Исследовательская работа "Изучение влияния шума на организм человека "

Региональный открытый конкурс

научно-исследовательских и творческих работ молодежи

«Меня оценят в ХХI веке»

СЕКЦИЯ ФИЗИКА

Изучение влияния шума на организм человека

Исследовательская работа

Выполнена ученицей

11 «А» класса МОУ «Волоконовская СОШ №2

имени Героя Советского Союза генерал – майора

И.С.Лазаренко Волоконовского района Белгородской

области»

п.Волоконовка Волоконовского района                                                                                       Кобзевой Татьяной Николаевной

Научный руководитель:                                                                                        

учитель физики МОУ «Волоконовская СОШ №2

имени Героя Советского Союза генерал – майора

И.С.Лазаренко Волоконовского района Белгородской

области»

Попущалова Нина Петровна                                                                                        

Волоконовка, 2011

Оглавление

Введение        

I. Основная часть        

1.1.Общая характеристика шума.        

1.2. Источники шума. Шумовое загрязнение.        

1.3. Влияние шума на организм человека.        

1.4. Защита от шума        

II. Экспериментальная часть        

2.1. Социологический опрос.        

2.2. Опыт на определение остроты слуха.        

2.3. Практическая работа  «Изучение шумового загрязнения».        

Заключение        

Литература        

Приложения        

Введение

В последнее время в связи с ростом производства, использованием новых источников энергии, развитием автотранспорта, возрастает влияние физических факторов на здоровье людей. Серьёзным фактором, ухудшающим жизненную среду, является шум.  Шум уникален как загрязнитель. Шум понижает качество жизни, нанося значительный вред здоровью.

В условиях производства шум вызывается работой технологического оборудования, на улицах поселка - порождается транспортом и коммунально-бытовыми источниками.
      Наряду с внешним шумом, приникающим в жилище и другие места постоянного пребывания людей, возрастающее значение приобретают внутридомовые источники шума. Существенными источниками шума в жилых домах служат различные механические и электрические приборы, а также само поведение людей. В совокупности все эти источники создают постоянный звуковой (шумовой) фон, сопровождающий людей, как во время работы, так и во внерабочее время. Люди все время вынуждены невольно реагировать на сменяющие друг друга события той звуковой среды, в которой они обитают.  

Некоторые люди не могут работать в условиях абсолютной тишины, отсутствие звуков угнетает. Человек слушает приятную музыку, чтобы расслабиться, снять усталость, поднять себе настроение. Отсюда можно сказать, что шум оказывает благотворное влияние на нас. Но шум имеет много вредных и опасных для человека свойств. Шумовое загрязнение вызывает у человека различные болезни: тугоухость, глухота, неврозы, психические расстройства, заболевания сердца, нарушения нервной системы и др.            

Данная работа посвящена изучению шума и воздействию его на организм человека.

Актуальность исследовательской  работы определяется необходимостью своевременной объективной оценки состояния акустической среды обитания человека по критерию шумового загрязнения.

      Цель работы: Исследовать источники акустических загрязнений окружающей среды,  их влияние на организм человека, изучить способы их устранения.

      Для реализации поставленной цели были сформулированы следующие  основные задачи исследования:

1. Изучить теоретический материал о влиянии шума на человека.

2. Исследовать действие  шума на здоровье человека.

3. Оценить степень шумового загрязнения в разных территориях поселка.

4. Предложить способы защиты от шума, сформулировать рекомендации по снижению шума

Предмет исследования - зависимость здоровья жителей поселка Волоконовка от акустических загрязнений окружающей среды.

Объекты исследования — шумовой режим поселка и составляющих его территорий, внутрижилищная акустическая среда домов.

I. Основная часть

1.1.Общая характеристика шума.

Кажется, совсем не нужно пояснять, что такое звук. Это то, что мы слышим. Это и нежная мелодия скрипки, и тревожный звон колокола, и грохот водопада, и слова, произносимые человеком… всё это звуки, и поэтому мы их слышим. Но само физическое явление – звук – существует на Земле помимо человека. С точки зрения физики, звук – это возникновение и распространение колебаний в каком-либо веществе, будь то воздух, жидкость или твердое тело. Источником звука всегда служит какое-либо колеблющееся тело. Это тело приводит в движение окружающий воздух, в котором начинают распространяться упругие продольные волны. Когда эти волны достигают уха, они заставляют колебаться барабанную перепонку, и мы ощущаем звук.

 К шумам относят звуки любого рода, воспринимаемые человеком, как неприятные, мешающие и даже вызывающие болезненные ощущения.    

