Проєкт "Дослідження шумового забруднення і його вплив на здоров’я людини"

Учнівський екологічний проєкт з дослідження шумового забруднення і його впливу на здоров’я людини - це повноцінна дослідницька робота учениці 11 класу з екології, яка спрямована на вивчення джерел, рівнів та наслідків шумового забруднення для здоров'я населення в конкретному регіоні або місті.

Докладніше про роботу:

Під час навчального дослідницького проєкту з біології школярка проводить оцінку поточного стану шумового забруднення в обраній місцевості, визначає основні джерела шуму та вивчає вплив шумового забруднення на фізичне та психічне здоров'я людини. Авторка також розробила рекомендації для зниження впливу шуму на здоров’я людини.

Результати науково-дослідницької роботи з дослідження в 11 класі шумового забруднення і його впливу на екологію та здоров’я людини можуть бути використані для розробки і впровадження ефективних стратегій та заходів з шумозахисту. Це сприятиме покращенню здоров'я населення, а також підвищенню якості життя та створенню більш комфортного та безпечного середовища проживання.

Науково-дослідницька робота: «Дослідження шумового забруднення і його вплив на здоров’я людини»

Автор: Орлова Марія Павлівна, учениця 11-А класу Комунального закладу «Академічний ліцей №15» Кам’янської міської ради.

Науковий керівник: Василенко Інна Анатоліївна, вчителька біології КЗ «Академічний ліцей №15» КМР, спеціаліст вищої категорії, канд. техн. наук., доцент.
Комунальний позашкільний навчальний заклад «Мала академія наук учнівської молоді» Дніпропетровської обласної ради».

В даній екологічній дослідницькій роботі розглядається проблема шумового забруднення, яке супроводжує людини протягом доби; вплив шуму на здоров’я людини, заходи щодо його зниження.

У проєкті досліджено рівень шуму в різних точках міста за допомогою: портативного шумовимірювача WINTACT WT85, програмного забезпечення для смартфону «Шумовимірювач» з магазину застосунків для платформи Android GooglePlay, розрахункового метода щільності транспортного потоку. На основі вимірювань побудовані порівняльні гістограми, розрахована похибка вимірювання та орієнтовна ширина санітарно-захисної зеленої зони.

На другому етапі науково-дослідницької роботи виміряне шумове навантаження у школі під час різноманітних заходів, здійснене порівняння з допустимими значеннями. Крім того, проведене опитування учасників освітнього процесу (учнів та вчителів) на предмет реакції на надмірний шум. Відмічено вплив шуму на концентрацію уваги та продуктивність розумової праці, а також недостатню інформованість учнів щодо дотримання тиші у закладі освіти.

В рамках навчального дослідницького проєкту сформований ряд рекомендацій щодо зниження впливу шуму на організм людини, а для учнів розроблена анімація про необхідність дотримання тиші у ліцеї для проведення цікавих класних годин та ранкових зустрічей.

Ключові слова: шум, забруднення, шумовимірювач, захисна зона, автомобільний транспорт, викиди, розрахунок.

ЗМІСТ

ВСТУП
РОЗДІЛ І. Огляд літературних джерел з проблеми шумового забруднення навколишнього середовища.
1.1. Фізичні характеристики звуку та шуму
1.2. Типи шумів і джерела шуму
1.3. Вплив шуму на здоров’ я людини
1.4. Заходи щодо зниження шуму
1.5. Зниження рівня шумового забруднення за допомогою смуг зелених насаджень.
РОЗДІЛ 2. Експериментальні дослідження
2.1. Дослідження рівня шуму в різних точках міста за допомогою.
шумовимірювача та програмного забезпечення
2.2. Визначення рівня шуму розрахунковим методом
2.3. Порівняльний аналіз виміряних значень шуму з допустимим рівнем на різних територіях міста.
2.4. Шумове забруднення міста в умовах воєнного стану
2.5. Визначення ширини зеленої санітарно-захисної смуги.
2.6. Визначення рівня шуму в закладі освіти
2.7. Визначення реакції учасників освітнього процесу на шум
2.8. Розробка рекомендацій для зниження впливу шуму на здоров’я людини.
ВИСНОВКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ДОДАТКИ

Актуальність теми
Людина живе в світі різноманітних звуків, серед яких значне місце займають шуми. Шуми – невпорядковані, небажані звуки, різні за силою і частотою, які заважають сприйняттю корисних сигналів, негативно впливають на організм людини, погіршують її здоров’я і працездатність. Найбільше від постійного шуму страждають нервова система, органи слуху, поступово знижується загальна стійкість організму, розвиваються захворювання серцево-судинної системи - виникає шумова хвороба.

Тема дослідження є важливою та актуальною. Багато людей, особливо діти, не надають значення проблемі шуму, що виникає під час спортивних та розважальних позакласних заходів, на уроках та перервах. Шкільний шум за інтенсивністю іноді рівносильний шуму потягу, що згубно позначається на здоров’ї , негативно впливає на успішність учнів. Шум – це одна з форм фізичного (хвильового) забруднення природного середовища, адаптація до якого людини практично неможлива.

