Ученическая исследовательская работа " Акустическое загрязнение и его влияние на организм человека"

Муницапальное общеобразовательное учреждение

«Пустошенская основная школа»

Шуйского муниципального района Ивановской области

Адрес: 155928, село Пустошь Шуйского муниципального района

Ивановской области, квартал 2, дом № 1; e-mail: pus9856@yandex. ru

Исследовательская работа

«Акустическое загрязнение

и его влияние на организм человека»

Работу выполнил: Стрельцов Владимир Алексеевич,

ученик 9 класса МОУ Пустошенская ОШ

Руководитель: Канаичева Мария Викторовна,

учитель физики МОУ Пустошенская ОШ

Содержание

1. Введение. Актуальность исследуемой проблемы

2. Теоретическая часть

3. Исследование воздействия шума на организм человека

4. Заключение

5. Список литературы

I. Введение. Актуальность исследуемой проблемы.

Актуальность темы и исследования обусловлена тем, что шум стал постоянной частью человеческой жизни, одним из существенных загрязнений окружающей среды.

Данная работа посвящена проблеме выявления влиянии звуков и шумов на организм человека.

Человек всегда жил в мире звуков и шума. Способность к восприятию звуков – одна из важнейших составляющих нашего полноценного общения с окружающим миром. Звуковые ощущения позволяют не только получать эстетическое наслаждение от прослушиваемой музыки, пения птиц, шороха листьев, но и массу полезной информации, необходимой нам повседневно.

До сих пор, огромная часть людей, не догадывается об опасности шумового загрязнения. Это происходит из-за того, что проблемы шумового загрязнения окружающей среды были осознаны относительно недавно и стали остроактуальными только в последнее время.

На уроках физики после изучения темы «Механические колебания и волны. Звук». Я заинтересовался вопросом: влияет ли шум на живые организмы?

Гипотеза: Шум наносит ощутимый вред здоровью человека

Предмет исследования: Действие шума на организм человека.

Цель исследования: Выяснить, как влияет шум на организм человека.

Задачи исследования:

• Изучить характеристики звука и шума

• Изучить и проанализировать литературу по теме работы

• Провести анкетирование и проанализировать полученные результаты

• Экспериментально определить уровень шума в селе Афанасьевское.

• Сделать анализ полученных результатов

Методы исследования:

• Работа с источниками информации.

• Анкетирование

• Практическая работа по определению уровня шума в селе Афанасьевское.

II. Теоретическая часть.

2.1. Характеристики звука и шума.

Природа никогда не была безгласной. Звук – одно из самых древних её проявлений, такой же древний, как и сама Земля. Так что же собой представляет звук? В научной литературе дается понятие звука как колебания частиц в упругих средах, распространяющиеся в форме продольных волн, частота которых лежит в пределах, воспринимаемых человеческим ухом, т.е. в среднем от 16 до 20000 Гц (1 Гц – 1 колебание в секунду). В воздухе при температуре 0⁰С и нормальном атмосферном давлении звук распространяется со скоростью 330 м/с, в морской воде – около 1500 м/с, в некоторых металлах скорость звука достигает 7000 м/с. Упругие волны с частотой меньше 16 Гц называют инфразвуком, а волны, частота которых превышает 20000 Гц,- ультразвуком.

Шум – громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание.

Для всех живых организмов, в том числе и человека, звук является воздействием окружающей среды. В природе громкие звуки редки, шум относительно слаб и непродолжителен. В природной среде преобладают звуки шелеста листьев, птичьи голоса, легкий плеск воды и шум прибоя. Прослушивание природных звуков успокаивает усталого раздраженного человека. Так же действует и классическая музыка. Но совсем иным по своему воздействию является шум создаваемый транспортом, крик, поп-музыка и рок-музыка. Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах (дБ). Шум в 20-30 дБ практически безвреден для человека и составляет естественный звуковой фон, без которого невозможна жизнь. Что же касается «громких звуков», то здесь допустимая граница поднимается примерно до 70-80 дБ. Нормальный шум окружающей человека среды варьирует в пределах 35-60дБ. Но к этому фону прибавляются все новые децибелы, в результате чего уровень шума зачастую превышает 100дБ. Шум в 120 дБ вызывает у человека болевое ощущение.

Человек творил, появлялись всё новые и новые звуки. После изобретения колеса, по справедливому замечанию известного английского акустика Р.Тейлора, человек, сам того не осознавая, посеял первое звено современной проблемы шума. Естественные звучания голосов Природы стали все более редкими. Шум трамваев, рёв реактивных самолётов, вопли громкоговорителей и тому подобное стали неотъемлемой частью современного общества. Шумовое загрязнение окружающей среды – это звуковой бич нашего времени.