    Уже в XIX в. известный бактериолог Роберт Кох предсказал, что «...когда-нибудь человеку придется ради своего существования столь же упорно бороться с шумом, как он сейчас борется с холерой и чумой».

        Не следует думать, что раньше шумов не было, и они не мешали людям. Так, уже в Древнем Риме жители жаловались на шум колесниц по ночам, которые не давали им спать и одним из указов Юлия Цезаря было запрещение движение экипажей по ночному Риму (50 г. до н.э.). 

        Сегодня шум — один из важнейших факторов вредного влияния на окружающую среду и человека и опасен не менее чем загрязнение атмосферы и гидросферы.

       Но в восприятии нами звуковых колебаний есть ещё и психологический аспект. Мы с удовольствием слушаем песню, игру пианиста или скрипача, играющий в отдалении духовой оркестр. Все эти звуки мы называем музыкой. Но редко встречаются люди, которым приятны визг, скрежет или грохот.

 При оценке воздействия шума большое значение имеют время суток, сила и продолжительность действия, тип звука и регулярность его воздействия.

1.2. Источники шума. Шумовое загрязнение.

Для всех живых организмов, в том числе и человека, звук является одним из воздействий окружающей среды.

В природе громкие звуки редки, шум относительно слаб и непродолжителен. Сочетание звуковых раздражителей дает время животным и человеку, необходимое для оценки их характера и формирования ответной реакции. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные  центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовое загрязнение. Тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, легкий плеск воды и шум прибоя всегда приятны человеку. Они успокаивают его, снимают стрессы. Но естественные звучания голосов природы становятся все более редкими, исчезают совсем или заглушаются промышленными транспортными и другими шумами.

Как уже отмечалось, шум — это побочные продукты цивилизованного мира и как всякий побочный продукт может иметь опасные последствия.

Шумовое загрязнение среды относится к категории чисто экологических факторов, поскольку оказывает непосредственное и исключительное воздействие на живые организмы. Основным и повсеместным источником шума является наземный (автомобильный и железнодорожный) транспорт, хотя и другие источники, такие как воздушный транспорт, промышленные предприятия, строительные машины и механизмы, вносят свой вклад в создание шумового поля. Уровень шума, создаваемый отдельными источниками, может значительно превышать санитарный уровень.

К основным источникам шума в повседневной жизни относится движение транспортных средств. Особенно сильный уличный шум производят рельсовый транспорт, грузовые автомобили и автобусы, троллейбусы, но и легковой транспорт вносит свою лепту в уличный шум.

В жилых зданиях, квартирах шум возникает за счет работающих бытовых приборов: стиральные машины, пылесосы, холодильники, телевизоры, музыкальные центры и т. д. Кроме того, вклад в создание шумов вносят звуки шагов, хлопанье дверей, передвижение мебели, разговоры, пение, шумы в водопроводных трубах и лифтов и т. д.

Диаграмма. Шумовое загрязнение (Приложение №1)

         На диаграмме представлены источники шума в окружающей человека среде по справочным данным независимой экологической экспертизы, проводимой в 2003 году компанией ECO STANDARD.

Таблица. Интенсивность шума различных источников (Приложение №2)

        1.3. Влияние шума на организм человека.

В настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Их исследования показали, что в  зависимости от уровня и длительности шумовое загрязнение способно наносить ущерб здоровью человека. Некоторые люди считают, что к шуму можно привыкнуть, но это далеко не так. В общем случае шум небезразличен для организма человека и может вызывать различные психические реакции, отключение вегетативной нервной системы, регулирующей функции внутренних органов, сердечнососудистой системы и обмен веществ, повреждения слуха, а при высоких уровнях громкости вызывает болезненные ощущения.

В повседневной жизни повреждения слуха могут вызываться слишком громкой музыкой, выстрелами в тире и т. д. Следует отметить, что такие источники шума, как аэродромы, оживленные магистрали редко вызывают потери слуха у людей, которые находятся вблизи этих объектов незначительное время.

Реакция организма на шум зависит от многих факторов. Причиной различного восприятия шума могут оказаться возраст, пол, состояние здоровья, характер деятельности человека. При этом решающее значение играют уровень шума и фактор времени. Степень раздражающего воздействия зависит и от того, насколько шум превышает привычный окружающий фон, какова заключенная в нем информация. Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия - звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости.

Очень шумная современная музыка также притупляет слух, вызывает нервные заболевания. Шумы вызывают функциональные расстройства сердечнососудистой системы; оказывают вредное влияние на зрительный и вестибулярный анализаторы, снижает рефлекторную деятельность, что часто становится причиной несчастных случаев и травм.