Основна проблема науково-дослідницької роботи: наявність в місті територій з підвищеним рівнем шумового забруднення, шум у закладі освіти, негативний вплив шуму на стан здоров’я населення.

Мета роботи: визначити рівень шуму у різних точках міста та у стінах закладу освіти різними способами, проаналізувати, яким чином люди реагують на шум та як він впливає на здоров’я людини.

Гіпотеза: міські території з підвищеним рівнем шумового забруднення та наднормовий рівень шуму у закладі освіти чинять негативний вплив на стан здоров’я учасників освітнього процесу.

Об’єкт дослідження: шумове забруднення у місті та в закладі освіти.

Предмет дослідження: особливості впливу шумового забруднення на організм людини.

Завдання:

• дослідити рівень шуму в різних точках міста за допомогою шумовимірювача, смартфону, розрахункового метода. Порівняти методи та визначити похибку;
• визначити рівень шуму у закладі освіти під час різноманітних заходів, порівняти з допустимими рівнями шуму;
• з’ясувати вплив шуму на учасників освітнього процесу шляхом опитування осіб різних вікових груп;
• дати рекомендації щодо зменшення шуму на різних ділянках міста, зниження негативного впливу шуму на здоров’я людини.

Методи: спостереження, експеримент, моделювання, статистичний.

Обладнання: шумовимірювач WINTACT WT85, смартфон з програмним забезпеченням «Шумовимірювач», комп’ютер, фотоапарат, мережа Інтернет.

Звук – фізичне явище, що уявляє собою поширення у вигляді пружних хвиль механічних коливань у твердому, рідкому або газоподібному середовищі.

Як і будь-яка хвиля, звук характеризується амплітудою, яка пов’язана з його інтенсивністю, і спектром частот, які визначають висоту його тону. Зазвичай людина чує коливання, що розповсюджуються в повітрі, в діапазоні частот від 16-20 Гц до 15-20 кГц . Але вказані межі діапазону дещо умовні, оскільки залежать від індивідуальних особливостей слухового апарату, від віку людини. Зазвичай з віком верхня частотна межа звуків, що сприймаються, значно знижується – деякі літні люди можуть чути з частотами, що не перевищують 6 Кгц. Діти ж, навпаки, можуть сприймати звуки, частота яких більша 20 Кгц.

Звук нижче діапазону чутливості людини називають інфразвуком, від 20 КГц до 1 ГГц – ультразвуком, понад 1 ГГц – гіперзвуком. Таким чином, при при малій частоті коливань звук сприймається як низький, а при великій частоті – як високий. Високі звуки чинять більш несприятливу дію на слух і на весь організм людини, ніж низькі. Тому шум, у спектрі якого переважають високі частоти більш шкідливий, ніж шум з низькочастотними спектрами.

Людський слух реагує не на абсолютний, а на відносний приріст гучності звуку. Тобто, фізіологічне відчуття однакових приростів виникає при зміні сили звуку не на однакову кількість одиниць, а в однакове число разів. Так, зміна звукового тиску у 10 разів (від 1 до 10 бар, від 10 до 100 бар і т.д.) завжди сприймається як однаковий приріст гучності.

Одиницю зміни гучності у 10 разів називають «белом». Таким чином, якщо інтенсивність одного звуку більше іншого в 10 разів, то другий звук більше першого на 1 бел, якщо у 100 разів, то на 2 бели, якщо у 10 000 разів, то на 4 бела. Більш зручно користуватись одиницею, яка у 10 разів менше бела, тобто децибелом (дБ) [1,3].

Шелест листя і шум прибою становить близько 20 дБ, телевізор з помірною гучністю – 70 дБ, мотоцикл – 110 дБ, відбійний молоток – 120 дБ.

Гучність – суб’єктивна характеристика звуку, яка визначається на основі слухового відчуття. Досвід показує, що гучність залежить як від інтенсивності звуку, так і від його частоти, тобто при різних частотах звуки однакової інтенсивності можуть сприйматися вухом як звуки різної (і як однакової) гучності. Встановлено, що вухо людини при сприйнятті звуку поводиться як нелінійний прилад: при збільшенні інтенсивності звуку в 10 разів гучність зростає всього в 2 рази, тому може сприймати звуки, що відрізняються один від одного інтенсивністю більш ніж в 100 тисяч разів [4].

За часовими характеристиками розрізняють шуми: постійний (рівень звуку міняється з часом не більше ніж на 5 дБА); непостійний (шум, під час якого рівень звуку безперервно змінюється); переривчастий (рівень звуку лишається постійним протягом 1 секунд і більше); імпульсний (складається з одного або декількох звукових сигналів протягом 1 сек).

За місцем виникнення: шуми, що виникають в будівлях, приміщеннях (зовнішні і внутрішні (побутові, механічні)); повітряні (розмови, спів, крик, робота телевізора); ударні (ходьба, біг дитини, танці). До повітряних і ударних шумів належать також шуми, які створюють ліфти, вентилятори, насоси.

