povremenu buku, maksimalna razina zvuka ne bi trebala prelaziti 110 dBA.Za impulsnu buku, maksimalna razina zvuka izmjerena na "impulsnoj" karakteristici zvukomjera ne smije prelaziti 125 dBA(I). Prema SN 3077-84 postavljaju se stroži zahtjevi za buku u stambenim prostorijama, javnim zgradama iu stambenim područjima. Na primjer, u učionicama obrazovnih ustanova razine L A I L Ae ne smije prelaziti 40 dBA, a maksimalna razina zvuka je 55 dBA.U svakom slučaju, zabranjen je čak i kratkotrajni boravak ljudi u prostorima s razinom zvučnog tlaka iznad 135 dB u bilo kojem oktavnom pojasu. Zone s razinom zvuka iznad 85 dB moraju biti označeni sigurnosnim znakovima; Radnici u takvim prostorima trebaju imati osobnu zaštitnu opremu.

5. Značajke širenja zvuka u atmosferi

Razina zvuka ( dB) stvoren točkastim izvorom na daljinu r (m) od njega u homogenoj okolini bez apsorpcije i daleko od ikakvih prepreka, određuje se formulom: , (11)

Gdje L W – relativna logaritamska razina zvučne snage izvora (formula (9)); f – faktor usmjerenosti emisije zvuka iz izvora u odnosu na kontrolnu točku (za točkaste izvore zvuka razmatrane u ovom radu, f= 1); Ω – čvrsti (prostorni) kut zračenja zvuka iz izvora, oženiti se; Δ L V – dodatno prigušenje razine zvuka uzrokovano apsorpcijom energije zvučnog vala atmosferskim zrakom.

Razina zvučnog tlaka koju stvara izvor zvuka na promatračkoj točki udaljenoj od izvora ovisi o karakteristikama izvora (emitirani spektar, karakteristike usmjerenosti zračenja), o položaju točke promatranja (kontrolne točke) u odnosu na izvor zvuka i niz drugih parametara. Prostorni kut ( W ) je dio prostora ograničen stožastom plohom. Stožasta ploha u općem slučaju je skup ravnih linija (generatora) u trodimenzionalnom prostoru koji povezuju sve točke određene linije (vodilice) sa zadanom točkom (vrhom). Mjera čvrstog kuta je omjer površine tog dijela površine kugle s proizvoljni radijus r sa središtem u vrhu prostornog kuta, koji siječe stožasta površina zadanog prostornog kuta, na kvadrat polumjera kugle (slika 2): , steradijan (oženiti se). (12) Stožasta površina je predstavljena kao skup ravnih linija ( formiranje) u prostoru koji povezuje sve točke nekog, općenito proizvoljnog, pravca ( vodič) sa zadanom točkom ( vrh), kao što je prikazano na sl. 2.

Ako se izvor zvuka nalazi u slobodnom prostoru i zrači u svim smjerovima (ne nužno jednako), tada će prostorni kut zračenja biti jednak punom prostornom kutu (prostorni kut obuhvaća cijeli prostor): W = 4 str oženiti se.

Kada se izvor zvuka nalazi na određenoj ravnini, na primjer na zemljinoj površini, prostorni kut će uključivati ​​poluprostor i stoga će vrijednost prostornog kuta u ovom slučaju biti 2 str oženiti se.Iz izraza (11), bez uzimanja u obzir vrijednosti Δ L in , slijedi da se razina zvučnog tlaka na kontrolnoj točki smanjuje za 6 dB kada se udaljenost do izvora zvuka udvostruči. Ovo smanjenje zvučnog tlaka naziva se "opadanje geometrijske razine zvuka." U stvarnom okruženju, velika većina izvora zvuka nalazi se u blizini zemljine površine, koja ima određenu refleksiju zvuka. U takvim slučajevima, razina zvuka na kontrolnoj točki bit će određena izravnim i reflektiranim zvučnim valovima (slika 3). Na sl. 3 je naznačeno: r 1 I r 2 – udaljenosti prijeđene izravnim i reflektiranim zvučnim valovima, m; h sh I h k.t. – visina mjesta izvora zvuka i kontrolne točke iznad površine Uzimajući u obzir oznake na Sl. 3 postoji formula za procjenu razine zvuka koji se širi u blizini reflektirajuće površine: , (13) gdje je: f 1 I f 2 – faktori usmjerenosti emisije zvuka iz izvora u smjeru kontrolne točke i u smjeru točke refleksije zvučnog vala od površine (u ovom radu za točkaste izvore buke uzeti su jednaki 1) ; negativan – koeficijent refleksije zvučnog vala od površine (0< negativan < 1, для земной поверхности negativan = 0,37).At h sh £ r 1 / 3 I op ≈ 1, uz malu pogrešku, možemo pretpostaviti da se emisija zvuka javlja izravno s površine. U ovom slučaju se vjeruje r 1 ≈ r 2 ≈ r (Slika 4), f = 0,5(f 1 + f 2)= 1 i W= 2str oženiti se(zračenje zvuka u poluprostor) i kao formula za izračun koristi se formula (11).. Ako h k.t << r , h sh << r I f prosj £ 40/ (h sh h k.t. ) – prosječna frekvencija frekvencijskog pojasa koju emitira izvor, Hz, tada se izravni i reflektirani zvučni valovi zbrajaju u fazi i razina zvučnog tlaka raste za D L dodatno = 3 dB u odnosu na razinu određenu formulom (14). Dodatno prigušenje razine zvuka uzrokovano gubicima zvučne energije u atmosferskom zraku proporcionalno je udaljenosti r (m), prošao zvučni val: , (14)