Шум коварен, его вредное воздействие на организм совершается незримо, незаметно. Организм человека против шума практически беззащитен.

В настоящее время врачи говорят о шумовой болезни, развивающейся в результате воздействия шума с преимущественным поражением слуха и нервной системы.

Важно помнить, что понижение слуха под влиянием шума, как правило, необратимо, т.к. в основе лежит атрофия нервных элементов. Современная медицина не располагает лечебными средствами, способными восстановить погибшие или даже гибнущие нервные клетки.

Очень сильный шум (свыше 110 дБ) может стать причиной, так называемого шумового опьянения – агрессивного, возбужденного состояния, а впоследствии привести и к потере слуха.

Задумайтесь, сколько вокруг нас источников звука! Вон на детской площадке «стонут» несмазанные качели, кричат ребятишки во дворе, звенит волейбольный мяч, кто-то стучит, вставляя стекло. По улице, урча моторами, проносятся автомобили, из соседних окон звучит музыка, хлопает выбиваемый ковер, засвистел чайник на кухне, непрерывно тикают часы, скрипнула дверь…

И это – только дома. Прогулка же по большому городу нередко заканчивается головной болью – так действует на нас разнообразный шум. Не сравнить с тишиной у реки, когда слышно лишь журчание воды, шелест листьев.

Все меньше людей оказывается в таких «чистых» звуковых условиях. Переселяясь в города, человек должен привыкать к новой, «загрязненной» шумами среде. Врачи давно бьют тревогу, приводя свидетельства частичной или полной потери слуха, а также нарушений нервной системы, связанных с избытком обрушившихся на наши уши звуков.

Схема. Влияние шума на организм человека (Приложение №3).

1.4. Защита от шума

Борьба с шумами ведется не первый год: выносят за черту города железные дороги и скоростные автострады, запрещают пользоваться звуковыми сигналами, отводят в сторону от жилых районов маршруты самолетов.

Вы видели, вероятно, как музыканты наушниками защищаются от шума, который сами же и производят. Похожие наушники из звукоизолирующих материалов надевают на себя рабочие в грохочущих цехах. А чтобы лучше спать, теперь в аптеках предлагают «беруши» - белые и волокнистые, словно вата, квадратики для затыкания ушей. Их не так уж давно придумали ученые. Оберегая слух совсем еще маленьких детей, да и взрослых тоже, врачи-гигиенисты предусмотрели предельные уровни звуков, которые издаются игрушками, начиная от погремушки.

Борьба с уличным шумом ведется путем замены трамвайного транспорта троллейбусным и автобусным, ограничения пользования звуковыми сигналами и т.п.

Основные методы борьбы с шумом:

1. Звукопоглощение (применение материалов из минерального войлока, стекловаты, поролона и т.д.).

2. Звукоизоляция. Звукоизолирующие конструкции изготавливаются из плотного материала (металл, дерево, пластмасса).

3. Установка глушителей шума.

4. Рациональное размещение цехов и оборудования, имеющих интенсивные источники шума.

5. Зеленые насаждения (уменьшают шум на 10 – 15 дБ).

6.  Индивидуальные средства защиты (вкладыши, наушники, шлемы).

II. Экспериментальная часть

Сегодня шумовое загрязнение окружающей среды стало серьезной проблемой, в особенности в городах. Слуховое восприятие - мощная сигнальная система, с которой теснейшим образом связано наше самочувствие. Мне стало интересно узнать, как шум влияет на здоровье человека.

Реакция на шум сильно зависит от особенностей личности, возраста, пола, состояния здоровья, профессии. Воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия – звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости.

        2.1. Социологический опрос.        

1. В процессе работы был проведен опрос учащихся старших классов и их родителей (127человек), где использовалась анкета с вопросами.

 Анкета 1. Диаграмма по результатам анкеты (Приложение №4)

 2. Следующий опрос проводился среди взрослых разного пола, работающих на различных предприятиях (60 человек).

      Анкета 2. Диаграмма по результатам анкеты. (Приложение №5)

Вывод по результатам социологического опроса: Данные опроса показывают, что большая часть опрошенных в большей или меньшей степени реагирует на шум (в зависимости от особенностей личности, возраста, пола, состояния здоровья). У большинства опрошенных шумовые воздействия вызывают те или иные дискомфортные состояния, которые при длительном воздействии могут привести к серьёзным заболеваниям.              

2.2. Опыт на определение остроты слуха.

Острота слуха - это минимальная громкость звука, которая может быть воспринята ухом испытуемого. Нормальным можно считать слух, когда тиканье ручных часов среднего размера слышно на расстоянии 10-15 см от уха испытуемого.

