Шумовое загрязнение поселка Калачево

XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Шумовое загрязнение поселка Калачево

Игнатьев С.В. 1
1МБОУ "Калачевская СОШ"
Смолин В.С. 1
1МБОУ "Калачевская СОШ"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

 

Шумовое загрязнение является одной из важнейших экологических проблем современного мира. Население постоянно подвергается воздействию шума высокого уровня как в помещениях жилых и общественных зданий, так и на территории улиц, жилых микрорайонов. Главным источником шумового загрязнения являются транспортные средства – автомобили, железнодорожные поезда и самолёты. Наиболее остро эта проблема стоит в городах, особенно крупных. Неграмотная с экологической точки зрения жилая засторойка подвергает людей повышенному шумовому воздействию. Данная проблема остро стоит в моем поселке – находящемся на пересечении транспортных магистралей.

Цель данной работы: оценить шумовое загрязнение поселка Калачево.

В связи с поставленной целью решаются следующие задачи:

Изучить основные понятия шумового загрязнения.

Измерить шумовое загрязнение поселка.

Определить зону повышенной опасности.

Исследовать возможные влияния шумового загрязнения на жизнь и здоровье населения.

Предложить мероприятия по уменьшению шумового загрязнения.

При проведении работы были использованы практический, картографический, статистический, сравнительный, описательный методы.

Практическая значимость является в том, что составлены конкретные предложения для дальнейшей работы администрации поселка по уменьшению шумовой нагрузки на население.

Новизна работы состоит в сравнении точности математического и практического измерения шумовой нагрузки.

Предмет исследования шум как источник загрязнения.

Объект исследования шумовое загрязнение поселка Калачево.

Калачево располагается на крупнейшей транспортной развязке юга Кемеровской области. Имея вытянутое расположение вдоль транспортных магистралей. Через поселок проходят автотрассы Р384, объездная дорога города Новокузнецка с выходом на трассу Р366 и города Мыски и Междуреченск. Железнодорожная ветка Новокузнецк – Белово осуществляющая большую часть пассажирооборота и весомую долю грузооборота всего юга Кемеровской области. Так же в 5 километрах располагается Международный аэропорт Новокузнецк (Спиченково). То есть если вы хотите попасть в Новокузнецк и другие города юга Кемеровской области ваш путь лежит через поселок Калачево.

Такое выгодное транспортно-географическое положение имеет отрицательное значение на экологическое состояние поселка. Ведь все магистрали являются источниками шумового загрязнения. (см. таблица 2 в приложениях)

Глава I Звук, шум. Теоретические основы.

Звук

Звук в широком смысле — колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн в газообразной, жидкой или твёрдой средах. В узком смысле — явление, субъективно воспринимаемое специальным органом чувств человека и животных. Человек слышит звук с частотой от 16 Гц до 20000 Гц. Физическое понятие о звуке охватывает как слышимые, так и неслышимые звуки. Звук с частотой ниже 16 Гц называется инфразвуком, выше 20000 Гц — ультразвуком; самые высокочастотные упругие волны в диапазоне от 109 до 1012—1013 Гц относят к гиперзвуку. Область инфразвуковых частот снизу практически не ограничена — в природе встречаются инфразвуковые колебания с частотой в десятые и сотые доли Гц. Частотный диапазон гиперзвуковых волн сверху ограничивается физическими факторами, характеризующими атомное и молекулярное строение среды: длина упругой волны должна быть значительно больше длины свободного пробега молекул в газах и больше межатомных расстояний в жидкостях и в твёрдых телах. Поэтому в воздухе не может распространяться гиперзвук с частотой 109 Гц и выше, а в твёрдых телах — с частотой более 1013 Гц.

Глава II Интенсивность шумового загрязнения

Измерение шумового загрязнения (математический способ).

Базовая шумовая характеристика транспортного потока на магистрали Lэкв вычисляется следующим образом:

Где

Lтрп

–расчетный эквивалентный уровень звука транспортного потока на расстоянии 7,5 метра от оси ближайшей полосы движения, вычисленный без учета поправок на условия дорожного движения и состав транспортного потока, дба;

Lтяж

-поправка, учитывающая долю не дизельных грузовых автомобилей и автобусов в транспортном потоке, дба;

Lдиз

-поправка, учитывающая долю грузовых автомобилей и автобусов с дизельными двигателями в потоке, дба;

Lск

-поправка на изменение скорости движения по сравнению с базовой расчетной скоростью равной 40 км/ч, дба;

L ук

-поправка на продольный уклон, дба;

Lпок

-поправка на тип дорожного покрытия, дба.