За походженням розрізняють наступні шуми:

• механічний (виникає під час роботи конвеєра, внаслідок вібрацій поверхонь машин та обладнання, а також ударів у з'єднаннях деталей, збірних одиниць або конструкцій у цілому, виконання завантажувально-розвантажувальних робіт);
• електромагнітний (виникає внаслідок коливань елементів електромеханічних пристроїв під впливом магнітних змінних сил );
• аеродинамічний (виникає у разі витоку газів, руху повітря у вентиляційних камерах);
• гідродинамічний (виникає під час руху води і різноманітних рідин);
• повітряний (розповсюджується в повітряному середовищі);
• структурний ( виникає внаслідок коливання конструкцій стін, перекриттів, перегородок будівлі).

За характеристикою звукового діапазону частот шуми поділяються на: низькочастотний (1000 Гц).

У зв’язку індустріалізацією міст, зростанням транспортної рухливості населення, ростом технічного оснащення міського господарства розширюються контакти між техногенним середовищем міста і природним середовищем. Сільські ландшафти і приміські території зазнають активного впливу шосейних доріг і залізниць, аеродромів та річкових портів.

До джерел шуму відносяться також залізничні вузли і станції, великі автовокзали і автогосподарства, мотелі і кемпінги, трейлерні парки, промислові об’єкти і великі бази будівельної індустрії, енергетичні установки. Викликає додаткове шумове навантаження також недосконале планування міст, розміщення в їх межах джерел сильного шуму, наприклад, аеропортів, автомагістралей, підприємств.

В Україні прийняті санітарні норми для житлових будинків, середній допустимий рівень звуків: у денний час – 55 дБ, максимальний – 70 дБ, у нічний – 45 дБ, максимальний – 60 дБ.
Внутрішніми джерелами шумів в житлових будинках є працюючі гучномовні пристрої, ліфти, насоси, телевізори, радіоприймачі, музичні інструменти, які можуть створювати шум інтенсивністю від 70 до 95 дБ, гучна розмова людини по телефону з джерелом акустичного впливу – до 75 дБ. При цьому больовий поріг чутності складає 130 дБ.
Для багатьох великих міст джерелом значного шуму є залізничні підприємства, відкриті ділянки метрополітену і міські трамваї.

Одне з основних джерел шуму в місті – автомобільний транспорт, інтенсивність руху якого постійно зростає. Особливо цей шум турбує мешканців житлових будинків, вікна квартир яких виходять на вулиці з жвавим транспортним рухом. Рівень вуличних шумів обумовлюється інтенсивністю, швидкістю і характером (складом) транспортного потоку. Особливо до зростання шуму призводить збільшення в загальному потоці автотранспорту великовантажних автомобілів з дизельними двигунами.

Шум, що виникає на проїжджій частині магістралі, поширюється не тільки на примагістральну територію, але і вглиб житлової забудови. Так, в зоні найбільш сильного впливу шуму знаходяться частини кварталів і мікрорайонів, розташованих уздовж магістралей загальноміського значення.

Рівень шуму на магістралях загальноміського значення становить 68-78 дБ, магістралях районного значення – 62-78 дБ, житлових вулицях – 51-60 дБ. Трамвай також порушує акустичний режим міста: сучасний – створює шумове забруднення 75 дБ, вагони старої конструкції – до 95 дБ. Інтенсивність шумів трамваїв близька до шуму автобусів та дизельних автомобілів. У спектрі переважають середні і високі частоти. Рівень шуму залежить від конструкції вагонів і колійного господарства [3,4].

Шум негативно впливає на різні системи організму: серцево-судинну, нервову, порушує сон, увагу, збільшує роздратованість, викликає депресію, неспокій, може впливати на дихальну та травну системи; сприяє ушкодженню слухової функції з тимчасовою або постійною втратою слуху (під впливом сильного шуму слухова чутливість знижується вже через 1-2 роки, при середніх значеннях – через 5-10 років); порушенню здатності передавати та сприймати звуки мовного спілкування; відволіканню уваги від звичайних занять; зміні фізіологічних реакцій людини на стресові сигнали; впливає на психічне і соматичне здоров'я; на трудову діяльність і продуктивність праці.

2 % всіх смертей викликано захворюваннями, пов'язаними з надмірним шумом. До такого висновку прийшли експерти Всесвітньої організації охорони здоров'я. Підвищений рівень шуму створює у людей стан тривоги, а звідси — інфаркти і інсульти. Щорічно тільки в Великій Британії тисячі людей вмирають від нестачі тиші і спокою. Органи чуття людини сприймають звуки навколо навіть, коли людина спить. При цьому в організмі порушується баланс гормонів, що у свою чергу примушує працювати з напругою багато органів.

У країнах ЄС діє закон, що регламентує рівень шуму в межах 85 децибел, протягом 8 годин щодня, але не більше. При цьому у громадських установах, медичних установах, школах, дитячих садках, офісах максимальний шумовий рівень не повинен перевищувати 30-35 дБ, рівень шуму в житлових приміщеннях вдень – 40 дБ, а вночі – 30 дБ. Проте, в багатьох житлових приміщеннях в Європі рівень шуму становить 50-60 дБ – це приблизно дорівнює звуку працюючої посудомийної машини. Такий рівень шуму може викликати не тільки психологічні, але і фізіологічні зміни, є прямою загрозою людському життю.