Оборудование: механические часы, линейка.

Порядок работы:

1. Приближайте к себе часы, пока не услышите звук.

2. Приближайте часы плотно к уху и отводите их от себя до тех пор, пока  

    не исчезнет звук.

3. Измерьте расстояние (в первом и во втором случаях) между ухом и

    часами (в см).

4. Рассчитайте среднюю величину двух показателей.

Таблицы 1,2,3 - Средняя величина значений определения  остроты слуха по результатам  опыта (Приложение № 6)

Вывод: Мой опыт показал, что с возрастом потеря слуха увеличивается, а также у молодежи (учащиеся 7-11кл.) увлекающихся рок-музыкой или просто громкой музыкой,  наблюдается снижение слуха и приравнивается к показателям слуха людей 45-55 летнего возраста.

2.3. Практическая работа  «Изучение шумового загрязнения».

И все-таки автомобильный транспорт лидирует среди основных источников шума. Именно он вызывает на магистральных улицах  шум до 95 дБ по шкале шумомера.

Я обследовала интенсивность движения автотранспорта в различных территориях поселка Волоконовка, осенью и зимой, контрольное время – с 9.00 до 10.00 утра. Обследование проводилось 7, 9, 11 февраля 2011г. и 4, 6, 8 октября 2010г.

Для определения шумового показателя можно использовать шумомер или воспользоваться таблицей с готовыми показателями уровня шума для определенных источников.

Цель работы:

• Оценить степень шумового загрязнения в разных территориях

          поселка Волоконовка;

• Научиться производить математические расчеты по формуле.

Оборудование: блокнот, карандаш.

Ход работы.

1. Выбрать участок дороги (можно вблизи своего дома) и подсчитать количество проехавших через него транспортных единиц в течение часа.
2. Изучить таблицу «Шумовое загрязнение природной среды транспортно-дорожным комплексом» (Приложение  № 7)

3.  Заполнить таблицу (Приложение №8), определив шумовое загрязнение по формуле:

           Ш=   (рп), где Ш – общее шумовое загрязнение, -   знак суммирования,

р -  шумовой показатель, п – количество данного вида транспорта , проехавшего по участку за один час.                

4.  Заполнить сводную таблицу 1, используя таблицу 2 (Приложение №9).

Диаграммы по результатам исследования – (Приложение № 10).

Вывод: В результате проведения данной практической работы, используя расчетные значения шумовой характеристики транспортного потока получила следующие данные: Уровень шума от автотранспорта на улице Ленина составляет – 64 дБ, в районе школы – менее 57,5 дБ и на улице Чернышевского –  менее 57,5 дБ. По результатам эксперимента на оживленных улицах уровень шума выше. Расчеты доказали, что в разное время года уровень шума различный, в осенний период он более высокий.  

Допустимый уровень шума  в дневное время по санитарным нормам – 50 дБ.

Заключение

Ухо – единственный орган, при помощи которого мы можем почувствовать шум. Но оказывается человеческое ухо, также как и другие органы, нуждается в защите, в данном случае – защите от шумового загрязнения. Шум оказывает вред на наш организм незаметно для нас, т.е. мы не можем видеть воздействие шума на нас. В работе представлены способы защиты от шума.

 Надеюсь, что люди будут бережнее относиться к своему здоровью, стараясь как можно меньше подвергаться вредному воздействию шума.

В работе приведены методики шумовых характеристик автомобильного транспорта, а также представлен практический материал по изучению параметров шума и его влияния на здоровье человека. Дана методика проведения социологического опроса и обработка полученных данных. В работе использованы различные методы: социологического опроса, математический, тестирование, наблюдения, практического эксперимента.

Данная работа доказала, что шумовое загрязнение присуще нашему поселку. На производстве и в быту шум оказывает влияние на самочувствие  людей.                    

С шумом необходимо бороться. Умение соблюдать тишину – показатель культуры человека и его доброго отношения к окружающим. Тишина нужна людям так же, как солнце и свежий воздух.

Выводы и практические рекомендации:

• шум вредно отражается на состоянии здоровья человека, прежде всего, ухудшается слух и состояние нервной системы;
• нужно бороться с вредным влиянием шума путем контроля уровня  шума;
• проводить профилактические мероприятия по предупреждению шумовых болезней;
• использовать шумоизолирующие средства и уменьшать использование различных шумовых эффектов;
• ученикам не шуметь на уроках и переменах, так как шум не просто мешает восприятию материала, но и вредно влияет на наше здоровье;
• вдоль территории школы со стороны улицы высадить деревья, чтобы  уменьшить шум автотранспорта;
• больше бывать на природе: в лесу, у реки.

