Способы борьбы вибрационным загрязнением

Основные способы защиты от вибрационно — аккустического загрязнения.

Основные способы защиты от вибрационно-акустического загрязнения.

Методы защиты от шума.

Уменьшение шума в источнике возникновения: замена ударных механизмов безударными, возвратно-поступательных движений вращательными, подшипников качения на подшипники скольжения, совершенствование кинематических схем, применение пластмассовых деталей, использование глушителей из звукопоглощающего материала, виброизоляция шумных узлов и частей машин, покрытие издающих шум поверхностей вибродемпфирующим материалом, статическая и динамическая балансировка.

Звукопоглощение: метод основан на поглощении звуковой энергии волн, распространяющихся по воздуху звукопоглощающими материалами, которые трансформируют ее в тепловую.

Звукоизоляция: метод основан на отражении звуковой волны, падающей на ограждение (экран).

Увеличение расстояния от машин (аппаратов), производящих сильный шум.

Индивидуальные средства защиты.

Защита от вибрации должна начинаться с устранения их источника путем совершенствования кинематич5ский схем и улучшения работы механизма методами:

Статической и динамической балансировки, устраняющей дисбаланс вращающихся масс (деталей) оборудования.

Виброизоляции, снижающей уровень вибрации путем уменьшения передачи колебаний от их источника к объекту. Ее осуществляют посредством введения в колебательную систему дополнительной упругой связи, препятствующей передаче вибраций от машины к основанию.

Вибропоглощение и виброгашение. Вибропоглощение – нанесение на вибрационную поверхность упруговязких демпфирующих материалов, обладающих большим внутренним трением (резина, мастика, пластики)

Виброгашение – создание добавочной колеблющейся системы с динамической частотой, равной частоте возмущающей среды, но с реакциями противоположными ей.

Источник

7. Защита окружающей среды от энергетических загрязнений

Л.В. Мисун, И.Н. Мисун, В.М. Грищук
Инженерная экология в АПК
пособие / под ред. проф. Л.В. Мисуна. – Мн.: БГАТУ, 2007. – 302с.

7. Защита окружающей среды от энергетических загрязнений

7.3. Защита окружающей среды от виброакустических загрязнений

Изменение виброакустических параметров окружающей среды связано с возникновением либо малых механических колебаний (вибраций) в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля, либо упругих колебаний (звуковых, или акустических полей) в твердой, жидкой или газообразной среде вследствие воздействия на среду какой-либо возмущающей силы. Так, крыльчатка вентилятора передает энергию молекулам воздуха, которые, в свою очередь, передают энергию соседним молекулам и т. д. – в воздушной среде возникают колебания: в каждой точке окружающего воздушного пространства на постоянное атмосферное давление накладывается периодическая (апериодическая) составляющая давления, которую слуховой аппарат человека воспринимает как звук. Если последний нежелателен для человека, то это – шум.

Деятельность человека в биосфере сопряжена с невольным и все возрастающим производством ненужных для людей, фауны, флоры звуков – шумов, а также вибраций.

Шум в окружающей среде вызывается одиночными или комплексными источниками, находящимися снаружи или внутри объекта: средствами транспорта; оборудованием предприятий, вентиляторами, компрессорными установками, станциями для испытания двигателей и др. Нарастание шума происходит и из-за шума водного и воздушного транспорта, сельхозмашин, ЛЭП, ветряных электростанций, мобильных средств.

В городе интенсивность шума каждые 25–30 лет возрастает примерно в 10 раз. Человек реагирует на шум в зависимости от субъективных особенностей организма, привычного шумового фона. Раздражающее действие шума зависит от его уровня, спектральных и временных характеристик. Считается, что даже шумы с уровнем ниже 60 дБ вызывают нервное раздражение, и существует прямая связь между уровнем шума и увеличением числа нервных заболеваний. Специфическим характером воздействия на организм человека отличаются инфразвуковые волны: имеют естественное (обдувание сильным ветром крупных неоднородностей ландшафта, строительных сооружений, водных поверхностей) или искусственное происхождение (механизмы с большой поверхностью с числом рабочих циклов не более 20 в секунду, реактивные двигатели, двигатели внутреннего сгорания, турбины, вентиляторы, компрессоры и другие установки, создающие большие турбулентные массы потоков газов, транспорт) [10].

