CC BY
98
4. Аскеров Э. EcologiCS - глоток чистой воды для служб экологического мониторинга. CADmaster, №4 (34), 2006.
5. Характеристика и функциональные особенности программных продуктов серии LabExpert - URL: https://www.labexpert.ru/Products/labx/labx5a.php
УДК 614.78
Федоров В.Н., Кузнецова Е.Б., Булавина И.Д., Новикова Ю.А., Тихонова Н.А.
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЕРТОЛЕТОВ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ КАК ИСТОЧНИКОВ ШУМА И ИНФРАЗВУКА В УСЛОВИЯХ ТЕРРИТОРИИ
НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ
ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья», Санкт-Петербург, Россия, vf1986@mail.ru;
Резюме.
Актуальность проблемы связана с постоянным ростом интенсивности полетов вертолетов в крупных городах, что предъявляет повышенные требования к обеспечению необходимости соблюдения санитарно-гигиенических требований. В то же время действующие гигиенические нормативы, применяемые к авиапредприятиям в целом и вертолетам в частности, как факторам повышенного неблагоприятного воздействия на здоровье населения, не в полной мере отвечают задачам, возникающим при гигиенической оценке степени их воздействия. Для вертолетов характерно выраженное воздействие физических факторов - шума и инфразвука, причем уровни последнего трудно спрогнозировать расчетными методами.
В работе выделены основные неблагоприятные факторы, создаваемые вертолетами при выполнении взлетно-посадочного цикла. Проанализирован зарубежный опыт измерений, оценки и нормирования шума и инфразвука, обусловленного полетом вертолетов. Приведены результаты собственных измерений уровней шума и инфразвука, формируемых вертолетами при взлете/посадке. Разработаны рекомендации по обоснованию минимально безопасного с гигиенических позиций расстояния от вертолетных площадок до жилых и селитебных зон при их проектировании.
Ключевые слова: авиационный шум, инфразвук, гигиеническое нормирование,
вертолет, вертолетная площадка. Summary.
Fedorov V.N., Kuznetsova E.B., Bulavina I.D. , Novikova Yu.A., Tikhonova N.A. Hygienic assessment of civil aviation helicopters as sources noise and infrasound on the territory of populated areas.
The urgency of the problem is connected with the constant increase in the intensity of helicopter flights in large cities, which places increased demands on the need to comply with sanitary and hygienic requirements. The current hygienic standards applicable to airlines in general and helicopters in particular, as factors of increased adverse effects on public health, do not fully meet the challenges posed by the hygienic assessment of their impact.
Helicopters are characterized by a pronounced effect of physical factors - noise and infrasound, and the levels of the latter are difficult to predict using computational methods.
The main factors identified by helicopters during the take-off and landing cycle are highlighted in this article. Analyzed foreign experience in measuring, estimating and rationing noise and infrasound due to helicopter flight. These results affect takeoff / landing. Recommendations have been developed for justifying the minimum safe with hygienic provisions from helicopter pads to residential and residential areas during their design.
Key words: aircraft noise, infrasound, helicopter, helipad, hygienic regulation.
Введение. Постоянный рост объемов авиаперевозок и увеличение интенсивности авиаперелетов предъявляет повышенные требования к обеспечению необходимости соблюдения санитарно-гигиенических требований. В то же время действующие гигиенические нормативы, применяемые к авиапредприятиям и воздушным судам как факторам повышенного неблагоприятного воздействия на здоровье населения, не в полной мере отвечают актуальным задачам, возникающим при гигиенической оценке степени их воздействия. Особую актуальность в настоящее время приобретает гигиеническая оценка влияния на здоровье населения вертолетов, что обусловлено быстрыми темпами роста вертолетных пассажирских перевозок в крупных городах.
Для авиапредприятий, к числу которых относятся вертодромы, характерно выраженное воздействие физических факторов - шума и инфразвука, причем уровни воздействия последнего трудно спрогнозировать расчетными методами.