Gdje b V – koeficijent apsorpcije zvuka u zraku, dB/km. Veličina b V ovisi o frekvenciji zvuka, kao i o temperaturi i relativnoj vlažnosti zraka (u ovom radu se prihvaća b V =5,2 dB/km).

Dodatno prigušenje buke na putu zvučnih valova u okolišu mogu uzrokovati razne prepreke, poput šumskih pojaseva. Ako je visina šumskih sastojina najmanje 5 m, tada se zvuk djelomično reflektira od njega, a djelomično se raspršuje u krošnjama drveća i grmlja. Dodatno prigušenje buke šumskim pojasom može se uzeti u obzir izračunavanjem negativne korekcije formula (11) i (13): D L l.p. = b l.p. b l.p , (15) gdje je: b l.p. – koeficijent prigušenja zvuka pojasom šumskih nasada, dB/m; b l.p – širina šumskog pojasa, m. Koeficijent prigušenja zvuka šumskog pojasa složeno ovisi o vrsti vegetacije i vrsti sadnje, kao i o njegovoj širini. Prosječna vrijednost koeficijenta prigušenja zvuka šumskog pojasa smatra se b l.p. = 0,08 dB/m. Treba, naravno, imati na umu da šumski pojas koji se sastoji od listopadnih plantaža zimi praktički ne slabi razinu zvučnog vala koji prolazi kroz njega. Gore navedene formule omogućuju procjenu razine buke na određenoj udaljenosti od njezinog točkastog izvora. Međutim, u okolišu postoje izvori buke, poput dugih ulica, autocesta, bučnih proizvodnih radionica itd., koji se ne mogu smatrati točkastim izvorima. Takvi izvori buke nazivaju se produženi ili linearni. Razina zvučnog tlaka ( dB) pri udaljavanju na daljinu d od beskonačno dugog linearnog izvora buke u mediju bez apsorpcije smanjuje se za 3 dB kada se udaljenost udvostruči ( d , m) : L k.t. = L* W – 10 lg( d) – 3 , (16) gdje je L * W – relativna logaritamska razina zvučne snage koju emitira dio proširenog izvora duljine 1 m. Razine zvučnog tlaka koje stvaraju pojedini dijelovi linearnih izvora ili produženi izvori konačne duljine na proizvoljno postavljenoj kontrolnoj točki (slika 4) određuju se formulom: . (17) Na sl. 4 je naznačeno: l – duljina proširenog izvora buke, m; d – najkraća udaljenost od prednje strane proširenog izvora buke do kontrolne točke, m; α – kut pod kojim je prošireni izvor buke vidljiv s dane kontrolne točke, radostan; r – udaljenost od sredine proširenog izvora buke do kontrolne točke, m. Ako r > 2l w , tada možemo koristiti formulu (14) s f = 1 i Ω = 2p oženiti se, tj. prošireni izvor u ovom slučaju može se smatrati točkastim izvorom.

Riža. 4. Odrediti razinu zvučnog tlaka u blizini proširenog izvora buke konačne duljine

Na dovoljno velikoj udaljenosti od proširenog izvora buke treba napraviti korekcije u formulama (16) i (17) za apsorpciju zvuka zrakom (formula (14)) i, ako je potrebno, za prigušivanje buke šumskim zaštitnim pojasom (formula (14)).

Praktični dio

1. Uzmite verziju zadatka od nastavnika.

2. Proučite dobiveni zadatak.

3. Klasificirati buku u određenoj situaciji.

4. Odgovarajućim izračunima procijeniti razinu buke u situacijama određenim opcijom zadatka.

5. Na temelju rezultata izračuna konstruirajte grafičke ovisnosti navedene u zadatku.

6. Ocijenite dobivene karakteristike buke za usklađenost sa standardnim razinama.

1) Izvješće mora sadržavati rezultate potrebnih izračuna i grafičke ovisnosti koje prikazuju rezultate izračuna.

2) Na temelju podataka iz zadatka klasificirajte buku koja se proučava (odredite njihovu prirodu).

3) Dati zaključak o usklađenosti proračunskih razina buke na zadanim kontrolnim točkama s normiranim razinama.

