Гигиеническая оценка транспортного шума с помощью социально-акустических обследований

На сегодняшний день более половины населения Земли проживает в городах, и ожидается рост этого показателя. Для урбанизированной среды на благополучие городского населения оказывают влияние следующие факторы: шумовое загрязнение, качество воздуха и воды, особенности городского дизайна (архитектура, особенности застройки и планировки городского пространства), транспортная инфраструктура, жилищные условия (физические, химические, биологические факторы) и другие факторы [1].

Наиболее значимым из физических факторов, оказывающих влияние на среду обитания человека, является акустический шум. Ведущим источником шума в населенных пунктах по-прежнему является транспорт. Особенно остро проблема транспортного шума стоит в крупных городах - Москве, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Красноярске, Ростов-на-Дону и др. [2].

Согласно рекомендациям ВОЗ по шуму: «шум является серьезной проблемой общественного здравоохранения. Он оказывает отрицательное воздействие на здоровье и благополучие людей, и это вызывает растущую озабоченность» [3].

Последствия для здоровья от дорожного шума включают сердечно-сосудистые заболевания (ИБС -высокий уровень доказательств); раздражение (умеренный уровень доказательств), влияние на сон (умеренный уровень доказательств). Низкий уровень доказательств: когнитивные нарушения, нарушения слуха и шум в ушах, неблагоприятные исходы родов, неблагоприятное влияние на качество жизни, благополучие и психическое здоровье, сдвиг метаболических показателей [3].

Шум в окружающей среде – это нежелательный или вредный звук, возникающий в результате деятельности человека, в том числе шум, создаваемый транспортными средствами – автомобильным, железнодорожным, воздушным транспортом, а также промышленными предприятиями.

Результатом повышенной акустической нагрузки на человека являются следующие нарушения здоровья: сердечно-сосудистые и метаболические нарушения, раздражительность, нарушения сна, когнитивные нарушения, ухудшение слуха и шум в ушах, неблагоприятные исходы родов, диабет, ожирение, нарушения психического здоровья и благополучия, ухудшение качества жизни. Основными органами-мишенями при действии сверхнормативного шума являются центральная нервная (ЦНС) и сердечно-сосудистая системы (ССС). При действии шума возникает раздражение – индивидуальная неблагоприятная реакция человека на шум.

Целью данного исследования была сравнительная гигиеническая оценка транспортного шума (автомобильного и железнодорожного) и его влияние на раздражение.

Методы исследования: Анкетирование проведено согласно ISO TS 15666:2021. Акустика.

Оценка уровня шума с помощью социальных и социоакустических исследований. Социально-акустическое обследование – социальный опрос, в ходе которого оценивается раздражение, вызванное шумом, и значения измеренных или рассчитанных показателей шума соотносятся с домашней обстановкой респондентов.

Раздражение от шума – наиболее распространённая реакция населения на воздействие шума окружающей среды. Выборка респондентов была сформирована случайным отбором. Метод обследования – очный опрос городских жителей, проживающих вблизи автомагистрали и рядом с железной дорогой.

Критерии включения в исследование: проживание более 3 месяцев в домах, расположенных на расстоянии до 100 м от железной дорогой и автомобильной магистрали.

Критерии исключения: проживание рядом с источниками шума менее 3 месяцев, иной источник шума (строительный, шум от соседей и т.д.).

Изучение связи между признаками проводилось с помощью корреляционнорегрессионного анализа (коэффициента Пирсона). Различия между группами проверялись с помощью t-критерия Стьюдента и критерия χ ² Пирсона.

Таблица 1. Анкета для оценки раздражения от транспортного шума

Вопрос	Варианты ответов
Возраст	18-40 лет, 41-60 лет, 61 и более лет
Пол	М, Ж
Длительность проживания	до 1 года, от года до 3 лет, более 3 лет
Этаж проживания	1-5 этаж, 6-10 этаж, выше 11 этажа
Источник шума	автомобильный, железнодорожный, иной источник (строительный, шум от соседей и т.д.) (указать какой именно)
"Вспомните, в какой степени за последнее время (приблизительно за 12 месяцев) вы испытывали беспокойство, тревогу или раздражение из-за шума находясь у себя дома?" (шум автомобильный, железнодорожный, иной (нужное подчеркнуть)),	не испытывал(а), слегка, умеренно, сильно, очень сильное беспокойство
Используйте шкалу чисел от 0 до 10 для оценки степени вашего беспокойства, тревоги или раздражения от шума, когда вы находитесь дома.	Если вы не испытываете раздражения, выберите 0; если раздражение чрезвычайное – 10; если раздражение оценивается вами между этими крайними случаями, укажите соответствующее число между 0 и 10."