К основным производственным источникам вибраций относятся: оборудование ударного действия (молоты, машины для забивания свай под фундаменты зданий), рельсовый транспорт, мощные энергетические установки (насосы, компрессоры, двигатели), инженерное оборудование зданий (лифты, насосные установки), системы отопления, канализации. Вибрации распространяются по грунту и достигают фундаментов зданий, инженерных сооружений, что может вызвать неравномерность осадки грунта и фундамента, разрушение размещенных на них зданий и сооружений.

Во всех случаях вибрации вызывают раздражающее действие обслуживающего персонала и помехи для работы в зданиях. Протяженность зоны воздействия вибрации в окружающей среде определяется интенсивностью (амплитудой) вибрации источника (фундамента машины), а также величиной затухания вибрации в грунте и может достигать 150–200 м [25].

Воздействия вибрации на человека классифицируются: по способу передачи колебаний; направлению действия вибрации; временной ее характеристике [26]. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, локальная – через руки, через ноги сидящего человека, через предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями. Вибрация постоянна, если на время наблюдения контролируемый параметр изменяется не более чем в 2 раза.

Характер реакции организма на вибрацию определяется силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела. Между вибрационным воздействием и реакцией нет прямой зависимости. Причиной этому служит резонансный эффект, возможный при частотах вибраций, больших, чем 0,7 Гц. Так, область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20–30 Гц, при горизонтальных – 1,5–2 Гц, расстройство зрительных восприятий проявляется в диапазоне 60–90 Гц, для органов в грудной клетке и брюшной полости резонансная область составляет 3–3,5 Гц [10] и т. д.

Общая вибрация воздействует на нервную систему, вестибулярный, зрительный и тактильный анализаторы. Последствия: головокружение, расстройство координации движений, симптомы укачивания, сужение и выпадение отдельных секторов поля зрения, снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности.

Толчкообразная вибрация вызывает микротравмы тканей. Общая низкочастотная вибрация влияет на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового и других обменов, биохимических показателей крови.

Распространена локальная вибрация при работе с ручным механизированным инструментом. Вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушение снабжения конечностей кровью. Действие локальной вибрации на нервные окончания, мышечные и костные ткани вызывает снижение кожной чувствительности и отложение солей в суставах пальцев. Заболевания развиваются в течение 8–15 лет. Усугубляют действие вибрации большие мышечные нагрузки и неблагоприятные микроклиматические условия на рабочих местах.

В условиях производства инфразвук часто сочетается с низкочастотным шумом, в ряде случаев – с низкочастотной вибрацией. При инфразвуке уровня 110–150 дБ наблюдается нарушения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной системах; в вестибулярном анализаторе. При 105 дБ наблюдается повышение тревожности и неуверенности, эмоциональной неустойчивости.

Необходимость защиты от действующих источников шума определяется сравнением результатов измерений уровней с нормативами для рабочей зоны или окружающей среды. Для проектируемых объектов необходимость защиты определяется на основании акустического расчета.

Вибрацию можно снизить либо путем совершенствования механизированных технологий, т. е. путем снижения вибрации в источнике ее возникновения, либо путем принятия мер по снижению этого загрязнения после его выхода из источника – на путях распространения вибрации в окружающей среде.

Минимизация вибраций в источнике должна производиться на этапе проектирования.

Одна из причин вибраций оборудования с вращающимися элементами – смещение центра масс относительно оси вращения, что приводит к возникновению неуравновешенной центробежной силы (F):

где m – масса вращающейся системы;

e – эксцентриситет центра массы относительно оси вращения;

w – угловая скорость.

Снизить уровень возникающих вибраций можно посредством балансировки вращающихся частей, принятием мер по устранению излишних люфтов и зазоров, а также путем устранения резонансных режимов работы оборудования. Это должно быть достигнуто выбором режимов работы при тщательном учете собственных частот машин и механизмов. При эксплуатации технических средств возможны изменения характеристик жесткости агрегатов, что приводит к изменению собственных частот, режимом их работы. Это, в свою очередь, может приблизить собственную частоту машины к частоте вынуждающей силы и стать причиной возникновения интенсивных вибраций.

Основной путь защиты от ЭМИ в окружающей среде – защита расстоянием. Для соблюдения нормативных ПДУ для ЭМИ в населенной местности планировочные решения при размещении радиотехнических объектов (РТО) выбирают с учетом мощности передатчиков, характеристики направленности, высоты размещения и конструктивных особенностей антенн, рельефа местности, функционального значения прилегающих территорий, этажности застройки. Площадка РТО оборудуется согласно строительным нормам и правилам, на ее территории не допускается размещение жилых и общественных зданий. Для защиты населения от воздействия ЭМИ устанавливаются – при необходимости – санитарно-защитные зоны (СЗЗ) и зоны ограничения застройки.