Kontrolna pitanja

1. Zvuk i njegove karakteristike.
2. Značajke subjektivne percepcije zvuka ljudskim slušnim organima.
3. Utjecaj buke na ljudski organizam.
4. Značajke buke i njihova klasifikacija.
5. U koju svrhu je uvedena ideja o ekvivalentnoj razini zvuka i što taj parametar predstavlja?
6. Principi regulacije buke.
7. Osobitosti percepcije buke koja dolazi iz više izvora.
8. Predodžba o prostornom kutu unutar kojeg dolazi do emisije zvuka.
9. Koji čimbenici mogu utjecati na razinu percipiranog zvuka koji se širi u atmosferskom zraku.
10. Značajke i razlike između točkastih i proširenih izvora zvuka.
11. Borba protiv buke na radu: imenik / ur. izd. E. Ya. Yudina. M.: Mašinostroenie, 1985. str. 11 – 17, 36 – 57.
12. Zaštita okoliša / Ed. S. V. Belova. M.: Viša škola, 1991. P. 200 – 234.
13. Denisenko G.F. Zaštita i zdravlje na radu. M.: Viša škola, 1985. str. 182 – 193.

Bibliografija

Laboratorijski rad br.4

ODREĐIVANJE UVJETA ZA DISPERZIJU EMISIJA INDUSTRIJSKIH PODUZEĆA

Cilj rada: odrediti razinu onečišćenja atmosferskog zraka iz industrijskih emisija i emisija iz ventilacijskih uređaja.

Teorijski dio

1. Tehnogene emisije i utjecaji na okoliš

Tehnogeno onečišćenje okoliša najočitiji je uzročno-posljedični odnos u sustavu ekosfere: „ekonomija, proizvodnja, tehnologija, okoliš“. To dovodi do degradacije ekoloških sustava, globalnih klimatskih i geokemijskih promjena te štete za ljude i životinje. Na slici 1 prikazana je klasifikacija onečišćenja okoliša izazvana čovjekom.

Riža. 1. Klasifikacija onečišćenja okoliša izazvanih čovjekom

Općenito, po prirodi i razmjerima, kemijsko onečišćenje je najznačajnije, a najveća prijetnja povezana je sa zračenjem. Što se tiče objekata utjecaja, na prvom mjestu je, naravno, osoba. U posljednje vrijeme posebno je opasan ne samo rast onečišćenja, već i njihov ukupni utjecaj, koji često premašuje konačni učinak jednostavnog zbrajanja posljedica.S okolišnog gledišta, svi proizvodi tehnosfere su onečišćenje ili potencijalni zagađivači, čak i oni koji su kemijski inertni, jer zauzimaju prostor u biosferi i postaju balast ekoloških tokova. Većina industrijskih proizvoda s vremenom također postaju zagađivači, predstavljajući "odloženi otpad". Većina onečišćenja okoliša odnosi se na nenamjerna, iako očita, kršenja okoliša. Mnoge od njih su značajne, mnoge je teško kontrolirati i opasne su zbog nepredviđenih učinaka zbog udaljenosti posljedica. Na primjer: umjetne emisije CO 2 ili toplinsko onečišćenje neizbježni su sve dok postoji energija goriva Razmjer otpada modernog čovječanstva i proizvoda tehnosfere je gotovo 160 Gt/godina, od toga oko 10 Gt formiraju masu proizvoda, tj. "odgođen polazak". U prosjeku ih je oko 26 T svih antropogenih emisija godišnje. 160 Gt Otpad se raspoređuje otprilike na sljedeći način: 30% se ispušta u atmosferu, 10% završava u vodenim tijelima, 60% ostaje na površini Zemlje.Kemizacija biosfere sada je dosegla vrlo velike razmjere, što značajno utječe na geokemijski izgled ekosfere. Ukupna masa proizvedenih kemikalija i aktivnog otpada iz cjelokupne kemijske industrije svijeta premašila je 1,5 Gt/godina. Gotovo sav ovaj iznos može se pripisati onečišćenju OS-a. Ali nije samo u masi, već iu raznolikosti i toksičnosti većine proizvedenih kemikalija. U svjetskoj kemijskoj nomenklaturi postoji više od 10 7 kemijskih spojeva, a njihov se broj svake godine povećava za nekoliko tisuća. Međutim, većina korištenih tvari nije procijenjena u smislu njihove toksičnosti i opasnosti za okoliš.

2. Izvori tehnogenih emisija

Svi izvori umjetnih emisija dijele se na organizirane, stacionarne i pokretne. Organizirani izvori opremljeni su posebnim uređajima za usmjereno odvođenje emisija (cijevi, ventilacijska okna, odvodni kanali, oluci i dr.). Emisije iz fugitivnih izvora proizvoljne su. Izvori se dijele i po geometrijskim karakteristikama (točkasti, linearni, derivacijski) te po načinu rada - kontinuirani, periodični, udarni Izvori pretežitoga dijela kemijskog i toplinskog onečišćenja su termokemijski procesi u energetici - izgaranje goriva i s njime povezana toplinska i kemijski procesi i curenja. Glavne reakcije koje određuju emisiju ugljičnog dioksida, vodene pare i topline odvijaju se na sljedeći način:

Ugljik: C + O 2 → CO 2;

Ugljikovodici: C n H m + (n + 0,25 m) O 2 → nCO 2 + 0,5 mH 2 O .