Измерения транспортного шума проведены с помощью поверенного оборудования согласно МУК 4.3.3722-21 «Методы контроля. Физические факторы. Контроль уровня шума на территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях» на городской территории и в жилых зданиях.

Гигиеническая оценка шума проведена в соответствии с СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспече- нию безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. Оценка риска здоровью проведена с помощью МР 2.1.10.0059-12 «Оценка риска здоровью населения от воздействия транспортного шума».

Были рассчитаны следующие показатели: L den (эквивалентный уровень средневзвешенного суточного шума) согласно МР 2.1.10.0059-12 и показатель, характеризующий раздражение, вызванное шумом (% HA) [4].

СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» определяет допустимые эквивалентные уровни звука на территории, непосредственно прилегающей к зданиям жилых домов, днём 55 дБА, ночью – 45 дБА. Максимальные уровни звука 70 дБА и 60 дБА соответственно, в жилых комнатах днем эквивалентный уровень звука 40 дБА, максимальный уровень звука 55 дБА, ночью – эквивалентный 30 дБА, максимальный 45 дБА.

Результаты исследования:

Жители, участвовавшие в этом исследовании, проживали в высотных зданиях с современными шумозащитными окнами. Источники шума (автомобильного и железнодорожного) располагались на расстоянии менее 100 м от жилых домов. При анализе этажа проживания установлено, что на 1-5 этаже проживало 17%, на 6-10 этаже- 25%, выше 11 этажа 58% респондентов.

Распределение респондентов по возрасту показало, что процент респондентов в возрасте 18-40 лет составил 40%, 41-60 лет 35%, 61 и более лет 25%. Изучение времени проживания респондентов показало, что 28% респондентов проживало в домах рядом с источниками шума до года и 52% респондентов - от года до 3 лет, более 3 лет – 20%.

Гигиеническая оценка шума (автомобильного и железнодорожного) показала, что шум является непостоянным, широкополосным, обусловлен интенсивностью дорожного движения.

Эквивалентные уровни звука на территории, непосредственно прилегающей к зданиям жилых домов, составили рядом с автомагистралью днём 60 дБА, ночью 50 дБА, что выше ПДУ. Максимальные уровни звука 70 дБА и 60 дБА соответственно, что не превышало ПДУ.

Эквивалентные уровни звука на территории, непосредственно прилегающей к зданиям жилых домов, рядом с железной дорогой, составили днём 58 дБА, а ночью – 50 дБА, что выше ПДУ. Максимальные уровни звука 70 дБА и 60 дБА соответственно, что не превышало ПДУ.

Установлено превышение эквивалентных уровней звука от транспортного шума (автомобильного, железнодорожного) до 5 дБА на территории, непосредственно прилегающей к зданиям жилых домов.

При оценке эквивалентного уровня средневзвешенного суточного шума от дорожного движения было установлено, что L den составил 53 децибел (дБ).

При оценке эквивалентного уровня средневзвешенного суточного шума от железнодорожного транспорта было установлено, что L den составил 48,2 децибел (дБ).

Была установлена взаимосвязь между уровнем шума и раздражением. Коэффициент корреляции (r) равен 0,704. Связь между исследуемыми признаками - прямая, теснота (сила) связи высокая.

Раздражение, вызванное шумом дорожного движения (% HA), составило около 20%. При анализе анкет устанавливали 3 степени раздражения: легкой, средней и высокой степени раздражения.