Расчетный эквивалентный уровень звука транспортного потока Lтрп вычисляется по формуле:

,

Где: N  

Интенсивность движения автомобильного транспорта, авт./час.

 Поправки ∆L тяж, ∆Lдиз, ∆Lск, ∆Lук, ∆Lпок принимаются по соответствующим таблицам 3-7. Результаты измерении в Приложениях Таблица 3 – 7.

С помощью данной методики можно легко подсчитать интенсивность шумового загрязнения автодороги проходящей через поселок. После проведения 3 замеров количества автотранспорта проходящего через поселок было вычесленно его среднее количество. В течение часа через поселок проходит 1272 легковых автомобиля, 468 грузовых, 18 автобусов; всего 1758 транспортных средств. Поправки используемые при подсчете выделены в таблицах.

Считаем шумовое загрязнение:

Lэкв =(50+8,8*lg1758)+(-2)+3+3+4,5+2=50+29+6,5=85,5 дБА

Следовательно, наша автодорога является источником громкого шума.

Измерение шумового загрязнения (практический способ).

Для измерения интенсивности шума от автодороги и железнодорожной магистрали использовалось устройство автономного сбора данных с сенсорным экраном “PS-2008A-INT” (Spark Scients Learning System). Для проведения опыта был взят комбинированный датчик PS-2140. Диапазон измерения звука от 40 до 90 дБА. Единственный минус данного прибора является его максимальная чувствительность, которая составляет 90 дБА. Измерения каждого источника проводились трижды на расстоянии 1 метр. Полученные данные приведены в Таблице 8.

Таким образом источники шума в поселке превышают разрешенный показатель Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562-96 (Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки) который равен 70 дБА в дневное время и 60 дБА в ночное время суток.

По математическим показателям превышение на 12,2%; по практическим показателям от 2% до 25 %.

Снижение интенсивности уровня шума от расстояния представлено на рисунке 1 в приложениях. Можно сделать вывод что дома располагающиеся за 100 метровой зоной от автодороги и железной дороги подходят под СН ПИН2.2.4/2.1.8.562-96. Дома же располагающиеся ближе к дорогам располагаются в зоне высокого шумового загрязнения.

Используя картографический метод были отмечены области с наибольшим шумовым загрязнением(см рисунок 2 в приложениях). и подсчитаны количество домов и проживающих в них жителей, детей. Таблица 9

В зоне с повышенным шумовым воздействием располагается 188 дома, проживает 602 человека из них 117 детей. В данной зоне проживают 24 ученика МБОУ «Калачевской СОШ».

По состоянию на 2019 в поселке проживает 2185 человек, следовательно 27,5% населения живут в зоне повышенного шумового загрязнения.

Для оценки влияния шума провели сравнения успеваемости учеников проживающих близ дороги и средняя успеваемость учеников по школе. Данные представлены в таблице 10.

Из таблицы следует, что повышенный шумовой фон на улице не влияет на успеваемость учеников. Поэтому говорить о резком вреде здоровья нельзя.

Глава III. Способы и средства защиты от шума

Санитарные нормы допустимого шума обуславливают необходимость разработки технических, архитектурно-планировочных и административных мероприятий, направленных на создание отвечающего гигиеническим требованиям шумового режима, как в городской застройке, так и в зданиях различного назначения, позволяют сохранить здоровье и работоспособность населения.

Меры борьбы с шумом, которые целесообразно использовать на территории поселка:

применение безстыковых рельс;

создание загородительных лесополос.

С точки зрения экологов один из оптимальных способов шумоизоляции - высадка деревьев и кустарников вдоль дорог. Доказано, что грамотно составленный план и высадка зеленых насаждений (то есть, с соблюдением всех ярусов посадки: 1-й ярус - древесно-кустарниковая растительность не выше 1,5 метра, 2-й - растительность высотой до 3 метров и 3-й - насаждения высотой более 3 метров) как нельзя лучше способствуют снижению уровня шума. Результаты применения представлены в таблице 11 приложений.

Измерение силы шумового воздействия Товарного поезда Новокузнецк – Белово на расстоянии 100 м. составило 73 дБА. На этом же расстоянии за 1 рядом лиственных деревьев измерительный прибор показал результат 71 дБа, следовательно можно говорить о снижении шумового воздействия на 2 дБА (3%) даже в зимний период.