В соответствии с классификацией, принятой в Российской Федерации, вертолеты делятся по взлётному весу на следующие категории:
• Сверхлёгкие - взлётный вес до 1000 кг;
• Лёгкие - взлётный вес от 1000 до 4500 кг;
• Средние - взлётный вес от 4500 до 13000 кг;
• Тяжёлые - взлётный вес более 13000 кг.
Разделение средних и тяжёлых вертолётов отличается в России и за рубежом, ввиду чего некоторые вертолёты могут классифицироваться в России как средние, а за рубежом - как тяжёлые.
Взлетный вес вертолета является фактором, определяющим уровни шума, создаваемые вертолетом при взлете/посадке. Несмотря на то, что большинство вертолетов, используемых в условиях городов либо для приземления на небольшие площадки, относятся к вертолетам легкого и среднего типа (модели Bell 406, 407, Ми-8 и ряд аналогов), уровни шума и инфразвука (ИЗ) по некоторым зарубежным данным могут превышать значения 100 дБА на расстоянии 50-100 м [1,2]. Кроме того, в ряде отечественных публикаций отмечается, что в большинстве транспортных и производственных шумах с уровнями звукового давления (УЗД) 90-100 дБА характерно присутствие ИЗ с УЗД 100-107 дБ [3,4].
В Российской Федерации не ведется систематического лабораторного контроля уровней шума, в том числе и создаваемого вертолетами, ввиду отсутствия нормативно-методической базы, в следствие чего невозможно дать объективную оценку реальных уровней шумового воздействия на человека.
Учитывая вышесказанное, возникает необходимость проведения дополнительных исследований фактических уровней шума, обусловленных вертолетным движением в черте городов, а также разработки гигиенических рекомендаций по размещению вновь проектируемых в черте города вертолетных площадок с учетом фактических уровней шума и инфразвука, принимая во внимание особенности городской планировки и этажности застройки.
Цели и задачи: анализ фактических уровней шума и инфразвука, создаваемого вертолетами при взлете/посадке и разработка гигиенических рекомендаций по размещению вертолетных площадок в условиях населенных мест.
Материал и методы. В работе использовались результаты отечественных и зарубежных исследований, а также данные собственных инструментальных измерений уровней шума и инфразвука, создаваемых вертолетами при взлете/посадке.
Несмотря на актуальность темы, проблема гигиенической оценки шумового
и инфразвукового воздействия вертолетов в условиях населенных мест практически не затрагивается российскими авторами в современных публикациях. В то же время у зарубежных авторов немало публикаций, посвященных данной проблеме [5-8].
С целью получения собственных данных были проведены серии инструментальных измерений уровней шума и инфразвука вблизи вертолетных площадок при выполнении вертолетом взлетно-посадочного цикла. Критериями выбора площадки для проведения измерений явились состав парка воздушных судов (грузоподъемность), интенсивность движения, близость жилой застройки, возможность допуска на территорию.
Для исследования были выбраны следующие вертолетные площадки, расположенные в г. Санкт-Петербург:
- «Петропавловская крепость», о. Заячий;
- Вертолетная площадка вертолетного центра «Хели-драйв» по адресу: ул. Пилотов, д. 56.
Обе вертолетные площадки расположены в границах города, при этом площадка «Петропавловская крепость» располагается в центре города в условиях исторической жилой и административной застройки.
При проведении измерений авиационного шума авторы руководствовались следующими документами:
- ГОСТ 22283-2014 «Межгосударственный стандарт. Шум авиационный. Допустимые уровни шума на территории жилой застройки и методы его измерения»;
- ГОСТ 24647-2014 «Вертолеты гражданской авиации. Допустимые уровни шума и методы определения уровней шума на местности»;
- ГОСТ 31296.2-2006 (ИСО 1996-2:2007) «Межгосударственный стандарт. Шум. Описание, измерение и оценка шума на местности. Часть 2. Определение уровней звукового давления».
Для измерений использовались шумомеры SVAN 959 и Октава 110А.