Usput se događaju reakcije koje određuju emisiju drugih onečišćujućih tvari, a povezane su sa sadržajem raznih nečistoća u gorivu, s toplinskom oksidacijom dušika iz zraka te sa sekundarnim reakcijama koje se odvijaju u OS. Sve te reakcije prate rad termoelektrana, industrijskih peći, motora s unutarnjim izgaranjem, plinskih turbina i mlaznih motora, procese u metalurgiji, prženje mineralnih sirovina itd. Najveći doprinos energetski ovisnom onečišćenju okoliša daju termoenergetika i promet Opća slika utjecaja termoelektrane (TE) na okoliš prikazana je na sl. 2. Izgaranjem goriva sva njegova masa prelazi u kruti, tekući i plinoviti otpad. Podaci o emisijama glavnih onečišćujućih tvari u zrak tijekom rada termoelektrana prikazani su u tablici. 1.

stol 1

Specifične emisije u atmosferu tijekom rada termoelektrana kapaciteta 1000 MW na različite vrste goriva, g/kW sat

			Prirodni gas

Količina emisija ovisi o kvaliteti goriva, vrsti ložišta, sustavima neutralizacije emisija i uređajima za sakupljanje prašine i pročišćavanje otpadnih voda. Prosječno u termoenergetskom gospodarstvu goriva za 1 T izgorjelog goriva emitira se u OS oko 150 kg zagađivači.

Riža. 2. Utjecaj termoelektrane na okoliš

1 – kotao; 2 – cijev; 3 – parna cijev; 4 – električni generator; 5 – trafostanica; 6 – kondenzator; 7 – dovod vode za hlađenje kondenzatora; 8 – dovod vode u bojler; 9 – dalekovodi; 10 – potrošači električne energije; 11 - ribnjak

Metalurški procesi temelje se na dobivanju metala iz ruda, gdje se nalaze prvenstveno u obliku oksida ili sulfida, pomoću toplinskih i elektrolitičkih reakcija. Najtipičnije sažete (pojednostavljene) reakcije:

željezo: Fe 2 O 3 + 3C + O 2 → 2Fe + CO + 2CO 2;

bakar: Cu 2 S + O 2 → 2Cu + SO 2;

aluminij (elektroliza): Al 2 O 3 + 2O → 2Al + CO + CO 2.

Tehnološki lanac u crnoj metalurgiji uključuje proizvodnju peleta i aglomerata, koksa, visoke peći, proizvodnju čelika, valjanje, ferolegura, ljevaonicu i druge pomoćne tehnologije. Svi metalurški procesi praćeni su intenzivnim onečišćenjem okoliša (tablica 2). U proizvodnji koksa dodatno se oslobađaju aromatski ugljikovodici, fenoli, amonijak, cijanidi i niz drugih tvari. Crna metalurgija troši velike količine vode. Iako su industrijske potrebe 80-90% zadovoljene sustavima opskrbe recikliranom vodom, unos svježe vode i ispuštanje kontaminirane otpadne vode dostižu vrlo velike količine, odnosno oko 25-30 m 3 i 10-15 m 3 od 1 T proizvodi punog ciklusa. Značajne količine suspendiranih tvari, sulfata, klorida i spojeva teških metala ulaze u vodena tijela s otpadnom vodom.