Использование безстыковых рельс показало свою эффективность, в таблице № 7 видно, что звуковое воздействие железнодорожной ветки Белово-Новокузнецк, где установлены безстыковые рельсы на 3-5 дБА меньше чем воздействие поездов идущих в обратном направлении. Это составляет от 9,3-9,6% разницы. Следовательно, эффективность данного метода подтверждена.

Заключение

По итогам проделанной работы можно сделать следующие выводы:

Основным источником шума в поселке являются автодороги со средней загруженностью 1758 транспортных средств в час; железнодорожный транспорт 36 поездов и 10 электричек ежедневно, а так же аэропорт, располагающийся в 5 км от поселка. (Рисунок №2)

Шумовое загрязнение вблизи источников шума составило 72-88 дБА, что превышает нормы СанПина.(Таблица №8)

В зоне стометровой повышенного шумового загрязнения располагается 188 домов и проживает 602 жителя, что составляет 27% жителей поселка Калачево. (Таблица №9)

Влияние шумового загрязнения на успеваемость школьников МБОУ «Калачевской СОШ» не доказано. (Таблица №10)

Для приведения акустического загрязнения в норму между авто- и железными дорогами необходимо провести высадку насаждений: 4х рядную хвойных пород или 5ти рядную лиственных пород. Общей длинной 7300 метров. (Таблица №11).

Сегодня в результате установки ограничивающих знаков на трассе в сторону г.Междуреченска весь грузопоток идет через центральную часть поселка. Это создает дополнительную шумовую нагрузку и создает опасность опасную дорожно-транспортную ситуацию в поселке. Обращение к главе поселка и администрацию Прокопьевского района с просьбой повлиять на сложившуюся ситуацию подписали (Рисунок №3)

В целом шумовое загрязнение поселка повышенное, но в допустимых для здоровья пределах.

Литература

Карагодина, И. Л. Борьба с шумом в городах: учеб. пособие / И. Л. Карагодина, Г. Л. Осипов, И. А. Шишкин. – Москва: Медицина, 1997. – 156

Левчук, Н. Автомобильный транспорт и окружающая среда: в 2т. Т 2: Энергия: экономика, техника, экология. – Санкт-Петербург: ТНТ, 2005. – 42 с.

Луканин, В. Н. Промышленно-транспортная экология: учеб. пособие / В.Н. Луканин, Ю. В. Трофименко. – Москва: Высшая школа, 2001. – 273 с.

ГОСТ 12.1.003-2014 Шум общие требования безопасности. – Введ. 12.03.2014. – Москва: МЭИ, 2014. – 3 с.

Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.562-96 (Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки)

Шумовое загрязнение окружающей среды и его влияние на здоровье человека //www.eco.nw.ru/lib/data/03/4/020403.htm

Кузнецов В.Н. Справочные и дополнительные материалы к урокам экологии.Дрофа.М.,2002.

Приложения

Таблица 1. Средние уровни шумов

Субъективная оценка шума

Уровень шума (дБ)

Источники или место измерения шума

Оглушительные

- 130 -

Болевом порог (звук воспринимается как боль)
Гром над головой
Пушечный выстрел
Клепальная машина
Очень шумный цех

- 120 -
- 110 -

Очень громкий

- 100 -

Симфонический оркестр (пики громкости)
Деревообрабатывающий цех
Уличный громкоговоритель
Шумная улица
Металлообрабатывающий цех

- 90 -

Громкий

- 80 -

Свисток милиционера (15м)
Радиоприёмник громко (2,5м)
Машинописное бюро
Спокойный разговор (4м)
Зал большого магазина

- 70 -

Умеренный

- 60 -

Тихая улица большого города
Учреждение средней шумности
Ресторан
Легковая машина (10-20м)
Жилое помещение

- 50 -

Слабый

- 40 -

Читальный Зал
Тихий разговор
Шелест бумаги
Шёпот

- 30 -

Очень слабый

- 20 -

Тихая ночь за городом

- 10 -
- 0 -

Заглушённая комната
Порог слышимости

Таблица 2. Шумовое загрязнение природной среды транспортно-дорожным комплексом.

Источник транспортного шума

Уровень звука, дба

Воздушный транспорт

Вертолет

Турбовинтовой самолет

Реактивный самолет

106

105-115

110-120

Рельсовый транспорт

Трамвай

Метро

Железнодорожный состав

75-96

89-93

80-100

Автомобильный транспорт

Грузовой автомобиль

Легковой автомобиль

Автобус

Мотоцикл, мопед

85-96

82-88

80-95

86-108

Рисунок 2. Карта поселка Калачево

Условные знаки

 

Железная дорога

 

Автодорога

 

100метровая зона повышенного шумового загрязнения

Рисунок 1.

