Környezetvédelem (KM002_1)

Átírás

1 Környezetvédelem (KM002_1) 9. Zaj-, rezgés- és sugárzásvédelem 2016/2017-es tanév I. félév Dr. habil. Zseni Anikó egyetemi docens SZE, AHJK, Környezetmérnöki Tanszék A hang 3 jelentéstartalma Fizikai jelenség: mechanikai hullám, azaz rugalmas közegben tovaterjedő rezgés Élettani (biológiai) jelenség: a fül a rezgéseket felfogja, hangérzetté alakítja (hallásküszöb, fájdalomküszöb) infrahang hallható hang ultrahang f<15 Hz 15<f<16000 Hz Hz<f Értelmi, esztétikai (lélektani) jelenség: hangélmény 1

2 Mitől zaj a hang? Kellemes hangok Zajok madár gyár vers közlekedés rendezett hullámkép rendezetlen hullámkép Zaj: különböző magasságú és erősségű hangok keveréke, amit az ember kellemetlennek, zavarónak érez (szubjektív fogalom). Minden olyan hang zaj, ami nem hangélmény, hanem kellemetlen hang A zajosság kifejezésére használt fogalmak hangteljesítmény: hangforrást körülvevő zárt felületen egységnyi idő alatt átáramló energia hangintenzitás: a zajforrást körülvevő közeg egységnyi felületén egységnyi idő alatt átáramló energia (I = W/m 2 ) hangnyomás: a terjedő hullámok keltette nyomásingadozás zajforrások teljesítménye 15 nagyságrend széles tartományban mozog a fül a hangintenzitás logaritmikus változására érzékeny intenzitás- vagy hangnyomásszint: a hallásküszöbhöz viszonyított intenzitás vagy hangnyomás logaritmusa [db] (immissziós jellemző) 2

3 hangintenzitásszint kiszámítása: L I = 10lg(I/I 0 ) db I 0 = W/m 2 (vonatkoztatási alap, a db-skála 0 pontja) (hallásküszöb) L I = 10lgI - 10lg10-12 L I = 10lgI db a fül nem minden frekvencián egyformán érzékeny az emberi hallás frekvenciafüggésének modellezésére az A súlyozószűrőt használjuk dba A fül is a hangszint logaritmikus változásaira érzékeny: pl. abszolút hangintenzitás 10- szeresére nő érzékelés: hangosság kétszereződik 3

4 A hallható hangok tartománya Zajforrások típusai Pontszerű zajforrás: minden irányban egyenletes intenzitással sugároz Vonalszerű zajforrás: végtelen hosszú, a sugarát periodikusan változtató hengerrel modellezhető a hullámfrontok koncentrikus hengerfelületeken Síkfelületű zajforrás: a hullámfelületek a sugárzóval párhuzamosak 4

5 Zajterjedés szabad térben a zajterjedést befolyásoló tényezők: a levegő csillapító hatása domborzat növényzet árnyékolás (épületek, falak) meteorológiai tényezők zajterjedés zárt térben: I b = I v + I e + I a fenti tényezők értéke függ a fal anyagától, a beesési szögtől és a frekvenciától A zaj élettani hatásai halláskárosodás: időszakos hallásvesztés (halláscsökkenés) tartós hallásvesztés maradandó hallásvesztés (halláskárosodás) fiziológiai/pszichikai hatások (30-65 dba, dba, >85 dba) látszólag hozzászokunk a zajhoz emberek zajérzékenysége különböző (kor, fizikai állapot, pillanatnyi idegállapot, a zaj forrásához való viszonya) zajos munkahelyek, iskolák, kórházak, háztartások: csökken a teljesítőképesség, lelassul a tevékenység, nő a figyelmetlenség és a feszültség, romlik a koncentráció, emberek agresszívebbé válhatnak (társadalmi és egészségügyi problémák!) 5

6 A környezeti zaj forrásai közlekedési zajok: közúti, vasúti, légi üzemi zajok: termelő, szolgáltató tevékenységek, telephelyek, gépek, berendezések, építkezések, ill. az ezekhez kapcsolódó járműhasználat áramlási zaj: szellőző- és elszívó berendezések, kompresszorok, hűtőberendezések stb. szabadidős zajforrások ( diszkózaj ): szórakozóhelyek, vendéglátóhelyek, kulturális események, verseny- és hobbisportok stb. zaja A közúti közlekedés által okozott zajkibocsátás (forrás: KM) 6