Измерение шума в зоне жилой и общественной застроек производится на высоте 1,2 м, в точках, отстоящих от стен зданий не меньше, чем на 2 м; в самих помещениях (при открытых форточках) – не менее чем в трех точках на высоте 1,2 м, удаленных на 1,2 м и более от стен [10].

Уровни звукового давления постоянного во времени шума измеряются в октавных полосах частот, в дБ. Измерение, уровней звука, в дБА позволяет только сравнить шум с допустимыми нормами, знание октавных уровней звукового давления позволяет осознанно строить работу по защите от шума.

Источник

Электромагнитное загрязнение: источники, влияние на человека

Виды энергетических загрязнений

Негативное энергетическое воздействие на биосферу и человека связано с развитием транспорта, мегаполисов и промышленных регионов. К видам энергетических загрязнений относят:

• вибрационное действие;
• поля электромагнитного излучения;
• ионизирующее излучение;
• ультразвук.

Источники энергетических загрязнений различны, носят антропогенный или естественный характер, оказывают влияние на здоровье человека.

Вибрационные загрязнения

Вибрации — колебательные движения частиц, возникающие при работе технических установок ударного действия. В условиях городской среды в жилой зоне шумы вызваны движением тяжелого автотранспорта, лифтами, насосами.

К вибрационным загрязнениям относят инфразвук. Его источники — двигатели ракет, самолетов, устройства для испытания газов.

Степень давления инфразвука часто превышает норму даже на существенном расстоянии от непосредственного источника.

Вибрации и шумы негативно действуют на человека, вызывая серьезные последствия: физические заболевания, снижение умственной деятельности и стрессы. Уровень отрицательного воздействия зависит от интенсивности шума, места работы человека и его физиологических особенностей.

Электромагнитное излучение

Источником электромагнитного излучения является любое устройство, которое вырабатывает или поглощает электроэнергию. Промышленные источники — телевизионные вышки и высоковольтные линии электропередач. Среди бытовых источников можно выделить микроволновые печи, телевизоры, гаджеты.

Отрицательное действие электромагнитного излучения проявляется в некорректной работе физиологических функций человека.

Наиболее подвержены негативному воздействию головной мозг и эндокринная система.

Ионизирующее излучение

К источникам ионизирующих энергетических загрязнений относят:

• ядерные реакторы;
• рентгеновские аппараты;
• любые устройства, использующие изотопы;
• радиоактивные отходы.

Технический прогресс в совокупности с потребностями общества по-прежнему заставляют внедрять перечисленные приборы в промышленность несмотря на радиационную опасность. Но научные сотрудники стремятся к созданию надежных, максимально безопасных установок с жесткими условиями их использования.

Ионизирующее излучение провоцирует расстройство биохимических процессов у человека: ткани мутируют, формируются новые, не свойственные организму соединения. Примеры такого излучения — последствия аварий на АЭС в Чернобыле.

Ультразвук

Еще одним видом энергетического загрязнения являются колебания высокочастотных звуковых волн — ультразвук. Источниками этого типа являются отдельные виды производственного оборудования и ультразвуковые медицинские устройства. Волны разделяют на воздушные и контактные.

Ультразвук — единственный вид энергетического загрязнения, который при небольшой интенсивности благоприятно действует на человека: улучшает обменные процессы и способствует ускоренной транспортировке крови к тканям организма.

Но при интенсивных волнах и длительном контакте наблюдается разрушение клеток.

Основные виды источников энергии

Таких видов существует несколько и, возможно, в ходе технического прогресса к ним добавятся новые. Их классификации могут иметь в своей основе разные принципы. Наиболее глобальным из таких принципов является конечность источника либо способность его к возобновлению. На этой основе все они делятся на две большие группы:

К возобновляемым источникам принято относить:

• Солнце;
• воздух (ветер);
• воду;
• гравитацию;
• геотермальные источники (вулканы, гейзеры и другие, основанные на термических процессах внутри Земли);
• биосфера планеты (как источник биологической массы растений).

Строго говоря, практически все перечисленные источники правильнее было бы назвать условно-возобновляемыми, так как не существует ничего вечного. Ядерные процессы, идущие на Солнце и в недрах Земли, которые сегодня являются мощнейшим источником энергии, безусловно конечны. Движение воды и воздуха возможно лишь при наличии таковых. О возобновляемости биомассы растений и говорить не приходится. Однако в обозримом будущем при отсутствии глобальных катастроф данные источники действительно представляются неистощимыми. По крайней мере, в результате деятельности человека.