Установлено, что раздражение легкой степени было более распространенным при действии дорожного шума по сравнению с железнодорожным (8% против 4%), доля раздраженных шумом дорожного движения (20%) была выше, чем в районах с железнодорожным движением (16%), однако достоверных различий в степени раздражения для шума от железнодорожного и автомобильного транспорта при превышении уровней звука до 5 дБА обнаружено не было. Различия раздражения от шума в зависимости от пола, возраста, длительности и этажа проживания при различных источниках транспортного шума не установлено. При оценке рисков и мероприятиях по снижению уровня шума следует учитывать воздействие уровня шума.

Обсуждение полученных результатов:

Спектр акустических колебаний от транспортных потоков содержит широкий набор частот, в котором обычно превалируют низкочастотный звуковой и инфразвуковой диапазоны (ниже 20 Гц). Особенностью таких звуковых волн является способность огибать преграды и распространяться без особой потери энергии на значительные расстояния. Имеются подтверждения, что именно благодаря этим свойствам, низкочастотный шум и инфразвук, проникая глубоко в зону жилой застройки, являются основными причинами акустического дискомфорта [5].

Классификация автомобильных дорог по уровням шума, разработанная Н.Н. Мининой, включает шесть классов в зависимости от назначения и скорости движения: Малошумные (уровень звука – от 55 до 60 дБА). Повышенной шумности (от 60 до 65 дБА). Шумные (от 65 до 70 дБА). Очень шумные (от 70 до 75 дБА). Сверхшумные (от 76 до 80 дБА). Непереносимо шумные (свыше 80 дБА) [6]. На шумовую характеристику потока автотранспорта влияет множество факторов, среди которых интенсивность движения, скорость движения, ускорение, состав потока, тип дорожного покрытия и другие [7].

В соответствии с положениями п. 12.2 СП 51.13330.2011 «Защита от шума» защита от транспортного шума людей, находящихся в помещениях жилых, общественных зданий и на территориях с нормируемыми уровнями шума, должна осуществляться с помощью: конструктивных мер, предусматривающих строительство придорожных экранов, установку шумозащитных окон в зданиях, расположенных в зонах неблагоприятного шумового воздействия.

Мероприятия по минимизации дорожного шума, предложенные ВОЗ [3], представлены в таблице 2.

В настоящее время борьба с шумом в источнике реализуется в области снижения шума двигателя автомобиля путем внедрения, продажи и использование малошумящих транспортных средств, например электромобилей. Электромобиль тише автомобиля с двигателем внутреннего сгорания на 1015 дБА.

Наиболее эффективным способом реализации пассивного метода является механизм зонирования территорий. Средством реализации пассивного метода также являются защитные насаждения, когда, источник шума и защищаемый объект разделяются «зеленой полосой» деревьев, эффективность составляет 5-8 дБА, однако данная мера имеет выраженную сезонность. Эффективными мероприятиями технического характера, направленными на снижение транспортного шума на население, являются экранирование автомагистралей, усиление шумозащитных свойств фасадов зданий и остекления окон.

ВОЗ (2018) рекомендует снижать шум, производимый автомобильным транспортом, до эквивалентного уровня суточного шума Lden ниже 53 децибел (дБ), поскольку шум от движения автомобильного транспорта выше этого уровня ассоциируется с негативными последствиями для здоровья [3].

Относительно воздействия ночного шума ВОЗ рекомендует снижать шум, производимый автомобильным транспортом в ночное время L night, до уровня ниже 45 дБ, поскольку шум от автомобильного движения в ночное время выше этого уровня ассоциируется с негативным влиянием на сон.

Таблица 2. Мероприятия по минимизации дорожного шума [3]

Тип мероприятий	Мероприятия шумозащиты	Снижение уровня шума	Эффект на здоровье (качество доказательств)
Вмешательства типа А (активное)	Изменение интенсивности транспортного потока, улучшенное покрытие дорог, стратегия ограничения движения грузовых автомобилей, сложный набор барьеров, дорожные покрытия и другие меры	до -15 дБ	Снижение нервного раздражения (умеренный уровень доказательств)
Мероприятия типа B (пассивные)	Шумоизоляция (теплоизоляция) жилищ, строительство барьеров	от -3 дБ до -13 дБ	Снижение нервного раздражения (умеренный уровень доказательств), снижение нарушений сна
Тип C - изменения в инфраструктуре	Новая инфраструктура автодорожных туннелей	-12 дБ	Снижение нервного раздражения (умеренный уровень доказательств), снижение нарушений сна