Шумове забруднення навколишнього середовища увесь час зростає. Особливо це стосується великих міст. В останні десятиліття рівень шуму збільшився в 10–15 разів. Шелест листя, помірний стукіт дощових крапель дзюрчання струмкової води, лагідний шум морських хвиль – усі ці звуки чули наші далекі пращури, і схильність до них успадкувала наша психіка як звичайне й потрібне для нас явище. Такі звуки не впливають на нас негативно, а іноді навіть лікують. Вони допомагають заспокоїти людину, зменшити напругу, відновити працездатність [3,4].

Шумове забруднення залишається серйозною екологічною проблемою. За оцінками:

• приблизно 450 мільйонів людей в Європі (65% населення) зазнають впливу високого рівня шуму (протягом 24 годин з інтенсивністю 55 дБ), що може викликати роздратованість та тривогу;
• приблизно 113 мільйонів людей (17%) зазнають впливу рівня шуму довкілля вище 65 дБ, що може спричинити серйозні та відчутні наслідки;
• приблизно 10 мільйонів людей зазнають впливу неприйнятного рівня шуму (протягом 24 годин при 75 дБ). У великих містах відсоток людей, які страждають від неприйнятного рівня шуму, у два-три рази вище, ніж у середньому. Існує єдина думка, що вуличний рівень шуму не повинен перевищувати 65 дБ вдень, а у нових житлових масивах не повинен перевищувати 55 дБ.

Під час проведення вибіркового моніторингу стану шумового забруднення у 270 населених пунктах України у 96 з них (а це 35,5%) було визначено перевищення гранично допустимого рівня шуму. З метою шумозахисту, обмеження негативного шумового впливу пропонується застосування наступних заходів: заходи, спрямовані на зниження шуму в джерелі; заходи, спрямовані на зниження шуму на шляху поширення.

Технічні заходи зниження шумового забруднення довкілля:

• раціональне планування будівництва різних споруд, житлових будинків;
• збільшення відстані між джерелом шуму і об’єктом, що захищається;
• здійснення заходів, що створюють перешкоду каналам шуму (застосування акустично непрозорих екранів (укосів, стін і будівель-екранів), спеціальних шумозахисних смуг озеленення); створення шумових зон уздовж трас, навколо аеропортів;
• здійснення заходів щодо захисту громадян від шуму у власних помешканнях (подвійні або потрійні віконні рами, дизайн фасаду);
• використання більш ефективних схем управління дорожнім рухом;
• зниження шумового забруднення шляхом модифікації джерела (розробка механізмів з низьким рівнем шуму);
• розробка нових малошумних дорожніх поверхонь, що знижують шум від шин.

Правові заходи: дотримання стандартів, що регламентують рівень шуму; визначення меж рівнів експозиції шуму; визначення у законодавстві максимального шумового випромінювання; визначення мінімальних вимог до акустичних параметрів; обмеження швидкості транспорту; здійснення контролю шуму в зонах відпочинку, в містах.

Освіта та інформування: підготовка кваліфікованих спеціалістів у цій галузі; виконання відповідних науково-дослідницьких робіт; підвищення обізнаності громадян; здійснення впливу на «шумову» поведінку громадян у побуті.

Зеленим насадженням належить одне з провідних місць у благоустрої населених міст та промислових територій. Вони збагачують їх архітектурно-художній стан, сприяють збереженню природного ландшафту. У зв’язку з цим в широких масштабах проводиться озеленення міст, сільських населених пунктів, промислових підприємств, шкіл, лікарень, культурно-побутових центрів, адміністративних та житлових забудов. Навколо міст та індустріальних центрів створюються лісопаркові зони для відпочинку населення [6].

Екологічна функція зелених насаджень полягає в формуванні фітоклімату, збагаченні атмосфери киснем, регулюванні складу вуглекислого газу, зменшенні в повітрі пилу, сажі, золи, аерозолів, диму, пилку рослин, іонізації повітря, фітонцидній та шумопоглинальній властивості зелених насаджень [5,7].

Рослини, володіючи більшим, ніж повітря акустичним опором, відбивають і розсіюють близько 74 % звукової енергії, до 26 % її поглинають. У літній період насадження знижують рівень шуму на 7-9 дБ, а взимку – на 3-4 дБ [3]. Зниження шуму рослинами залежить від густини крони, асортименту дерев і чагарників, спектрального складу шуму, погодних умов, пропорційне ширині захисної смуги.

Невеликі сквери і рідко посаджені внутрішньоквартальні насадження знижують силу звуку на 4-7 дБ. Однорядне насадження заввишки у декілька метрів може зменшити звук на 10 дБ на метр його ширини, особливо коли дерева мають густе і шорстке листя. За даними Л.О. Машинського 30-метрова смуга з рідкою посадкою дерев знижує шум на 8-11 дБ, добре розвинуте чагарникове насадження завширшки 49 м - на 17-23 дБ. Смуга насаджень завширшки 200-250 м може поглинути таку кількість шуму автомагістралі, що він не буде сприйматись як перешкода (близько 35-45 дБ).

Різні породи дерев і чагарників мають різну шумозахисну здатність. Великою шумозахисною здатність володіють клен, тополя, в’яз, липа. Хвойні дерева (ялина і сосна) мають велику щільність і висоту, на 6-7 дБ ефективніше знижують рівень шуму порівняно з листяними.