7 A közúti közlekedési zajjal érintett lakosság száma öt nagyvárosunkban nappal (2011) (forrás: NKI, 2013) 65 dba: egészségi hatásait tekintve még elfogadható A közúti közlekedési zajjal érintett lakosság száma öt nagyvárosunkban éjjel (2011) (forrás: NKI, 2013) >55 dba: éjszakai alvást erősen zavaró 7

8 Zajcsökkentési lehetőségek emisszió transzmisszió immisszió átviteli út forrás átviteli út átviteli út vevő hangteljesítményszint hangnyomásszint hangosságszint 8

9 Védekezés a környezeti zajok ellen aktív védekezés: emisszió csökkentése a zajforrásnál gépek, épületek, járművek zajcsökkentett kivitelben történő tervezése zajforrás kiiktatása (leghangosabb gépet kell kiiktatni, több kisebb hangforrás megszüntetése csekély eredménnyel jár) berendezés vagy technológia módosítása gépjárműforgalom kitiltása Védekezés a környezeti zajok ellen passzív védekezés: transzmisszió csökkentése zajforrás szigetelése (zajcsökkentő tokok, rezgéscsökkentő gépalapok) zajárnyékoló falak, erdősáv hangelnyelő anyagokból (likacsos, szálas anyagok) falborítás (hang visszaverődése és a hangérzet csökken) hangtompítás rezonáló testek segítségével (hangenergia jelentős része ezen rezgésbe jövő testek rezgésének fenntartására fordítódik) immisszió csökkentése zajvédő sisak, füldugó, fültok, csendidő 9

10 4. Zajos gép körül kialakított hanggátló burkolat Zajos gép rezgés- és hangszigetelése Zajos gép zajcsökkentése rezonáló testek segítségével Kupola alakú mennyezet hangelnyelő képességének növelése álmennyezetek segítségével 10

11 Közlekedési zajok csökkentése Járművek hangszigetelése Hangelnyelő útburkolat kialakítása (porózus aszfalt) Forgalom korlátozása, sebességkorlátozás Zajárnyékoló létesítmények építése Meglévő épületek hangszigetelése Új utak/épületek tervezésekor zajvédelmi szempontok figyelembe vétele Forgalom elterelése a sűrűn lakott városrészekből más útvonalakra Nehézgépjárművek közlekedésének korlátozása Komplex intézkedések a tömegközlekedés fejlesztésére és részarányának növelésére a városi közlekedésben Közlekedés okozta zajterhelés csökkentésének lehetőségei zajárnyékoló létesítmények építése meglevő épületek hangszigetelése új utak/épületek tervezésekor zajvédelmi szempontok figyelembe vétele 11

12 Védekezés adminisztratív eszközökkel zaj elleni védelem szempontjából fokozottan védett területek kijelölése csendes övezetek kijelölése (kórház, szanatórium, oktatási, kulturális létesítmények) zajgátló védőterületek kijelölése önkormányzati rendeletekben helyi zajvédelmi szabályok megalkotása társasházak házirendje forgalomszervezési intézkedések (teherforgalom korlátozása, tiltása, sebességkorlátozás, utcák egyirányúsítása stb.) EU-s elvárások senki ne legyen az egészségét vagy életminőségét veszélyeztető zajnak kitéve a lakosság zajterhelése sehol se haladja meg a 65 dbat, és a zaj a 85 dba-t egyszer se lépje túl az éjszakai dba-s zajban élő lakosság helyzete ne romoljon tovább az 55 dba-s határ alatti zajjal terhelt lakosság terhelése ne emelkedjen e határ fölé 12

13 Stratégiai zajtérkép ~: adott területen belül a különféle zajforrásokból eredő zajnak való kitettség átfogó értékelését jelenti meglévő vagy előre jelzett zajhelyzetre vonatkozó adatok bemutatásának módja csak a jelentősebb zajforrásokat veszi figyelembe éves forgalomra/működésre készül nagyobb összefüggő területre vonatkozó, térségi problémákat kezel nem városra, hanem agglomerációra készül Stratégiai zajtérkép: részei Zajterhelési térkép: a vizsgált területen az egyes zajforrások (közút, vasút, üzemi létesítmények, légi közlekedés) által külön-külön okozott zajterhelés bemutatása egész napra (L den ) és éjszakára (L éjjel ) Zajérzékenységi térkép: a különböző funkciójú, zaj elleni védelmet igénylő, zajérzékeny területek akusztikai igényeinek, követelményeinek ábrázolása Konfliktustérkép: zajterhelés és zajszint küszöbérték különbségét (túllépést) ábrázolja Érintettség meghatározása: az adott területen hány lakos van kitéve egy adott zajszintnek Zajcsökkentési terv: a zaj csökkentése vagy a zaj további növekedésének elkerülése érdekében tervezett műszaki és szervezési intézkedések 13

