آلودگی صوتی، اثرات و زیان‌های ناشی از آن
ساناز زبانی، حسین مهرآوران و روزبه قوسی
1- مقدمه
امروزه زندگی ماشینی سبب شده است كه انسان در محیطی پر استرس با منابع صدا و ارتعاش همزیستی توام با ناراحتی را تحمل كند. در محیط زیست عوامل گوناگونی چه انسان ساخت و چه طبیعی وجود دارد كه باعث تولید ترازهای صدا از آستانة شنوایی1 معادل dB 0 تا آستانه دردناكی2 dB130 (مطابق شكل زیر) می‌شوند.
سر و صدا یا آلودگی صوتی3 را می‌توان بصورت صدای ناخواسته‌ای دانست كه موجب بر هم خوردن آرامش در زمان استراحت و یا تمركز افراد در حین انجام كار می‌شود. این عامل مانند سایر آلودگی‌های محیط زیست بر روی انسان‌ها، حیوانات و اجسام بی‌جان اثرات منفی فراوانی می‌گذارد كه جهت بررسی و تشخیص آن نیاز به جمع‌آوری اطلاعات آماری و تعیین نقشه‌های تراز صوتی بصورت بلند مدت می‌باشد. در حالیكه تاثیر انواع آلودگی‌ها بر زندگی بشر كم و بیش مشخص می‌باشد و كشورهای مختلف دنیا در زمینه رفع و كاهش آن راهكارهای مختلفی را تدوین نموده‌اند، اما در این میان آلودگی صوتی به جهت تاثیرات تدریجی آن كمتر مورد توجه و شناخت قرار گرفته است.
2- منابع و روش ارزیابی آلودگی صوتی
عمده‌ترین منابع سر و صدا در محیط‌های شهری ناشی از وسایل حمل و نقل می‌باشد كه عمدتاً به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
الف- ترافیك جاده‌ای
ب- ترافیك هوایی
ج- ترافیك ریلی
در این بین سر و صدای ناشی از وسایل حمل و نقل جاده‌ای (شامل موتورسیكلت، ماشین‌های سواری، ماشین‌های سنگین و نیمه سنگین) سهم عمده‌ای در تولید آلودگی صوتی شهرها دارند.
سر و صدای ناشی از ترافیك جاده‌ای و هوایی یكی از مهمترین عوامل تمایل ساكنین به جابجایی از محل سكونت خود می‌باشد. در تهران هر سه عامل آلودگی در شهر وجود دارد. از جمله منابع دیگر سر و صدا، فعالیت‌های صنعتی ، فعالیت‌های ساختمانی و تجهیزات و دستگاه‌های موجود در محیط زندگی و منزل می‌باشد كه هر یك سهمی در تولید آلودگی صوتی در محیط زیست را دارند.
نقشه‌های تراز صدا را می‌توان به دو روش زیر بدست آورد:
الف- اندازه‌گیری مستقیم برای مقیاس‌های كوچك
ب- استفاده از مدل‌های ریاضی با توجه به میزان توان صوتی منتشر شده از منابع گوناگون صدا.
جهت تعیین میزان آسیب ناشی از آلودگی صوتی، دو پارامتر تراز صدا و مدت زمان قرارگیری در معرض آن بسیار مهم می‌باشند. در رابطه با تهیه نقشه‌های صدا یا آلودگی صوتی به روش دوم برای ارزیابی صحت مدلسازی نیاز به اندازه‌گیری نیز می‌باشد. شكل 1 الگوریتم نحوه ارزیابی و اهداف تعیین اینگونه نقشه‌ها را نشان می‌دهد.
در شكل 2 یكی از نقشه‌های دو بعدی تراز صدا برای بیمارستان فارابی شهر مشهد (كه برای شهرداری مشهد به روش مدلسازی جهت ارایه راهكار كنترلی تهیه شده است) ارایه شده كه نحوه توزیع تراز صدا در اطراف این ساختمان را نشان می‌دهد. مقیاس نقشه 1:1500 بوده و از روی آن می‌توان به‌راحتی نواحی بحرانی را تشخیص داد و راهكار كنترلی مناسب را ارایه نمود.
شكل 2- نقشه آلودگی صوتی بیمارستان فارابی شهر مشهد كه در كنار بزرگراه وكیل‌آباد قرار دارد
3- اثرات آلودگی صوتی بر انسان
بطور كلی می‌توان تاثیر آلودگی صوتی بر روی انسان را به چند قسمت زیر تقسیم‌بندی كرد:
الف- اثرات فیزیولوژیكی شامل كاهش قدرت شنوایی و اثرات بالینی
ب- تاثیر بر خواب
ج- اثرات روحی و روانی
د- اختلال در مكالمات.