Густі насадження або групи дерев поглинають більше шуму, ніж рідкі. Змішані насадження, які складаються з дерев і чагарників, мають кращі екранувальні властивості. Тому важливо правильно підібрати асортимент дерев і чагарників, сформувати складне за структурою насадження – багатоярусне, з добре розвиненим узлісся.

Ефективність шумопоглинання залежить від розміщення зелених насаджень. Найбільш раціональним вважається паралельне розміщення шумозахисних насаджень, по краях яких відбувається багаторазове відбиття та дифузне розсіювання звуків, що значно зменшує силу шуму. Важливе значення також має близькість розміщення зелених насаджень до об’єктів, які захищаються та до джерел звуку. Захисні насадження слід розташовувати на відстані, що дорівнює середній висоті насадження. Це зменшує «перегинання» звукових хвиль через смугу до об’єкта, що захищається.

Не поглинають також шум рядові посадки дерев з відкритими підкроновими просторами, оскільки між поверхнею землі і низом крон створюється своєрідний звуковий коридор, в якому багаторазово відбиваються і складаються звукові хвилі. Слід пам’ятати, що відбиття звуку залежить від прямого контакту із поверхнею шумозахисної смуги і від заданої конструкції смуги та лісистості фронтальної зони, яка сприймає звуковий удар [7].

Таким чином, при проектуванні та створенні смуг шумозахисних зелених насаджень необхідно підбирати породи дерев і чагарників, стійкі до тривалих шумових впливів, які мають густу крону, широкі листки, низький штамб. Відстані між деревами мають бути 2-4 м, між рядами - 3-5 м.

При багаторядних посадках дерева необхідно розміщати в шаховому порядку. На узліссях на відстані 1,5-2 м від дерев передбачається суцільна лінійна посадка чагарників. Найбільш ефективно знижують шум багатоярусні насадження, коли крони знаходяться на різних висотах. У першому ряду необхідно висадити низькі, кулясті форми дерев, в наступних – більш високі. Чим більш багаторядна смуга насаджень, тим краще вона знижує шум.

Згідно діючого у світі та в Україні стандарту (Наказ МОЗУ №463 від 22.02.2019) рівень шуму, що створюється автотранспортом (акустична характеристика) визначається прибором – шумовимірювачем на відстані 7 м від першої (ближньої) до розрахункової точки смуги транспортного потоку.

За допомогою програми Вимірювач шуму, за версією 3.5.1, завантаженої на GooglePlay, смартфон перетворюється на шумовимірювальний прилад. За допомогою програмного забезпечення були встановлені наступні рівні шуму у досліджуваних точках, крім того для вимірювання рівня шуму та порівняння даних використаний портативний шумовимірювач WINTACT WT85 (табл. 2.1)

• Відносну похибку визначаємо за формулою:

ε= (ΔА/А_дійсне)*100% (2.1)

де (Δ – абсолютна похибка; А_дійсне – істине (дійсне) значення вимірювання.
За результатами табл. 2.1 можна визначити похибку вимірювання, яка становить 6,6%.

У разі відсутності шумовимірюючого приладу, шум можна визначити математичним способом. Для цього необхідно проаналізувати інтенсивність транспортного потоку та його склад в дослідних точках (табл.2.2). Передбачається, що розрахунок дає наближене уявлення про рівень шуму та може слугувати більше закономірністю, а ніж точними значеннями.

Для наближеного визначення рівня шуму на вказаній відстані (У7) можна скористатися формулою Орнатського, яка враховує фізичні закони поширення звукових хвиль у навколоземному просторі

У₇ = 46 + 11,8*lgN + Σ_n, (2.2)

де N – інтенсивність руху транспортного потоку, авто/год; Σ_n – сума поправок, яка враховує відхилення шумів від типових.

Поправки визначаються згідно формули:

Σ_n = X_n + X_v + X_i + X_ТР, (2.3)

де X_n – поправка на співвідношення громадського та вантажного транспорту у транспортному потоці (змінюється на +1дБ на кожні 10% відхилення від 60%-ого співвідношення); X_v– поправка на відхилення швидкості руху (змінюється на +1дБ на кожні 10% відхилення від 40 км/год); X_i – поправка на схил дороги (зростає на +1дБ на кожні 2% схилу дороги – Додаток 1); X_ТР – при наявності трамваю вподовж вулиці ця поправка складає +3дБ.

Для виконання розрахунків була використана програма Excel з офісного пакету програм Microsoft Offiсе. Програма дозволяє виконати розрахунок швидко та зручно, а також використати розроблену математичну модель для виконання аналогічних розрахунків у інших дослідних точках міста або іншого населеного пункту. У результаті розрахунку ми отримали дані, представлені в таблиці 2.3.

На рис. 2.1 виконане графічне порівняння отриманих даних шуму за допомогою математичного обчислення, програмного забезпечення та портативного шумовимірювального пристрою.

Порівнюючи дані, отримані за допомогою математичних обчислень з результатами шумовимірювального приладу, можна стверджувати, що запропонована математична модель може бути використана для приблизного визначення рівня шуму на дослідних ділянках. Але в точках, де транспорт відсутній (лівобережний ліс), визначити таким шляхом рівень шуму неможливо. Характер кривих отриманих різними способами вимірювання шуму збігається.