Я считаю, что для нашего небольшого поселка самый лучший способ поглощения шума – это увеличение зеленой зоны. Зеленые растения поглощают шум, на 20% снижают падающую на них звуковую энергию.

Литература

1. Влияние шума на здоровье человека. – www. alfaland.ioso.ru

2. Громов С.В., Родина Н.А. «Физика. 8 класс». - М: Просвещение, 2000 .

3. Защита от шума. - www.fizika.ru/theory

4. Конкурс «Я иду на урок» «Звуковые волны». - www.top.list.ru

5. Кузнецов В.Н. Справочные и дополнительные материалы к урокам  экологии. -

    М: Дрофа, 2002.

3. Лучшие рефераты по экологии. Ростов-на-Дону: «Феникс», 2001.

4. Носова Л.В.Шум и здоровье человека.// журнал «Биология в школе»  №2, 1999.

5. Основные источники экологических загрязнений  недвижимости. - www.ecostandard.ru

6. Плужников М. С., Рязанцев С. В. «Среди запахов и звуков». – М: Молодая гвардия, 1991.

7. Распространение звуковых волн в пространстве и веществе. –

     www.edwardsemyonov.narod.ru

8. Талютина О.А. Спаси и сохрани. // журнал «Биология в школе» №1, 2001.

9. Экологический практикум.// журнал «Биология в школе» №7, 2000.

Приложения

Приложение № 1

Диаграмма. Шумовое загрязнение

На диаграмме представлены источники шума в окружающей человека среде по справочным данным независимой экологической экспертизы, проводимой в 2003 году компанией ECO STANDARD.

Приложение № 2

Таблица. Интенсивность шума различных источников

Приложение № 3

Схема. Влияние шума на организм человека

  Действия шума                                                                           Психические заболевания

    Трудности взаимопонимания                                                    Частые ссоры

     Ухудшения настроения                                                             Возникновение трудностей

                                                                                                          взаимопонимания в семье

     Плохая сосредоточенность

                                                                                                           Общее ухудшение

     Чувство досады                                                                           самочувствия

     Ухудшение сна                                                                            Снижение функциональной

                                                                                                           деятельности организма

      Повышенная раздражительность                                                                                                                                                                                

Приложение № 4

Социологический опрос

Анкета 1

• Какие звуки из предложенных, вам нравятся, а какие - не нравятся?

• Шум спокойного парка
• Шум в доме
• Громкий разговор
• Шум телевизора
• Работа пылесоса
• Громкая музыка
• Шум транспорта
• Стук дождевых капель

Диаграмма по результатам анкеты.

Приложение № 5

Социологический опрос

Анкета 2

Шум у вас вызывает:

• Неврозы
• Усталость
• Раздражительность
• Головную боль

                    Диаграмма по результатам анкеты

                      Диаграмма по результатам анкеты

Приложение № 6

Опыт на определение остроты слуха.

В эксперименте по определению остроты слуха принимали участие:

• люди разных возрастов;
• юноши и девушки, увлекающиеся различной музыкой (47 человек).

Средняя величина значений определения остроты слуха.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Приложение № 7

Таблица. Шумовое загрязнение природной среды транспортно-дорожным комплексом.

Приложение № 8

Сводная таблица шумового загрязнения по результатам эксперимента.

   Район школы  ул. Коммунистическая

   Октябрь: Ш= (90х2) +(85х21)+ (87,5х0)+ (97х1)=2062:4= 516

   Февраль: Ш= (90х1) +(85х9)+ (87,5х0)+ (97х0)=855:4=214

ул. Ленина

   Октябрь: Ш= (90х10) +(85х120)+ (87,5х12)+(97х4)=12498:4= 3124,5

   Февраль: Ш= (90х5) +(85х91)+ (87,5х11)+(97х0)=9147,5:4= 2286,9

ул. Чернышевского

Октябрь: Ш= (90х0) +(85х4)+ (87,5х0)+(97х0)=340:4= 85

    Февраль: Ш= (90х0) +(85х1)+ (87,5х0)+(97х0)=85:4= 21

Приложение № 9

Таблица 1. Среднее шумовое загрязнение по результатам эксперимента.

Таблица 2. Расчетное значение шумовой характеристики автотранспортного потока L при средневзвешенной скорости движения 40км/ч.

Примечание. Расчетные значения шумовой характеристики определялись по формуле L= 4,3 + 10 1g NV2(1+0,0835Кr) приV= 40км/ч; Кr= 40%. В этом случае выражение имеет вид

L = 42,7 + 10 1g N.

Приложение № 10

Диаграммы по результатам исследования