Измерения уровней шума и инфразвука выполнялись при следующих операциях:
- запуск двигателей на холостых оборотах, продолжительность 5 мин;
- запуск двигателей на максимальных оборотах, продолжительность 30 сек;
- набор высоты до 10 м над землей на максимальных оборотах, продолжительность 30 сек;
- зависание на высоте 10 м от земли до выхода на траекторию взлета, продолжительность в среднем 5мин;
- взлет до выхода на горизонтальный пролет;
- заход на посадку.
Измерения проводились в 5 точках на расстояниях от вертолета: 30 м, 50 м, 100 м, 150 м, 200 м.
Уровни шума и инфразвука оценивались от вертолетов Robinson R44 (легкий класс), МИ-8 (средний класс), Bell 406 (легкий/средний класс). Перечисленные вертолеты являются наиболее часто используемыми в городских условиях для пассажирских перевозок (бизнес-авиация, туристические полеты) и в качестве санитарной авиации при аварийных ситуациях.
Результаты. Проведенные измерения показали, что значения УЗД шума достигают в среднем 90-100 дБА на расстояниях 50-100 м.
УЗД ИЗ с частотами 2, 4, 8, 16 Гц на расстоянии до 50 м от взлетающего вертолета достигали значений 90 дБ для вертолетов легкого класса (Bell-406, Robinson R44) и свыше 100 дБ - при взлете вертолетов среднего класса (МИ-8). На расстоянии 100 м уровни ИЗ имели практически те же значения. Характерно, что ослабление УЗД ИЗ по мере удаления точки измерения от вертолетной площадки происходило существенно слабее, чем УЗД шума, что объясняется физическими особенностями распространения ИЗ на местности.
Измерения, выполненные на обеих площадках («Хели-драйв» и «Петропавловская крепость»), показали практически одинаковые результаты при сравнении УЗД шума и ИЗ от вертолетов одинаковых моделей, что позволят сделать вывод об отсутствии значимой погрешности, обусловленной воздействие посторонних источников шума (автотранспорт и др.).
На основании проведенных исследований были разработаны гигиенические рекомендации по размещению проектируемых вертолетных площадок в условиях населенных мест:
1. Для вертолетных площадок и вертодромов, на которых планируется эксплуатация вертолетов легкого и среднего типа (Robinson 44, Bell 406, МИ-2) при низкой интенсивности полетов (1-3 взлета/посадки в сутки) рекомендуемое минимальное расстояние, на котором соблюдаются нормативные требования по эквивалентному уровню шума в дневное время суток, составляет 50 м от границ площадки, по максимальному уровню шума 135 м.
2. Для вертолетных площадок и вертодромов, на которых планируется эксплуатация вертолетов среднего типа (МИ-8 и более тяжелые аналоги) при низкой
интенсивности полетов (1-3 взлета/посадки в сутки) рекомендуемое минимальное расстояние, на котором соблюдаются нормативные требования по эквивалентному уровню шума в дневное время суток, составляет 200 м от границ площадки, по максимальному уровню шума до 300 м.
3. В случае, если интенсивность полетов превышает 1-3 взлета/посадки в сутки, рекомендуемое минимальное расстояние, на которых соблюдаются нормативные требования по эквивалентному уровню шума, ориентировочно могут быть определены по формуле (1):
Rmin экв (N) = 10A(lg Rmin+0,5 lgN), (1)
где N - суммарное количество полетов;
Rmin (N) - минимальное расстояние до точки, где обеспечиваются эквивалентные уровни звука, требуемые СН 2.2.4/2.1.8.562-96, при сценарии интенсивности N полетов в день;
Rmin - минимальное расстояние до точки, где обеспечиваются эквивалентные уровни звука, требуемые СН 2.2.4/2.1.8.562-96 при сценарии 1-3 взлетов/посадок в сутки.
Обсуждение. Результаты отечественных и зарубежных исследований [1-8] показывают, что значения максимальных уровней шума и ИЗ, формируемых вертолетами легкого и среднего классов (в соответствии с российской классификацией) могут достигать значений около 100 дБ на расстояниях до 100 м от границы вертолетной площадки.