14 Környezetvédelem Koren-Bedő, 2009 Győri Árkád csomópont közúti közlekedésből származó nappali zajterhelése Koren-Bedő, 2009 Győri Árkád csomópont közúti közlekedésből származó éjszakai zajterhelése 14

15 Budapest L den közút Budapest L éjjel közút in: Koren-Bedő, 2009 Konfliktustérkép in: Koren-Bedő,

16 Érintettség Lakossági érintettség (%) Budapest területére Teljes napi terhelés - Lden (db) >55 >60 >65 >70 >75 Közút Vasút Légiközlekedés in: Koren-Bedő, 2009 Érintettség Lakossági érintettség (%) Budapest területére Éjszakai terhelés - Léjjel (db) >50 >55 >60 >65 >70 Közút Vasút Légiközlekedés in: Koren-Bedő,

17 Rezgésvédelem Környezeti rezgések: a lakó-, üdülő- vagy középületek emberi tartózkodásra szolgáló helyiségeiben a külső környezetből származó rezgésgerjesztés hatására keletkező, az emberre nézve kellemetlen (káros) ún. egésztest-rezgések (<100 Hz) forrásai: közlekedés, gépek, berendezések üzemelése épületekre gyakorolt hatások (szerkezetek teherbírása, élettartama csökken, vakolatrepedés stb.) emberre gyakorolt hatások védekezés: rezgésszigetelés (átterjedés, továbbterjedés megakadályozása) rezgéscsillapítás (mozgási energiát hőenergiává alakítani) A rezgés hatásai az emberre érzékenység: a z legnagyobb a gerincoszlop irányában (a z ) mellkasra merőlegesen (a x ) és a mellkas irányában (a y ) kisebb a z a y a x az egyes szervek rezonanciafrekvenciái (legkárosabb rezgések): a x a x 3-6 Hz : csípő-váll-fej 5-9 Hz: máj-lép-gyomor 7 Hz: agy 9-15 Hz: száj, torok Hz: szemgolyó Hz: állkapocs a y gerincbántalmak, látászavar idegi panaszok, légzési nehézség, szívritmus-rendellenesség stb. a z 17

18 Sugárzásvédelem radioaktivitás: természeti jelenség spontán magátalakulások: gamma sugárzás, alfa-bomlás, bétabomlások sugárterhelés természetes kozmikus sugárzás földkéreg mesterséges atomfegyver kísérletek atomerőművek fűtőanyag ciklusa gyógyászati tevékenység (diagnosztika, terápiás kezelések) Környezetvédelem további hosszú felezési idejű leányelemek bizmut ólom Po Bi Pb Po Rn polónium AEROSZOLOK ESŐCSEPPEK 238 Urán bomlása a talajban légáramlás ülepedés csapadék rések, ahol a radon egy része kijut a talajból a légkörbe FÖLDFELSZíN 238 U Th Pa tórium protaktínium 234 U Th Ra Rn rádium radon radonnak a talajban maradó 222 Rn része 86 18

19 Atomreaktorok + energia A sugárzások káros hatásai sztochasztikus hatás valószínűségi jelleg a sugárterhelés után később lép fel daganatos és öröklődő betegségek, mutációk determinisztikus hatás a károsodás egy küszöbdózis felett biztosan bekövetkezik Hatás 100% félhalálos dózis LD 50/30 helyi sugársérülések sugárbetegség kezdeti, lappangási, kritikus, lábadozási szakasz 0% Küs zöb Dózis 19

20 Védekezés, felhasználás Védekezés külső sugárforrás ellen távolságnövelés időcsökkentés védőréteg alkalmazása Nukleáris anyagok és technológiák felhasználása atomreaktor analitikai eljárás (aktivációs analízis) nyomjelzéses módszer radioizotópos orvosi diagnosztika és terápia radioaktív kormeghatározás 20