tablica 2

Emisije plinova (prije čišćenja) iz glavnih faza crne metalurgije

(bez proizvodnje koksa), u kg/t odgovarajući proizvod

	Proizvodnja
	Sinteriranje	Domena	Proizvodnja čelika	Iznajmljivanje

* kg/m2 metalna površina

Obojena metalurgija, unatoč relativno manjim materijalnim tokovima proizvodnje, nije inferiorna u odnosu na crnu metalurgiju u pogledu ukupne toksičnosti emisija. Osim velike količine krutog i tekućeg otpada koji sadrži opasne zagađivače kao što su olovo, živa, vanadij, bakar, krom, kadmij, talij itd., ispuštaju se i mnogi zagađivači zraka. Tijekom metalurške prerade sulfidnih ruda i koncentrata nastaje velika masa sumporovog dioksida. Dakle, oko 95% svih emisija štetnih plinova iz Noriljskog rudarsko-metalurškog kombinata otpada na SO 2, a stupanj njegova iskorištenja prelazi 8%.Tehnologije kemijske industrije sa svim njezinim granama (bazna anorganska kemija, petrokemijska kemija, šuma kemija, organska sinteza, farmakološka kemija, mikrobiološka industrija, itd.) sadrže mnoge suštinski otvorene materijalne cikluse. Glavni izvori štetnih emisija su procesi proizvodnje anorganskih kiselina i lužina, sintetičke gume, mineralnih gnojiva, pesticida, plastike, boja, otapala, deterdženata i krekiranja ulja. Popis krutog, tekućeg i plinovitog otpada iz kemijske industrije ogroman je kako u pogledu mase zagađivača tako i u pogledu njihove toksičnosti. U kemijskom kompleksu Ruske Federacije više od 10 milijuna tona opasni industrijski otpad.Različite tehnologije u proizvodnim djelatnostima, prvenstveno u strojarstvu, uključuju velik broj različitih toplinskih, kemijskih i mehaničkih procesa (ljevaonica, kovanje, strojna obrada, zavarivanje i rezanje metala, montaža, galvanska obrada, obrada boja i lakova itd. ..). Oni proizvode veliku količinu štetnih emisija koje zagađuju okoliš. Zamjetan doprinos ukupnom onečišćenju okoliša daju i različiti procesi koji prate vađenje i obogaćivanje mineralnih sirovina te graditeljstvo.Poljoprivreda i svakodnevni život ljudi koji koriste vlastiti otpad - ostatke i otpadne proizvode biljaka, životinja i ljudi - u biti nisu izvori onečišćenja okoliša, budući da se ti proizvodi mogu uključiti u biotički ciklus. Ali, prvo, suvremene poljoprivredne tehnologije i komunalne usluge karakteriziraju koncentrirano ispuštanje većine otpada, što dovodi do značajnih lokalnih prekoračenja dopuštenih koncentracija organske tvari i pojava kao što su eutrofikacija i onečišćenje vodnih tijela. Drugo, još ozbiljnije, poljoprivreda i svakodnevni život ljudi su posrednici i sudionici u raspršivanju i distribuciji značajnog dijela industrijskog onečišćenja u obliku raspodijeljenih tokova emisija, ostataka naftnih derivata, gnojiva, pesticida i raznih rabljenih proizvoda, smeće – od toaletnog papira do napuštenih farmi i gradova.

Riža. 3. Shema učinaka onečišćenja okoliša

Između svih okoliša postoji stalna izmjena dijela onečišćujućih tvari: teški dio aerosola, plinova, dimnih i prašnih nečistoća iz atmosfere pada na površinu zemlje iu vodena tijela, dio krutog otpada s površine zemlje se ispire. u vodena tijela ili raspršena zračnim strujama. Onečišćenje okoliša utječe na ljude izravno ili biološkom vezom (slika 3). U tehnogenim tokovima onečišćujućih tvari ključno mjesto zauzimaju prijenosni mediji – zrak i voda.

3. Onečišćenje zraka

Sastav, količina i opasnost onečišćivača zraka. Od 52 Gt Više od 90% globalnih antropogenih emisija u atmosferu dolazi od ugljičnog dioksida i vodene pare, koji se obično ne klasificiraju kao zagađivači (o posebnoj ulozi emisija CO 2 govori se u nastavku). Emisije u zrak koje uzrokuje čovjek broje desetke tisuća pojedinačnih tvari. Međutim, najčešćih onečišćivača „velike tonaže“ relativno je malo. To su razne krute čestice (prašina, dim, čađa), ugljikov monoksid (CO), sumporov dioksid (SO 2), dušikovi oksidi (NO i NO 2), razni hlapljivi ugljikovodici (CH x), spojevi fosfora, sumporovodik (H 2 S ), amonijak (NH 3), klor (Cl), fluorovodik (HF). Količine prvih pet skupina tvari s ovog popisa, mjerene u desecima milijuna tona i emitirane u zrak diljem svijeta i Rusije, prikazane su u tablici. 3.

Tablica 3

Emisije u zrak pet glavnih zagađivača u svijetu i Rusiji ( milijuna tona)