При действии шума от подвижного состава железнодорожного транспорта наибольшее количество обращений связанно (взаимодействие системы колесо – рельс, скрип, стук при начале движения поезда от сцепки, шум от двигательной установки, шум от торможения). Наибольшее количество жалоб поступило из жилых зданий, которые находятся на расстоянии менее 100 м, т. е. входят в ориентировочную зону санитарного разрыва. Использование акустического экрана для снижения негативного акустического воздействия от железнодорожного транспорта в условиях высокоэтажной застройки неэффективно. Акустический экран наиболее эффективен на высоте до 5 м. С дальнейшим увеличением высоты его эффективность снижается. В связи с этим рекомендуется использовать акустические экраны только в районах с малоэтажной застройкой либо устанавливать экраны значительной высоты [8].

ВОЗ (2018) рекомендует снизить уровни шума, создаваемого железнодорожным движением, ниже L den 54 дБ, поскольку железнодорожный шум выше этого уровня связан с неблагоприятными последствиями для здоровья. Что касается воздействия ночного шума, ВОЗ рекомендует снизить уровень шума, создаваемого железнодорожным движением в ночное время, ниже 44 дБ L night, поскольку шум железной дороги в ночное время, превышающий этот уровень, связан с неблагоприятными последствиями для сна [3].

Последствия для здоровья от железнодорожного шума: для воздействия ночного шума: влияние на сон, раздражение (умеренный уровень доказательств), сердечно-сосудистые заболевания, когнитивные нарушения, неблагоприятные исходы родов, качество жизни, благополучие и психическое здоровье, влияние на метаболические показатели.

В РФ на правительственном уровне проводятся мероприятия по борьбе с шумом: по усилению ответственности за громкие выхлопы владельцев автотранспорта с модифицированными глушителями, разрабатываются программы по шумозащитным мероприятиям: в г. Москве это обязательная установка шумозащитных окон при строительстве новых транспортных объектов, предполагается введение штрафов за громкую музыку и езду без глушителей, шумозащитные здания.

Мероприятия по борьбе с шумом, проводимые мэрией г. Москвы: по усилению ответ- ственности за громкие выхлопы владельцев автотранспорта с модифицированными глушителями, программу по шумозащитным мероприятиям обязательной установке шумозащитных окон при строительстве новых транспортных объектов.

Шумозащитные окна широко применяются при застройке новых жилых комплексов, размещаемых в зоне шумового влияния транспортных источников шума.

Шумозащитные окна, в соответствии с СП 51.13330 должны удовлетворять следующим требованиям:

• -    иметь звукоизоляцию в закрытом состоянии, обеспечивающую необходимое расчетное снижение уровня звука, но не менее 25 дБ, а в режиме вентиляции – не менее 22 дБ;

• -    иметь вентиляционные элементы, обеспечивающие нормативный воздухообмен без открывания створок или форточек и снижающие внешний шум на расчетную величину.

Выводы:

Установлено превышение эквивалентных уровней звука от транспортного шума до 5 дБА на территориях, непосредственно прилегающие к зданиям жилых домов, что приводит к повышенной доле лиц, раздраженных шумом. Была установлена взаимосвязь между уровнем шума и раздражением, коэффициент корреляции (r) равен 0,704. Однако достоверных различий в степени раздражения (легкая, средняя, высокая) в зависимости от источника шума (железнодорожного или автомобильного транспорта) при превышении уровней звука до 5 дБА обнаружено не было.

В современных городских условиях возрастает необходимость совершенствования мероприятий по шумозащите. Существующие методы борьбы с транспортным шумом можно разделить на три направления: борьба с шумом в источнике, пассивные методы, активный метод.

Факторы, влияющие на шумоизлучение транспортного потока: дорожные условия, состав транспортного потока, скорость движения, шероховатость дорожного покрытия, автотранспорт с модифицированными глушителями.

Применение шумозащитных мероприятий позволит снизить нервное раздражение и нарушения сна.