Наряду с проблемами загрязнения воздуха, почвы и воды человечество столкнулось с проблемой борьбы с шумом. Все это обусловлено тем, что воздействие шума на организм человека, на животный и растительный мир, бесспорно вредно.

2.2. Воздействие звука на живой организм.

Воздействие звука на человека.

Долгое время влияние шума на организм человека специально не изучалось, хотя уже в древности знали о его вреде. В настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на организм человека. Существует огромное количество различных источников звука и шума. Чувствительность нашего уха очень велика – диапазон интенсивностей от порога слышимости до порога осязания огромен. Мерой чувствительности органов слуха к восприятию звуковых волн данной интенсивности является уровень интенсивности.

Уровень шума, как я уже говорил, измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления, - децибелах (дБ). Это давление воспринимается не беспредельно. Уровень шума в 20-30 децибелов практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон.

Шум в 50-60 дБ приводит к повышению порога слуховой чувствительности и к ухудшению функционального состояния центральной нервной системы, поэтому допустимый уровень шума для классных помещений не должен превышать 40 дБ.

Допустимый уровень шума в жилых помещениях в дневное время не должен превышать 40 дБ, а в ночное – 30 дБ.

Установлено, что если уровни интенсивности воспринимаемых звуков невелики и находятся в пределах возможностей человеческой речи (до 70 дБ), то такие звуки не вызовут изменений и будут восприниматься как обычный звуковой образ. Звуки и шумы свыше 70 дБ неприятны для слуха, а звуки интенсивностью свыше 130 дБ (громовой раскат, взлет реактивного самолета) обладают травмирующими свойствами.

Нормальная человеческая речь имеет громкость 40-70 дБ. Шум уличного транспорта – 60-80 дБ. Шум в заводских цехах – 90 дБ. Рев мотоцикла без глушителя – 100 дБ. Далее следует грохот музыки на дискотеке – 110 дБ. А уровень звукового давления на рок - концерте может составить 120 дБ, что сопоставимо с ревом реактивного двигателя. Отсюда уже недалеко и до болевого порога человека – 140 дБ.

Следует помнить, что звуки громкостью 85 дБ и выше уже оказывают вредное воздействие на слух. Один из важнейших органов чувств является слух. Благодаря нему мы способны принимать и анализировать все многообразие звуков окружающей нас внешней среды. Слух всегда бодрствует, в известной мере даже ночью, во сне. Он постоянно подвергается раздражению, ибо не обладает никакими защитными приспособлениями, сходными, например, с веками, предохраняющими глаза от света.

Слух – самое совершенное чувство. Он может не только различать огромный диапазон звуков, но и точно определять пространственное нахождение их источника.

Слух позволяет нам чувствовать себя в безопасности. Только он дает возможность услышать шум приближающегося сзади автомобиля и вовремя среагировать Слуховой орган имеет настолько сложное устройство, что до сих пор ни одно техническое приспособление не в силах полностью его заменить Ухо – один из наиболее сложных и тонких органов: он воспринимает и очень слабые, и очень сильные звуки. Под влиянием сильного шума, особенно высокочастотного, в органе слуха происходят необратимые изменения. Изменения, возникающие в органе слуха, некоторые исследователи объясняют травмирующим действием шума на внутренне ухо. Имеется мнение, что действие шума на орган слуха ведет к перенапряжению и при отсутствии достаточного отдыха приводит к нарушению кровоснабжения внутреннего уха. При высоких уровнях шума слуховая чувствительность падает уже через 1-2 года, при средних - обнаруживается гораздо позже, через 5 – 10 лет, то есть снижение слуха происходит медленно, болезнь развивается постепенно. Последовательность, с которой происходит утрата слуха, сейчас хорошо изучена. Сначала интенсивный шум вызывает временную потерю слуха. В нормальных условиях через день или два слух восстанавливается. Но если воздействие шума продолжается месяцами или, как это имеет место в промышленности, годами, восстановление не происходит, и временный сдвиг порога слышимости превращается в постоянный. Сначала повреждение нервов сказывается на восприятии высокочастотного диапазона звуковых колебаний ( 4000 Гц или выше ), постепенно распространяясь на более низкие частоты. Высокие звуки «ф» и «с» становятся неслышными. Нервные клетки внутреннего уха оказываются настолько поврежденными, что атрофируются, гибнут, не восстанавливаются.

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, повышение АД, сердцебиение.