	Stacionarni izvori	Prijevoz	Stacionarni izvori		Prijevoz

Najveće onečišćenje zraka uočeno je u industrijskim regijama. Oko 90% emisija dolazi s 10% kopnene površine i koncentrirane su uglavnom u Sjevernoj Americi, Europi i istočnoj Aziji. Posebno je jako onečišćen zračni bazen velikih industrijskih gradova, gdje strujanja topline uzrokovana ljudskim djelovanjem i aerozagađivači, često pod nepovoljnim vremenskim uvjetima (visoki atmosferski tlak i toplinske inverzije), često stvaraju kupole prašine i pojave smoga - otrovne mješavine magle, dima, ugljikovodika i štetnih oksida. Takve situacije popraćene su snažnim prekoračenjima maksimalno dopuštenih koncentracija mnogih onečišćujućih tvari u zraku. Više od 200 gradova u Rusiji, s populacijom od 65 milijuna ljudi doživljavaju stalna prekoračenja maksimalno dopuštenih koncentracija otrovnih tvari. Stanovnici 70 gradova sustavno se susreću s prekoračenjem MPC-a od 10 ili više puta. Među njima su gradovi kao što su Moskva, Sankt Peterburg, Samara, Jekaterinburg, Čeljabinsk, Novosibirsk, Omsk, Kemerovo, Habarovsk. U navedenim gradovima glavni doprinos ukupnoj količini emisija štetnih tvari daju motorna vozila, npr. u Moskvi 88%, u Sankt Peterburgu 71%.Zemljina atmosfera ima sposobnost samopročišćavanja. od zagađivača, zahvaljujući fizičkim i kemijskim procesima koji se u njemu odvijaju te biološkim procesima. Međutim, snaga tehnogenih izvora onečišćenja toliko je porasla da u nižem sloju troposfere, uz lokalno povećanje koncentracije nekih plinova i aerosola, dolazi do globalnih promjena. Čovjek ulazi u ciklus tvari koji je uravnotežen biotom, naglo povećavajući emisiju štetnih tvari u atmosferu, ali ne osiguravajući njihovo uklanjanje. Koncentracija niza antropogenih tvari u atmosferi (ugljikov dioksid, metan, dušikovi oksidi i dr.) ubrzano raste. To ukazuje da je asimilacijski potencijal biote blizu iscrpljenosti Kisele oborine. Sumporni dioksid se prema nizu pokazatelja, prvenstveno u pogledu mase i učestalosti štetnog djelovanja, smatra atmosferskim onečišćivačem broj jedan. Nastaje oksidacijom sumpora sadržanog u gorivu ili u sulfidnim rudama. Zbog porasta snage visokotemperaturnih procesa, pretvorbe mnogih termoelektrana na plin i porasta voznog parka, povećavaju se emisije dušikovih oksida nastalih oksidacijom atmosferskog dušika. Ulazak velikih količina SO i dušikovih oksida u atmosferu dovodi do osjetnog pada pH vrijednosti atmosferskih oborina. To se događa zbog sekundarnih reakcija u atmosferi, što dovodi do stvaranja jakih kiselina - sumporne i dušične. Ove reakcije uključuju kisik i vodenu paru, kao i tehnogene čestice prašine kao katalizatore: 2SO 2 + O 2 + 2H 2 O → 2H 2 SO 4 ; 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3. U atmosferi se pretvara van i niz intermedijarnih proizvoda ovih reakcija. Otapanje kiselina u atmosferskoj vlazi dovodi do "kisele kiše". Kisele oborine vrlo su opasne u područjima s kiselim tlima, mikroflora umire, organska tvar se ispire, vodna tijela rijeka i jezera se zakiseljuju, au ekosustavima dolazi do nepovratnih promjena.Povreda ozonskog omotača. U 1970-ima su se pojavila izvješća o regionalnom padu stratosferskog ozona. Sezonski pulsirajuća ozonska rupa iznad Antarktika s površinom većom od 10 milijuna km 2, gdje se sadržaj O 3 smanjio za gotovo 50% tijekom 1980-ih. Kasnije su se "lutajuće ozonske rupe", iako manje veličine i ne tako značajnog smanjenja, počele opažati zimi na sjevernoj hemisferi, u zonama postojanih anticiklona - iznad Grenlanda, Sjeverne Kanade i Jakutije. Prosječna stopa globalnog pada za razdoblje od 1980. do 1995. godine procjenjuje se na 0,5 - 0,7% godišnje.Budući da je slabljenje ozonskog omotača izuzetno opasno za cjelokupnu kopnenu biotu i za ljudsko zdravlje, ovi podaci privukli su veliku pozornost znanstvenika. , a potom i cijelo društvo. Iznesene su brojne hipoteze o uzrocima oštećenja ozonskog omotača, a većina stručnjaka sklona je vjerovanju da su ozonske rupe porijeklom od čovjeka. Najpotkrijepljenija ideja je da je glavni razlog ulazak u gornje slojeve atmosfere tehnogenog klora i fluora, kao i drugih atoma i radikala koji mogu iznimno aktivno dodati atomski kisik, natječući se na taj način s reakcijom O + O 2 → O 3. Uvođenje aktivnih halogena u gornje slojeve atmosfere posredovano je hlapljivim klorofluorougljicima (CFC) kao što su freoni (mješoviti fluorokloridi metana i etana, na primjer freon-12 - diklorodifluorometan, CF 2 Cl 2), koji, budući da su u normalnim uvjetima inertni i netoksični, raspadaju se pod utjecajem kratkovalnih ultraljubičastih zraka u stratosferi. Nakon što se oslobodi, svaki atom klora sposoban je uništiti ili spriječiti stvaranje mnogih molekula ozona. Klorofluorougljici imaju niz korisnih svojstava koja su dovela do njihove široke upotrebe u rashladnim jedinicama, klima uređajima, aerosolnim limenkama, aparatima za gašenje požara itd. Od 1950. obujam svjetske proizvodnje CFC-a godišnje se povećavao za 7-10% i 80-ih godina iznosio je oko 1 milijuna tona. Nakon toga su doneseni međunarodni sporazumi