С невозобновляемыми источниками дело обстоит совсем иначе. Их истощение в процессе эксплуатации людьми происходит на наших глазах. Основные их виды:

• дерево;
• уголь;
• нефть;
• газ;
• химические элементы, являющиеся источником радиоактивного излучения.

Использование дерева давно перестало быть актуальным ввиду катастрофического оскудения его запасов. Уничтожение лесов, наверное, самый первый значимый ущерб, который был нанесён природе энергетической деятельностью человека. Ещё в XX веке стало понятно, что истощение запасов нефти, газа и угля – перспектива не только реальная, но и достаточно близкая. Некоторые учёные уже пытаются точно рассчитать, когда это произойдёт. В качестве реального источника энергии в обозримом будущем остаются процессы ядерного распада, лежащие в основе атомной энергетики, где источникам в ближайшее время истощение не грозит. К сожалению, современный уровень развития технологий и достижения ядерной физики пока не могут гарантировать полную безопасность подобных процессов.

Именно системный кризис энергетики, а также сложная экологическая обстановка заставляют сегодня человечество всё чаще задумываться о возвращении к возобновляемым природным источникам.

Средства защиты

Сохранение экологической ситуации и защита окружающей среды от энергетических загрязнений включает в себя переход к безотходному производству и применение дополнительных средств защиты.

Комплекс задач по сохранению биосферы включает в себя несколько направлений:

• модернизация технологического процесса;
• ликвидация токсичных отходов, их замена на безвредные;
• экологическая оценка промышленных предприятий;
• снижение интенсивности излучения;
• разработка нового оборудования и защитных экранов.

Также необходимы дополнительные средства защиты — глушители шума, нейтрализаторы газов, виброизоляция. Для снижения вибраций и уровня акустического шума применяется действенный метод — посадка деревьев.

Технические достижения, новейшие аппараты для очистки и старые проверенные средства защиты используются в совокупности и регулярно внедряются в технологические процессы всех отраслей промышленности.

Понятие электромагнитного смога

Электромагнитное излучение сопровождает человека по всюду: на улице, дома, в офисе и даже в лесу. ЭМ фон превышает все нормативы. Это явление получило название – электромагнитный смог.

Природа и воздействие электромагнитных волн до сих пор изучаются. Первым, кто стал изучать это явления, был Джеймс Максвелл. ЭМВ существуют даже в вакууме.

Электросмог негативно влияет протекание химических реакций в организме, в результате которых вырабатывается электричество.

Рейтинг опасности бытовых приборов

ЭМП присутствуют вокруг большинства бытовых электроприборов. Безопасный предел интенсивности составляет 0,2 мкТл. Но, поскольку от благ цивилизации сегодня отказаться невозможно, необходимо учитывать эти характеристики при установке электроприборов в доме.

Рейтинг потенциально опасных приборов

• Чугунные батареи центрального отопления. Самое опасное излучение может создаваться знакомыми с детства чугунными батареями. Часто спальное место устраивают как раз рядом в радиаторами. Это – опасно. Сила воздействия центрального отопления больше, чем все приборы в квартире.
• Фен. Сегодня жертвовать красотой, которую создает фен, не может ни одна женщина. Но это устройство за минуту излучает в десятки раз больше, чем телевизор или холодильник. Используя фен, мы направляем его на волосы, на кожу головы, воздействуя напрямую на мозг. При этом мы добавляет и инфракрасное излучение.
• Настольная лампа. Этот прибор создает нам условия комфорта, особенно, если он расположен у кровати. Хотя превышение нормативов у лампы не высокое, в 2-3 раза, но читаем мы вечером по нескольку часов подряд.
• Холодильник. Для безопасности его лучше установить на расстоянии 1,5 м.
• Телевизор. Вреда от телевизора можно избежать, установив его на рекомендованном расстоянии. При диагонали 22 дюйма – от 1 до 2,5 м, при широком экране в 50 дюймов – на расстоянии 5 метров.
• Мобильный телефон. Проведенные исследования ВОЗ и других институтов здоровья обнаружили связь между использованием сотовым телефоном и возникновением злокачественных опухолей, в частности рака щитовидной железы. Роспотребнадзор обнародовали некоторые рекомендации по правильному и безопасному использованию радио телефонов и устройств сотовой связи. Наибольшее излучение происходит в момент набора номера, поэтому подносить устройство к уху рекомендуется только при ответе абонента.
• СВЧ-печь. Если корпус устройства без дефектов, он надежно защищает излучения.
• Компьютер. Электромагнитное воздействие от компьютера на человека доказано. После долгих часов за техникой ухудшается зрение, снижается работа сердечно-сосудистой системы, ослабевает иммунитет. Предупредить развитие заболеваний поможет режим работы за компьютером. Переутомление возникает уже через 4 часа, рекомендуется делать 20 мин перерыва после 1 часа работы.