Залежність на рис. 2.1 показує рівень шуму в різних точках міста. Відповідно до неї найвищий рівень акустичних коливань спостерігається в точках 1 (ТЦ ТЕРРА, лівий берег), 2 (кінотеатр МИР, лівий берег), 4 (ЦУМ, правий берег), 6 (зупинка ДМК, правий берег), а також точці 5 (Автошлях Т0412 у момент проїзду автомобіля). Це логічно, бо на цих дослідних ділянках спостерігається жвавий рух автотранспорту та перехожих. Лівобережний ліс (точка 9) має найнижчий рівень шуму, це – зона відпочинку мешканців міста.

Для інтерпретації виміряних значень шуму (середнє значення) необхідно здійснити їх порівняльний аналіз з допустимими рівнями шуму на різних територіях, наведених у таблиці 2.4.

З наведеної таблиці нам цікаві значення для житлових будинків і навчальних закладів, зон масового відпочинку у період з 7:00 до 23:00. Отже, можна зробити висновок, що отримані данні перевищують допустимий рівень, що наглядно продемонстровано у таблиці 2.5. Слід зазначити, що вухо людини реагує не на абсолютній, а на відносний приріст шуму.

За даними таблиці побудовано гістограму (рис. 2.2), на якій представлено відповідність виміряних значень шуму допустимому рівню на різних територіях.

Повномасштабне воєнне вторгнення, яке розпочалося у 2022 році, створило надзвичайно багато проблем в усіх сферах діяльності. Значно погіршився екологічний стан міст та сіл України, збільшилося і шумове забруднення.

Повітряні тривоги, шум, що виникає під час ворожих літальних апаратів, шум генераторів, ввімкнутих внаслідок відсутності світла через руйнування ворожими ракетами, авіабомбами, літальними апаратами, їх уламками енергосистеми країни, значно перевищує допустимі норми, викликає погіршення психічного та фізичного стану населення.

Дані, отримані під час сигналу «Повітряна тривога» та під час вимкнення світла, представлено в таблиці 2.6. Звук повітряної тривоги визначено за допомогою Інтернет-джерел, а шум генератора виміряно за допомогою шумовимірювального приладу. Порівняння виміряних значень шуму з допустимим рівнем показане на рис. 2.3

Автотранспорт не тільки підвищує рівень шуму в навколишньому середовищі, а й забруднює атмосферне повітря оксидом вуглецю (СО), який входить до складу його вихлопних газів.

Наближено визначити максимальну (поблизу дороги) концентрацію оксиду вуглецю (СОmax) можна згідно з формулою Рябікова:

СО_max = (7,33+0,026*N)К₁*К₂ (2.4)

де СО_max – концентрація оксиду вуглецю з краю дороги, мг/м3 повітря;
N – інтенсивність руху автомашин у години «пік», авто/годину; (визначається шляхом безпосереднього обліку, табл. 2.2); К₁ – коефіцієнт обліку транспортного потоку та його середньої швидкості (Додаток 1); К₂ – коефіцієнт обліку впливу ухилу впродовж дороги, який при схилі менше 10% дорівнює 1.

Розрахунки ведуться на інтенсивність руху в години «пік», бо саме на них припадає максимальна концентрація оксиду вуглецю в повітрі, інтенсивність руху в цей час зростає в 1,5 рази.
Виходячи з показника CO_max та ГДК для цього забруднювача (3 мг/м3), можна визначити ширину санітарно-захисної зеленої смуги за формулою:

CO_x= 0,5CO_max– 0,1*X (2.5)

де СОx – концентрація оксиду вуглецю на відстані Х метрів від дороги, мг/м3, яка поблизу житлових будинків не повинна перевищувати ГДК (тобто 3 мг/м3).

Вирішуємо це рівняння відносно Х і отримуємо:

Х= (0,5CO_max– CО_x)/0,1 (2.6)

Результати обчислень концентрації чадного газу в атмосферному повітрі, ширини санітарно-захисної зони представлено в таблиці 2.7.

Отримані дані свідчать про високий рівень забруднення атмосферного повітря вихлопними газами автомобілів в точках 1 (ТЦ ТЕРРА) і 3 (Центральна площа, правий берег), необхідність створення захисних зелених зон певної ширини (97 м та 89,5 м). Найменша концентрація оксиду вуглецю (чадного газу) в повітрі спостерігається в точках 9 (лівобережний ліс), 7 (житловий будинок (лівий берег), 8 (Академічний ліцей №15).

Зелені насадження здатні не тільки захищати від шкідливих речовин, пилу, вони мають високі шумопоглинальні властивості. Ефективність зниження шуму зеленими смугами залежить від щільності крони, густоти листя дерев та чагарників, ширини санітарно-захисних зон і характеру розміщення (табл. 2.8).

Не лише міський шум впливає на людину. Значну частину дня, близько 6 годин учні і 8 годин вчителі проводять у закладі освіти, який живе бурхливим життям. Спортивні заходи, гучні перерви, уроки-дискусії, перебування в укритті – це все створює значне шумове навантаження на учасників освітнього процесу. Для оцінки рівня шуму у закладі освіти були обрані наступні точки і проведені заміри за допомогою портативного шумовимірювача (табл. 2.9). На рис. 2.4 наведене порівняння виміряних значень шуму у закладі освіти з допустимим рівнем.