obvezujući zemlje sudionice da smanje upotrebu CFC-a. Sjedinjene Američke Države uvele su zabranu korištenja CFC aerosola još 1978. godine. Ali širenje drugih uporaba CFC-a ponovno je dovelo do povećanja globalne proizvodnje. Prijelaz industrije na nove tehnologije za uštedu ozona povezan je s velikim financijskim troškovima.Posljednjih desetljeća pojavili su se i drugi, čisto tehnički načini uvođenja aktivnih razarača ozona u stratosferu: nuklearne eksplozije u atmosferi, emisije nadzvučnih letjelica, lansiranja višekratne rakete i svemirske letjelice. Moguće je, međutim, da dio uočenog slabljenja Zemljinog ozonskog zaslona nije povezan s emisijama koje je uzrokovao čovjek, već sa sekularnim fluktuacijama u aerokemijskim svojstvima atmosfere i neovisnim klimatskim promjenama. Učinak staklenika i klimatske promjene. Tehnogeno onečišćenje zraka u određenoj je mjeri povezano s klimatskim promjenama. Ne govorimo samo o sasvim očitoj ovisnosti mezoklime industrijskih središta i njihove okolice o toplinskom, prašinom i kemijskom onečišćenju zraka, nego i o globalnoj klimi.Od kraja 19.st. do danas postoji tendencija povećanja prosječne temperature atmosfere; u proteklih 50 godina povećao se za otprilike 0,7 °C. To nikako nije malo, s obzirom da je bruto povećanje unutarnje energije atmosfere vrlo veliko - oko 3000 MJ. Nije povezan s povećanjem solarne konstante i ovisi samo o svojstvima same atmosfere. Glavni čimbenik je smanjenje spektralne prozirnosti atmosfere za dugovalno povratno zračenje sa Zemljine površine, tj. jačanje efekta staklenika. Efekt staklenika nastaje povećanjem koncentracije niza plinova - CO 2, CO, CH 4, NO x, CFC-i itd., koji se nazivaju staklenički plinovi. Prema podacima koje je nedavno prikupio Međunarodni panel za klimatske promjene (IPCC), postoji prilično visoka pozitivna korelacija između koncentracije stakleničkih plinova i odstupanja u globalnoj atmosferskoj temperaturi. Trenutačno je značajan dio emisija stakleničkih plinova tehnogenog podrijetla, a trendu globalnog zatopljenja pridaje se velika važnost. Pitanje hoće li se to dogoditi ili ne, više se ne isplati. Prema stručnjacima iz Svjetske meteorološke službe, na trenutnim razinama emisije stakleničkih plinova, prosječna globalna temperatura u sljedećem će se stoljeću povećati po stopi od 0,25 °C za 10 godina. Njegov rast do kraja 21. stoljeća, prema različitim scenarijima, (ovisno o donošenju određenih mjera) može se kretati od 1,5 do 4. °C. U sjevernim i srednjim geografskim širinama zagrijavanje će imati jači utjecaj nego na ekvatoru. Čini se da takav porast temperature ne bi trebao izazvati veliku zabrinutost. Štoviše, moguće zatopljenje u zemljama s hladnom klimom, poput Rusije, čini se gotovo poželjnim. Zapravo, posljedice klimatskih promjena mogu biti katastrofalne. Globalno zatopljenje uzrokovat će značajnu preraspodjelu padalina na planetu. Razina Svjetskog oceana zbog otapanja leda mogla bi porasti za 30 - 40 do 2050. cm, a do kraja stoljeća - od 60 do 100 cm. To će stvoriti opasnost od poplave velikih obalnih područja.Za područje Rusije opći trend klimatskih promjena karakterizira slabo zagrijavanje, prosječna godišnja temperatura zraka od 1891. do 1994. godine. povećan za 0,56 °C. U razdoblju instrumentalnih motrenja najtoplije su bile posljednjih 15 godina, a najtoplija je bila 1999. godina. U posljednja tri desetljeća primjetna je i tendencija smanjenja količine oborine. Jedna od alarmantnih posljedica klimatskih promjena za Rusiju mogla bi biti uništavanje smrznutog tla. Porast temperature u zoni permafrosta za 2–3 °C dovest će do promjene nosivosti tla što će ugroziti razne objekte i komunikacije. Osim toga, rezerve CO 2 i metana sadržane u permafrostu iz otopljenog tla počet će ulaziti u atmosferu, pogoršavajući efekt staklenika.