Очень шумная современная музыка также притупляет слух, вызывает нервные заболевания. По статистике сегодня 20 из 150 млн. россиян страдают тугоухостью. Группа ученых обследовала молодежь, часто слушающих громкую современную музыку. У 20% юношей и девушек, которые непомерно увлекались рок-музыкой, слух оказался сниженным так же, как и у 85-летних стариков.

Особую опасность представляют дискотеки для подростков и слушание музыки в наушниках. Скандинавские учёные пришли к выводу, что каждый пятый подросток плохо слышит, хотя и не всегда об этом догадывается. Причина – злоупотребление наушниками и долгое пребывание на дискотеках. Обычно уровень шума на дискотеке составляет 80–100 дБ, что сравнимо с уровнем шума интенсивного уличного движения или взлетающего в 100 м турбореактивного самолёта. Музыка, пусть даже совсем тихая, снижает внимание – это следует учитывать при выполнении домашней работы. Когда звук нарастает, организм производит много гормонов стресса, например, адреналин. При этом сужаются кровеносные сосуды. В дальнейшем всё это может привести к нарушениям работы сердца и кровообращения. Эти перегрузки – причина каждого, по крайней мере, десятого инфаркта.

Вот почему абсолютно недопустимо делать уроки под музыку, злоупотреблять прослушиванием музыки через наушники, а также бесконтрольно пользоваться ими на улице и в транспорте.

Шум рассеивает внимание человека, существенно влияет на его трудоспособность и результативность труда. Так, при фоне шума в 70 дБ (это небольшой уровень шума) человек, выполняющий операции средней сложности, допускает в 2 раза больше ошибок, чем при отсутствии этого шумового фона. Особенно сильно влияет шум на работоспособность людей, занятых умственным трудом. Ощутимый шум снижает работоспособность людей умственного труда более чем в 1,5 раза, а у занятых физическим трудом — почти на 1/3. Наш век стал самым шумным. Трудно сейчас назвать область техники, производства и быта, где в звуковом спектре не присутствовал бы шум, то есть мешающая нам и раздражающая нас смесь звуков.

Воздействие звука на животных:

- под воздействием шума птицы бросают свои гнёзда и оставляют кладки, перестают заботиться о птенцах;

- у млекопитающих интенсивный шум приводит к изменению артериального давления и ухудшению свойств сердечной мышцы, гибели от паралича сердца;

- у кроликов, подвергавшихся действию шума в 102 дБ в течение 10 недель, были обнаружены более высокий холестерин в крови и более развитая форма атеросклероза аорты, чем у животных, находившихся на таком же рационе, но не испытывающих действие шума;

- под действием шума животные теряют способность ориентироваться в пространстве;

- под действием шума крысы перестают размножаться, а некоторые из них поедают свой молодняк.

Воздействие звука на растения:

- липа в лесу живёт 300 – 500 лет, в парках и садах 125 – 250 лет, на улицах 50 – 80 лет;

- вяз в лесных условиях может жить до 300 лет, а на улицах до 45 лет.

III. Исследование воздействия шума на организм человека.

Ныне воздействие звука, шума на функции организма изучает целая отрасль науки – аудиология. В настоящее время ученые во многих странах мира ведут различные исследования с целью выяснения влияния шума на здоровье человека. Шум – такой же медленный убийца, как и химическое отравление

Как и любое другое учреждение, наша школа страдает от шумового загрязнения — внешнего и внутреннего.

От чрезмерного уровня шума усиливается состояние дискомфорта: на переменах стоит шум, бегают дети (учащиеся начальной школы), раздается громкий смех, крики. К сожалению, в некоторых классах, есть ученики, которые ведут себя на уроках достаточно шумно, остальным приходится напрягать слух. Учителю также приходится работать с повышением голоса. К концу учебного дня устают и те, и другие, у некоторых начинает болеть голова. Как же бороться с этой проблемой? Нужно объяснить ученикам последствия такого шума, его влияние на нервную систему. Важно, чтобы они сами осознали необходимость соблюдения тишины во время урока и на переменах. Конечно, требовать абсолютной тишины во время перемен неразумно, но относительного спокойствия все, же надо добиться. А вот отсутствие шума на уроках — явление крайне необходимое. Так учителю легче работать, да и сами ученики смогут лучше сосредоточиться.

3.1. Проведение социологического опроса.

В ходе работы среди обучающихся и педагогов школы было проведено анкетирование, с помощью которого я попытался выявить влияние шума на организм человека. Для проведения социологического опроса я разработал анкеты.

В анкетировании принимали участие 70 человек, из них 10 учителей и 60 учащихся школы.

Результаты анкетирования представлены в таблицах.