Дослідження рівня шуму у закладі освіти показало, що він перевищує допустимі норми, а отже і чинить негативний вплив на здоров’я учасників освітнього процесу. З метою з’ясування реакції учасників освітнього процесу на шум було розроблене опитування (Додаток 4). Респонденти – 243 респонденти.
Отже, значна кількість опитаних стикається з шумом постійно (47,9%). Джерела шуму можуть бути найрізноманітнішими від звуків генератора під час тривоги до криків на перервах.

За даними діаграми маємо висновок: найбільше заважають саме крики на перервах, це можна зрозуміти навіть з даних вимірювання шумового навантаження. Шум під час занять заважає більшості (39,6% – дуже заважає та 43,7 % – частково заважає), через це гарантовано знижується успішність учнів та здатність нормально проводити уроки. Щодо емоцій, які контролюють душевний стан: багато кому шумове забруднення значно заважає: роздратування (58,3%), втома (43.8%), напруга (43.8%), не зважаючи на те, що є люди які можуть контролювати свій емоційний стан та не піддаватися тригерам навколишнього середовища (їх всього 22,9%).

Продуктивність, як було сказано до цього значно знижується, про це свідчать результати опитування: Значно знижується – 42,6%; Трохи знижується – 42,6%. Надмірний шум негативно впливає майже на все: від психологічного до фізичного стану людини. Але як його прибрати? Через недостатню усвідомленість пагубності багато хто ігнорує тригер (37,5%), незначна частина виходить з приміщення (2,1%), п`ята частина втрачає концентрацію (18,8%), але є персони, які не бояться розголосу та прямолінійно висловлюють свою думку про своє становище (41,8%).

Оскільки шум є не єдиною проблемою в закладі, то майже половина вважає, що шум є частковою проблемою, але є проблемою! Але все ж таки майже 40% відсотків вважають, що це дуже серйозно, і з цим треба боротись, що є дуже слушною думкою. Саме для цього треба проводити найрізноманітніші акції тиші та заходи щодо розуміння цього. Щодо цього маємо: було поставлено питання про проведення заходів проти шумового забруднення «Чи проводяться у вашому закладі заходи для зменшення шуму», за його результатами маємо: Так – 38,3%; Ні – 25,5%; Не знаю – 36,2%, що показником для впровадження широкої інформаційної компанії з цього питання.

На думку учасників освітнього процесу допомогти знизити шум може: поведінка учнів, дисципліна, інтелектуальні ігри на перервах, відповідальне відношення до правил, повага до оточуючих, виховання, контроль за рівнем шуму. Чутливість до шуму відрізняється в кожної людини, про це свідчать результати опитування: Дуже високий – 36,2%; Середній – 51,1%; Низький – 12,8%.

Опитування показало, що не всі учасники освітнього процесу обізнані відповідно заходів, які проводяться в освітньому закладі для зменшення шуму. Тому була поставлена задача проведення інформаційної компанії з даного питання. Для цього був змонтований відеоролик із застосуванням програм: Canva, Chat GPT.

Дані відеоматеріали були покладені в основу виховного заходу – ранкові зустрічі для учнів 1-8 класу та класної години для 9-11 класів.

Відео можна переглянути за посиланням та QR-кодом:
https://www.facebook.com/100017115019140/videos/pcb.25462685426660591/854327783935738

Але слід пам’ятати, що шум супроводжує нас і вдома, отже поради щодо зменшення шуму в квартирі міського будинку:

• відрегулюйте у найсприятливішому для вас режимі гучність дзвоника вхідних дверей та телефону;
• для звукоізоляції стін використовуйте гіпсокартонні плити або спеціальні прокладки з натуральної пробки під лінолеум, килимове покриття або паркет;
• щоб двері не скрипіли, змажте їх машинним мастилом; щоб не стукали, прибийте до одвірка смужку тонкої гуми;
• замініть двері у ванну кімнату на пластикову або дерев'яну, яка герметично закривається;
• коли на кухні відкритий кран або працює витяжка, не вмикайте там телевізор;
• привчайте домочадців щільніше прикривати двері в свої кімнати, не вмикати телевізор і магнітофон на повну гучність.

Уміння дотримуватися тиші – показник культури людини і її доброзичливого ставлення до оточуючих. Тиша потрібна людям так само, як сонце і свіже повітря.

Результати дослідження шумового забруднення міста, проведеного в рамках дослідницького проєкту, за допомогою шумовимірювача, програмного забезпечення та розрахункового метода свідчать, найвищий рівень акустичних коливань спостерігається біля ТЦ ТЕРРА, кінотеатру МИР, ЦУМу, на зупинці ДМК, а також Автошляху Т0412 (у момент проїзду автомобіля). Це логічно, бо на цих дослідних ділянках спостерігається жвавий рух автотранспорту та перехожих. Лівобережний ліс має найнижчий рівень шуму, це – зона відпочинку мешканців міста.