По результатам собственных исследований уровней шума и ИЗ от воздействия вертолетов МИ-8, Robinson R44 и Bell 406, были получены схожие с другими авторами значения. В целом можно констатировать, что во всех точках измерения максимальные уровни шума существенно превышают действующие в России гигиенические нормативы для территорий жилой и общественно-деловой застройки в соответствии с требованиям^.
Можно ожидать, что при низкой интенсивности полетов (1 -3 раза в сутки) в помещениях жилых и общественных зданий, расположенных на расстояниях 250-300 м от изученной вертолетной площадки, превышения гигиенических нормативов уровней шума (эквивалентного и максимального) наблюдаться не будут. В то же время в случае высокой интенсивности полетов (до 10 и более взлетов/посадок в сутки), можно ожидать превышение эквивалентных уровней шума, и как следствие, прогнозировать неблагоприятное воздействие на здоровье.
На наш взгляд, наибольший интерес представляют результаты измерения инфразвука по целому ряду причин. Известно, что ИЗ в диапазоне частот 2-16 Гц при интенсивности свыше 130 дБ может вызывать даже при кратковременном воздействии ряд физиологических эффектов у человека: сухость в полости рта, нарушение зрения, головные боли, головокружение, тошноту, кашель, удушье,
звон в ушах, модуляция звуков речи, боли при глотании и др. [9,10].
Кроме того, рядом российских и зарубежных автором отмечается, что что ИЗ с интенсивностью УЗД на уровне порядка 90 дБ может быть причиной стресса и снижения когнитивной деятельности, но при этом не всегда быть ощущаемым как воздействие [11,12, 14].
Также представляет интерес величины уровней инфразвука внутри помещений, расположенных вблизи вертолетных площадок. Применительно к ситуации, рассматриваемой в данной работе, это жилые и общественно-деловые здания вблизи вертолетной площадки «Петропавловская крепость», расположенные на расстоянии 200-350 м. Существуют основания предполагать, что уровни звукового давления инфразвука внутри помещений, расположенных вблизи вертолетной площадки, могут иметь более высокие значения, чем на открытой местности, что обусловлено физическими особенностями распространения и усиления ИЗ внутри помещений определенного объема и геометрии [5, 13].
Кроме того, необходимо отметить, что предложенная формула для ориентировочного определения минимального расстояния, на котором соблюдаются нормативные требования по эквивалентному уровню шума, не может быть применима к ИЗ.
Выводы. На основании результатов исследования можно сделать следующие выводы:
1. Анализ отечественных и зарубежных публикаций по теме шума и инфразвука, создаваемых вертолетами при взлете/посадке, показывает актуальность данной проблемы в разрезе населенных мест крупных городов, особенно с учетом уровней ИЗ.
2. Проведенные собственные измерения УЗД шума и ИЗ показали результаты, в целом схожие литературными данными. Установлено, что даже на расстояниях 100 м от вертолетной площадки УЗД шума и ИЗ существенно превышают гигиенические нормативы селитебных зон.
4. Предложена расчетная модель для определения минимального расстояния от вертолетной площадки до достижения приемлемого показателя эквивалентного шума с учетом интенсивности полетов, что может быть использовано при проектировании вертолетных площадок в условиях застройки населенных мест.
5. При решении вопросов размещения вертолетных площадок в городских условиях возможно применение как расчетных методов обоснования минимального расстояния от объекта, так и результатов натурных исследований уровней шума и инфразвука.
6. В то же время предлагаемая расчетная модель неприменима в отношении уровней ИЗ ввиду особенностей их распространения, что требует проведения дальнейших исследований.
Благодарность. Авторы выражают благодарность Магнару Йонсену, Университетская больница Северной Норвегии (UNN), г. Тромсё (Johnsen Magnar, University Hospital of North Norway, Troms0, Norway) и Эллен Йенсен, Норвежский университет науки и технологии (NTNU), Трондхейм (Jensen Ellen, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway) за консультативную помощь и обсуждение результатов исследований.