Таблица 3 Величины поправок ∆Lтяж

Относительное количество грузовых автомобилей и автобусов (не дизельных), %

5-20

20-35

35-50

50-60

65-85

Величина поправки ∆L тяж, дба

-2

-1

 

+1

+2

 Таблица 4 Величины поправок ∆L диз

Относительное число грузовых автомобилей и автобусов с дизельными двигателями, %

5-10

10-20

20-35

Величина поправки ∆L диз, дба

+1

+2

+3

Таблица 5 Величины поправок ∆L ск

Скорость транспортного потока, км/час

30

40

50

60

70

80

90

100

Величина поправки ∆L ск, дба

-1,5

0,0

1,5

3,0

4,5

6,0

7,5

9,0

Таблица 6 Величины поправок ∆L ук

Величина продольного уклона проезжей части, ‰

Величина поправки ∆Lук, дба

До 20

+ 1

40

+ 2

60

+ 3

80

+ 4

 Таблица 7 Величины поправок ∆L пок

Вид дорожного покрытия

Величина поправки ∆L пок, дба

Литой и песчаный асфальтобетон

0

Мелкозернистый асфальтобетон

-1,5

Черный щебень

+1,0

Цементобетон

+2,0

Таблица 7 Средняя интенсивность уровня шума от различных источников.

Тип источника

Уровень шума

Средний за время прохождения, дБА

Максимальный, дБА

Легковой автомобиль

72

76

Грузовой автомобиль

80

83

Автобус

76

80

Электричка Новокузнецк-Белово

78

83

Электричка Белово- Новокузнецк

72

76

Товарный поезд Новокузнецк-Белово

82

88

Товарный поезд Белово- Новокузнецк

75

82

Таблица 9 Захват зоны шумового загрязнения поселка Калачево.

Название улицы

Номер дома

Количество домов

Количество проживающих людей

Из них количество детей

Новая

Целиком

12

33

7

Линейная

Целиком

30

81

13

Станционная

Целиком

31

83

15

Советская

1-15

15

40

5

Майская

10-13

4

27

6

Дорожная

1

1

47

7

Российская

40-48

9

15

2

365 километр

1-4

4

36

10

Кузнецкая

5,7,9,8,9,10,11,15,23,25,27,29,31,33,35,54,56,66,64,37,49,37а,37, 65, 67

25

46

8

Парниковая

1,2

2

13

2

Совхозная

4,5,6,7,8

5

12

4

Нагорная

1-17

17

73

7

Бобровская

36,38,40,42,41,43,44,47а

8

19

3

Береговая

8,9,21,23,10

5

12

1

Целинная

Целиком

20

65

17

Итого:

188

602

117

Таблица 10. Успеваемость в МБОУ «Калачевская СОШ»

 

Школьный результат за 2019-2020 учебный год

Ребята, проживающие в зоне повышенного шумового воздействия

Отличники

23

9%

2

9%

Хорошисты

65

27%

10

41%

Школьники учащиеся на 3,4

141

58%

12

50

Неуспевающие

10

4%

0

0%

Всего:

239

 

24

 

Таблица 11 «Величины снижения уровня шума различными типами зеленых насаждении»

Состав посадок

Ширина посадок, м

Снижение уровня шума за полосой, дБА

Интенсивность движения, авт./ч

до 60

200

600

1200

1. Три ряда лиственных пород (клен остролистный, вяз, липа мелколистная, тополь бальзамический) с кустарником в виде живой изгороди или подлеска (клен татарский, спирея калинолистная, жимолость татарская)

10

6

7

8

8

2. Четыре ряда лиственных пород (липа мелколистная, клен остролистный, тополь бальзамический) с кустарником в виде двухъярусной изгороди (акация желтая, спирея, гордовина, жимолость татарская)

15

7

8

9

9

3. Четыре ряда хвойных пород (ель, лиственница) шахматной посадки с двухъярусным кустарником (терн белый, клен татарский, акация желтая, жимолость)

15

13

15

17

18

4. Пять рядов лиственных пород (аналогично п. 2)

20

8

9

10

11

5. Пять рядов хвойных пород (аналогично п. 3)

20

14

16

18

19

6. Шесть рядов лиственных пород (аналогично п. 2)

25

9

10

11

12

Рисунок 3. Письмо в Администрацию Калачевского Сельского поселения

 

Просмотров работы: 29