Методы борьбы с загрязнениями

К основным методам борьбы с электромагнитным загрязнением относятся: экранирование и снижение излучения.

Что делается на законодательном уровне

Появление новых источников электромагнитного загрязнения и их возрастающим спросом поставило перед законодательными органами новую задачу – разработку санитарных норм, ограничивающих воздействие ЭМИ. В основе лежит экологическое право и контроль за соблюдением норм.

Что может сделать каждый

Защитить себя от загрязнений можно, внимательно относится и правильно использовать электроприборы.

• В СВЧ-печи следить за состоянием корпуса и уплотнительной резинки на дверце.
• Сотовые телефоны не носить у тела (на груди, в карманах), ограничивать разговоры во времени до 3-4 мин.
• Компьютеры с лучевой трубкой наиболее опасные и больше всего излучают. Такие мониторы стоит заменить на безопасные экраны.

Электромагнитное загрязнение можно предупредить, если соблюдать некоторые рекомендации: выключать приборы из сети, располагать их, как можно дальше, чередовать отдых и работу с электротехникой.

Источники антропогенных загрязнений

Основные источники антропогенного загрязнения атмосферы: автотранспорт, тепловые станции, предприятия химической и металлургической промышленности, заводы по переработки нефти. Не меньшую опасность для атмосферы представляет производство – создание одежды, бытовой техники, моющих средств, химических добавок.

За последние 10 лет уровень антропогенного загрязнения превышает естественное, приобретая глобальные масштабы.

При этом влияние многостороннее:

• непосредственное антропогенное воздействие на атмосферу – повышение температуры, уровня влажности;
• изменение физико-химических свойств за счет роста углекислого газа, аэрозолей, фреонов;
• влияние на характеристики подстилающей поверхности

Загрязнение атмосферного воздуха тепловыми и атомными электростанциями

Чтобы понять, насколько тепловая электростанция загрязняет атмосферу, рассмотрим ежедневный выброс. В сутки ТЭЦ использует 20 тыс. тонн угля, при этом выбрасывает в воздух:

• 680 тонн диоксида серы и триокись серы;
• 120-140 тонн золы, пыли, сажи в виде твердых частиц;
• 200 тонн оксида азота.

При замене угля жидким топливом (мазутом) уменьшается количество золы, но концентрация оксидов серы и азота остается прежним.

Газовое топливо – наиболее экологичный вариант, в 5 раз меньше загрязняющий воздух, чем уголь.

В атомных электростанциях отсутствует потребление угля, мазута, но существует риск выброса радиоактивного йода, инертных газов, аэрозолей.

Загрязнение атмосферного воздуха выбросами черной и цветной металлургии

Выплавка 1 тонны стали сопровождается выбросом:

• 40 кг твердых частиц;
• 30 кг оксида серы;
• 50 кг оксида углерода.

Дополнительно – минимальный объем свинца, фосфора, мышьяка. На заводах, работающих с цветными металлами, ежедневно сбрасывается в атмосферный воздух большие объемы пыли и опасного газа.

Загрязнение атмосферного воздуха выбросами химического производства

Выбросы с предприятий химической промышленности отличаются высокой токсичностью – оксиды серы, хлор, аммиак, сероводород. Другая сторона опасности – попадание в атмосферу новых, синтетически созданных компонентов, которые ранее не регистрировались в природе.

Загрязнение атмосферы выбросами автотранспорта

Сегодня количество автотранспорта практически сравнялось с населением Земли. В каждой семье есть машина, а зачастую и не одна. Работают она за счет сгорания нефтепродуктов.

Выхлопные газы отличаются высокой токсичностью по причине наличия в составе:

• бензапирена;
• оксида азота, углерода;
• этилена.

Ежегодно автотранспорт загрязняет атмосферу свинцом в объеме 0,4 млн тонн. А в России общий объем веществ, выбрасываемых машинами, составляет 35% от всей массы антропогенных загрязнителей.

Источник