Литература
1. Шумовые карты по данным измерения уровней шума вертолета Super Puma EC225 из материалов Проекта по изучению шума Норвежской нефтегазовой ассоциации в 2014 году. URL: https://www.norskolieoggass.no/globalas-sets/dokumenter/drift/stoyprosjekt/henkopterstoy/stoysonekart-for-ec225— 09012014.pdf (16.10. 2018)
2. Шумовые карты по данным измерения уровней шума вертолета Sikorsky S-92 из материалов Проекта по изучению шума Норвежской нефтегазовой ассоциации в 2014 году. URL: https://www.norskolieoggass.no/globalassets/doku-menter/drift/stovprosiekt/helikopterstov/stoysonekart-for-s-92—09012014.pdf (16.10. 2018)
3. Зинкин В.Н. Актуальные вопросы обеспечения работоспособности и сохранения здоровья инженерно-технического состава авиатранспортных предприятий. Актуальные проблемы транспортной медицины. 2014. Т. 1. N° 2 (36). С. 28-45.
4. Зинкин В.Н. Современные проблемы шума в авиации / В.Н.Зинкин, П.М. Шешегов / Проблемы безопасности полетов. 2014. № 5. С. 3-25.
5. Kerry G., Waddington D., Lomax C. Living with helicopter noise - evaluating sound insulation techniques for domestic dwellings using real helicopters. Journal of Building Services Engineering Research & Technology 34(2), 2011.
6. Lowson M. Acoustic kinematics of helicopter BVI noise. Aeroacoustics volume 14 ■ number 1 & 2 ■ 2015.
7. Chen Y., Ghinet S., Price A., Wickramasinghe V., Grewal A. Investigation of aircrew noise exposure levels and hearing protection solutions in helicopter cabin. Journal of Intelligent Material Systems and Structures 28(8).
8. Kendrick P, Waddington D, Kerry G. Research into the improvement of the management of helicopter noise. Available at: http://archive.defra. gov.uk/environ-ment/quality/noise/research/documents/nanr235-proj ectreport.pdf (16.10. 2018).
9. Куралесин Н.А. Научные основы регламентации инфразвука в медицине труда (медико-биологические аспекты). Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора медицинских наук. Москва, РАМН, НИИ медицины труда - 1997 г.
10. Измеров Н.Ф., Кириллов В.Ф. Гигиена труда.Учебник - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010 г. - 592 c
11. Rossi L., Prato A., Lesina L., Schiavi A. Effects of low-frequency noise on human cognitive performances in laboratory. Building Acoustics 2018, Vol. 25(1) 1733;
12. Baliatsas C, van Kamp I, van Poll R, et al. Health effects from low-frequency noise and infrasound in the general population: is it time to listen? A systematic review of observational studies. Sci Total Environ 2016; 557-558: 163-169.
13. Koch C. Hearing beyond the limit: Measurement, perception and impact of infrasound and ultrasonic noise. 12th ICBEN Congress on Noise as a Public Health Problem, Zurich, 2017.
14. Butikofer R., Eggenschwiler K., Steiner E. Annoying low level sound. 12th ICBEN Congress on Noise as a Public Health Problem, Zurich, 2017.
15. Zagubien A., Wolniewicz K. Everyday Exposure to Occupational/Non-Occupational Infrasound Noise in Our Life. Archives of Acoustics - Volume 41, Number 4, 2016
16. База данных Федерального Управления Гражданской Авиации (Federal Office of Civil Aviation FOCA) - http: //www. bazl. admin. ch/experten/regula-tion/03312/03419/03532/index.html?lang=en. (16.10.2018).
УДК 631.822
А.И. Осипов
ИЗВЕСТЬСОДЕРЖАЩИЕ ОТХОДЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ
ФГБНУАгрофизический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, aosipov2006@mail. ru