Анкета «Выявление воздействия шума»

Выявлено, что большинство респондентов знают о вредном влиянии шума на организм человека. Данные анкетирования позволяют говорить о том, что у большинства респондентов после шума наблюдается усталость, невнимательность, рассеянность. Шум мешает сосредоточенно работать на уроках и отдыхать на переменах.

Вывод: Исходя из этих данных, можно сделать вывод о том, что шум в школе отрицательно влияет на организм учащихся и учителей.

Анкета « Мешает ли Вам шум?»

По данным второго анкетирования выявлено, что, несмотря на то, что 90% опрошенных известно о неблагоприятном воздействии шума на организм человека, учащимся нравится слушать громкую музыку. На уроках физической культуры, где особенно шумно, респонденты (65 %) указали, что им не мешает шум. А это значит, что мы привыкли к шумным условиям жизни. 46 % респондентов отметили, что после долгого прослушивания громкой музыки у них начинает болеть голова.

Вывод: Анкетирование доказывает неблагоприятное влияние шума на организм человека. Высокий уровень шума вызывает некомфортное состояние.

3.2. Исследование шумового загрязнения села Афанасьевское.

Автотранспорт является лидером шумового воздействия на окружающую среду. Он обеспечивает 90% акустического загрязнения.

Цель работы – оценить степень шумового загрязнения в разных участках села Афанасьевское

Оборудование: блокнот, карандаш, таблица уровня шума для определенных источников.

Ход работы:

1. Было выбрано два участка дороги: автотрасса «Шуя – Палех» и проселочная дорога «Арефино – Афанасьевское»

2. Подсчитано количество проехавших транспортных единиц в течение 10 минут.

3. Высчитано общее шумовое загрязнение по формуле: ш = Σ (р · п), где ш – общее шумовое загрязнение, р – шумовой показатель (взят из таблицы), п – количество данного вида транспорта, проехавшего по участку за 10 минут.

4. Результаты исследования занесены в таблицу.

Вывод: Акустическое загрязнение территории вдоль автотрассы «Шуя – Палех» в 3 раз больше, чем шумовое загрязнение территории вдоль проселочной дороги «Арефино – Афанасьевское». Жители села, чьи дома расположены вдоль автотрассы, находятся в более неблагоприятных условиях, чем жители поселка.

IV. Заключение.

В ходе теоретического изучения шума и его влияния на организм человека, были определены основные понятия: что такое шум (звук), определены уровни шума, влияние шума на орган слуха.

Шум коварен, его вредное воздействие на организм незаметно. Шум может привести к:

• Утомлению слуха и тугоухости

• Повышению артериального давления, боли в области сердца, аритмии, атеросклероза.

Таким образом, практически доказано, что шум вредно влияет на организм человека.

Но можно ли уменьшить его воздействие на живые организмы, включая человека? Эффективным средством борьбы с шумом является озеленение. Экраном для звуковых волн может служить листва деревьев и кустарников благодаря своим звукоотражающим и звукопоглотительным способностям. Деревья, посаженные близко друг от друга, окаймленные кустарниками, значительно снижают уровень шума.

Потребность в тишине стала общечеловеческой проблемой, и в её решении великолепными помощниками могут стать растения, если их грамотно высаживать и бережно сохранять.

Планы на будущее:

• Мне не удалось измерить уровень шума в здании школы и на ее территории, так как не было шумомера, поэтому это остается в планах;

• Проверить остроту слуха у обучающихся и учителей;

• Составить рекомендации для обучающихся по защите от вредного воздействия звуков и шума.

V. Список литературы.

1. Кабардин О.Ф.Физика. -М.: «Школа-Пресс». Физика в школе, 1993.

2.Воздействие на организм человека опасных и вредных экологических факторов. Метрологические аспекты. В 2-х Т./Под ред. Исаева Л.К. Т.1. – М.: ПАИМАС. 1997. – 512с.

3. Физические поля и безопасность жизнедеятельности / А.В. Гордиенко.- М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006 год.

4. Энциклопедия для детей. Т.18. Человек.- М.,Аванта+,2001г.

5. Все обо всем. – М., АСТ, 2000г.

6. Я познаю мир: Экология. –Изд-во АСТ, 1999г.

7. Энциклопедия «От А до Я».- М., Просвещение,1988г.

8. А.В. Пёрышкин. «Физика» 9 класс.

9. Чекин М.С. Внимание: Шум!/М.С.Чекин.- Ленинград: Лениздат, 1978. – 191 с.

Интернет ресурсы:

https://sites.google

http:// www.eurolab.ru

http://www.agritourism.ru

http://www.coolreferat.ru

14