Одним із шляхів зниження шуму на різних ділянках Кам’янського є створення зелених шумопоглинальних смуг. Обчислена ширина санітарно-захисних зон дає можливість передбачити зменшення шумового забруднення в різних точках міста при проектуванні зелених смуг, створити санітарно-захисні зони, дотримуючись правил підбору та розміщення необхідних дерев та чагарників.

Щоб зменшити рівень шумового забруднення на місцевості, в житлових будинках, рекомендується: здійснити шумоізоляцію (утеплення) фасаду будівлі; встановити тришарові металопластикові вікна; придбати щільні штори на вікна та м’ який палас на підлогу; створювати достатні шумозахисні зелені зони, які не лише зменшать шум, а і дозволять знизити концентрацію забруднювачів у атмосферному повітрі, які викидаються разом з вихлопними газами автотранспорту; обмежити рух автотранспорту поруч з ліцеєм та фасадами житлових будинків.

Слід звернути особливу увагу на те, що учасники освітнього процесу потерпають не лише від шуму вулиці, але і від значного шумового навантаження у стінах закладу. Вимірювання в основних точках ліцею вказали на понаднормові акустичні коливання, а опитування підтвердило гіпотезу, що цей шум завдає незручностей, дратує та заважає освітньому процесу.

З метою виправлення ситуації в дослідницькій роботі розроблені відеоматеріали для проведення інформаційної компанії і рекомендації для відпочинку після навчання/роботи. Уміння дотримуватися тиші – показник культури людини і її доброзичливого ставлення до оточуючих. Тиша потрібна людям так само, як сонце і свіже повітря.

1. Білявський Г.О. Основи екологічних знань: Навч. посібник. – К: Либідь, 2003. 336 с.
2. Український географічний журнал / Ландшафтне планування: основні положення та досвід реалізації в Україні // Спосіб доступу URL: https://ukrgeojournal.org.ua/sites/default/files/UGJ-1-2021-63-72.pdf (Дата звернення 29.10.2025 р.).
3. Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього середовища: Навч. Посібник. К.: Знання, 2006. 319 с.
4. Злобін Ю.А., Кочубей Н.В. Загальна екологія. Навч. посібник. С.: Університетська книга, 2003. 414 с.
5. Кучерявий В.П. Озеленення населених місць: Підручник. Львів: Світ, 2005. 456с.
6. Липа. О.Л. Дендрологія з основами акліматизації. К.: Вища шк., 1977. 223с.
7. Рубцов Л.И. Лаптев А.А. Довідник по зеленому будівництву. К.: Будівельник, 1971. 309 с.
8. Степанець П. Екологічне навчання та виховання учнів та його значення. Фізика та астрономія в школі. 2008. № 1. с. 37-40, 55.
9. Управління інспекційної діяльності у Закарпатській області Західного міжрегіонального управління Державної служби з питань праці / Шум та його шкідливі наслідки // Спосіб доступу URL: https://uz.dsp.gov.ua/index.php/diialnist/hihiiena-pratsi/749-shum-ta-ioho-shkidlyvi-naslidky (Дата звернення 29.11.2025 р.).

1. Вкажіть ваш вік: 6-10 років – 18,8%; 11-14 років – 29,2%; 15-18 років – 22,9%; 18-100 років – 29,2%



2. Як часто ви стикаєтеся з шумом під час освітнього процесу (на уроках, перервах, у коридорах тощо)? Постійно – 47,9%; Часто – 33,3%; Іноді – 12,5%; Рідко – 2,1%; Ніколи – 4,2%



3. Які основні джерела шуму ви помічаєте у вашому навчальному закладі?



4. Як шум впливає на вашу здатність зосереджуватися під час занять? Дуже заважає – 39,5%; Частково заважає – 43,7%; Майже не впливає – 10,4%; Не впливає взагалі – 6,3%



5. Які емоції у вас викликає тривалий шум у навчальному середовищі?



6. Чи змінюється ваша продуктивність (увага, запам’ятовування, мотивація) під впливом шуму?:Значно знижується – 42,6%; Трохи знижується – 42,6%; Не змінюється – 14,9%; Інколи навіть підвищується – 0%



7. Як ви зазвичай реагуєте на надмірний шум у навчальному середовищі? Прошу зменшити шум – 41,7%; Ігнорую – 37,5%; Виходжу з приміщення – 2,1%; Дратуюся або втрачаю концентрацію – 18,8%



8. Чи вважаєте ви, що у вашому закладі рівень шуму є проблемою? Так, це серйозна проблема – 37,5%; Частково – 47,9%; Ні, не є проблемою – 14,6%



9. Чи проводяться у вашому навчальному закладі заходи для зменшення шуму (наприклад, інформаційні кампанії, зміни в організації простору тощо)? Так – 38,3%; Ні – 25,5%; Не знаю – 36,2%



10. Що, на вашу думку, могло б допомогти знизити рівень шуму в освітньому середовищі?: поведінка учнів, дисципліна, інтелектуальні ігри на перервах, відповідальне відношення до правил, повага до оточуючих, виховання, контроль за рівнем шуму.
11. Як ви оцінюєте свій загальний рівень чутливості до шуму? Дуже високий – 36,2%; Середній – 51,1%; Низький – 12,8%