4. Utvrđivanje uvjeta disperzije emisija iz industrijskih poduzeća

Raspodjela industrijskih emisija iz cijevi i ventilacijskih uređaja u atmosferi podložna je zakonima turbulentne difuzije. Na proces disperzije emisija značajno utječu stanje atmosfere, lokacija poduzeća i izvora emisije, priroda terena, kemijska svojstva emitiranih tvari, visina izvora, promjer cijevi itd. . Horizontalno kretanje nečistoća određeno je uglavnom brzinom i smjerom vjetra, a vertikalno kretanje raspodjelom temperatura u atmosferi po visini.Osnova “Metode za proračun koncentracija štetnih tvari u atmosferskom zraku” sadržane u emisijama iz poduzeća” OND-86 je uvjet pod kojim ukupna koncentracija svake štetne tvari ne smije prijeći najveću pojedinačnu najveću dopuštenu koncentraciju te tvari u atmosferskom zraku. Maksimalna koncentracija Cm štetne tvari (u mg/m3) u blizini zemljine površine nastaje na osi ejekcijskog pramena na daljinu Xmax iz izvora emisije (za vruću mješavinu plina i zraka):

A – koeficijent atmosferske stratifikacije, ovisno o temperaturnom gradijentu i određivanju uvjeta za vertikalnu i horizontalnu disperziju emisija (za središte Rusije ima vrijednost unutar 140 – 200);

M – masa tvari emitirane u atmosferu u jedinici vremena, g/s;

V 1 – volumen emitirane mješavine plina i zraka, m 3 /s;

h – visina cijevi, m;

F – koeficijent koji uzima u obzir brzinu taloženja suspendiranih čestica emisije u atmosferi (za plinove je jednak 1, za prašinu s učinkovitošću čišćenja većom od 90% - 2, od 75% do 90% - 2,5, manje od 75% - 3);

Δ T – razlika između temperature emitirane mješavine plina i zraka i temperature okolnog atmosferskog zraka, jednaka srednjoj temperaturi najtoplijeg mjeseca u 13 sati;

η – bezdimenzionalni koeficijent koji uzima u obzir utjecaj terena;

m – bezdimenzionalni koeficijent uzimajući u obzir uvjete ispuštanja plinova iz cijevi:

gdje je: f = 10 3 W 0 D/h 3 ΔT;

W 0 = 4 V 1 / π D 2 – prosječna brzina izlaska plina iz cijevi, m/s;

D – promjer cijevi, m;

n – bezdimenzionalni koeficijent ovisno o parametru V M , m/s:

Na Vm ≤ 0,3 prihvatiti n = 3, na Vm > 2 prihvatiti n = 1, na 0,3< Vm < 2 принимают n= [(Vm – 0,3)(4,36 – Vm)] 0,5 .

Očekivana najveća koncentracija onečišćujućih tvari (u mg/m3) tijekom ispuštanja hladne smjese plina i zraka određuje se jednadžbom:

Udaljenost do mjesta gdje se očekuje najveća koncentracija, ( x max ) definira se na sljedeći način: ● za plinove i finu prašinu Xmax = dh , Gdje d – bezdimenzijska veličina ovisno o parametru V M :

za hladan ispuh

d = 11,4 V M na V M ≤ 2;

d = 16,1 ( V M) 0,5 na V M > 2;

● za grubu prašinu ( F ≥ 2)

X max = 0,25 (5 – F) dh ;

● za vruću mješavinu plina i zraka:

d = 4,95V M (1 + 0,28f 1/3) na V M ≤ 2;

d = 7 ( V M) 0,5 (1 + 0,28 f 1/3) na V M > 2.

Koncentracija onečišćujuće tvari u površinskom sloju atmosfere na bilo kojoj udaljenosti x iz izvora ispuštanja koji nije Xmax , određuje se formulom: C = Cm S 1 ,

Gdje S 1 – koeficijent ovisno o vrijednosti χ = x / Xmax :

● kada χ ≤ 1 S 1 = 3 χ 4 – 8 χ 3 + 6 χ 2 ;

● na 1< χ ≤ 8 S 1 = 1,13(1 + 0,13 χ 2) –1;

● kada χ ≤ 8 (F = 1) S 1 = χ (3,58 χ 2 +3,52 χ + 120) –1 ;

● kada χ ≤ 8 (F = 1) S 1 = (0,1 χ 2 +2,47 χ + 17,8) – 1 .

Praktični dio

Laboratorijski nalaz mora sadržavati:

1) početni podaci;

2) rezultate svih izračuna;

3) zaključci.

Kontrolna pitanja

1. Što su emisije koje uzrokuje čovjek?
2. Izvori topline i njihova uloga u onečišćenju okoliša.
3. Utjecaj metalurških i kemijskih procesa na onečišćenje okoliša.
4. Što uzrokuje uništavanje ozonskog omotača?
5. Što uzrokuje kisele taloženje?
6. Što je efekt staklenika i koja je njegova opasnost?
7. Što je uzrok onečišćenja zraka?
8. Zaštita okoliša / Ed. S.V. Belova. M.: Viša škola, 1991. 2. 234 str.
9. Ekologija / Ed. Denisova V.V.: Rostov na Donu, ožujak 2002., 630 str.
10. Fedorova A.I. Radionica o ekologiji i zaštiti okoliša. M.: VLADOS, 2001, 288 str.