الف- اثرات فیزیولوژیكی
ساده‌ترین و ملموس‌ترین عارضه‌ای كه صدای آزاردهنده ایجاد میكند، كاهش قدرت شنوایی است. یك گوش سالم ارتعاشاتی را می‌شنود كه فركانس آن بین 20 تا 20000 هرتز باشد. ارتعاشاتی كه فركانس آنها از 20000 هرتز بالاتر باشد، ماوراء صوت4 و كمتر از 20 هرتز، مادون صوت5 نامیده می‌شود.
در شكل 3 همانگونه كه مشاهده می‌شود قدرت شنوایی انسان با فركانس تغییر میكند و دستگاه‌های اندازه‌گیری طوری طراحی شده‌اند كه بتوانند فیلتر مناسب را جهت انطباق اندازه‌گیری با سیستم شنوایی انسان داشته باشند. این فیلتر بنام شبكه وزنی6A شناخته شده و بدین ترتیب ترازهای صدای منطبق با گوش انسان را بصورت dB(A) نمایش می‌دهند.
شكل 3- نمودار شنوایی انسان در شبكه وزنی A بر حسب فركانس
همانگونه كه مشاهده می‌شود گوش انسان در فركانس‌های پایین آستانه شنوایی بالایی دارد. یعنی برای شنیدن یك صدا توسط یك گوش سالم در فركانس HZ 60 باید تراز صدا بالای dB(A) 50 و در فركانس HZ 1000 بالای dB(A) 0 باشد. سیستم شنوایی انسان بقدری پیچیده است كه برای شناخت تاثیر صوت بر آن باید ابتدا فیزیولوژی گوش و نحوه شنیدن را مورد بررسی قرار داد.
-
فیزیولوژی گوش انسان
گوش انسان از سه قسمت گوش درونی، میانی و خارجی تشكیل شده است كه هر كدام از این قسمت‌ها وظایف مهمی را بر عهده دارند. طبق شكل 4 لاله گوش وظیفه متمركز كردن صدای دریافتی را دارد. این قسمت طول موج‌های بزرگتر را پراكنده و طول موج‌های كوتاهتر را به داخل مجرای گوش منعكس میكند و بعد از آن كانال شنوایی طول موج‌های صدای دریافتی را به گوش میانی منتقل میكند. برخورد این طول موج‌ها به پرده صماخ، باعث ارتعاش این پرده می‌شود. پشت پرده صماخ سه اهرم استخوانی قرار دارد. نام سه اهرم عبارتند از: Malleus , stapedius , Incus. استخوان‌های كوچك، پرده صماخ را به دریچه بیضوی شكل گوش داخلی متصل می‌سازند. به‌دنبال ارتعاش پرده صماخ، استخوان گوش میانی به حركت درآمده، نهایتا موجب حركت صفحه استخوان ركابی روی دریچه بیضوی می‌شود. ارتعاش از این طریق به گوش داخلی كه حلزونی شكل است راه می‌یابد و مایع داخلی گوش را مرتعش میكند.
بخش حلزونی گوش از سلول‌های مویی كوچكی تشكیل شده است كه این سلول‌ها از طریق لرزش وظیفه انتقال صدا را به عصب‌های حسی بر عهده دارند. با به حركت در آمدن این موها سلول‌های عصبی مربوط به این موها نیز تحریك می‌شوند و در نتیجه باعث تحریك فیبرهای عصبی می‌گردند. این تحریكات به مغز می‌رسند و مغز این تحریكات را تحلیل میكند و در نهایت شما صدا را می‌شنوید.
شكل 4- شمایی از گوش انسان
- كاهش قدرت شنوایی
شنوایی نرمال به سلامتی سه قسمت تشكیل دهنده گوش بستگی دارد و نحوه آسیب به دستگاه شنوایی از سه طریق ممكن است: هدایتی، حسی و عصبی.
كاهش شنوایی هدایتی زمانی اتفاق می‌افتد كه قسمت خارجی یا میانی گوش صدمه ببیند. صدمه به گوش میانی از طریق عفونت یا التهاب در استخوان گوش میانی یا ایجاد یك سوراخ در این ناحیه بوجود می‌آید. كاهش شنوایی ممكن است بدلیل كاهش انتقال اصوات بوسیله پرده صماخ باشد و این شكل از آسیب دیدگی را می‌توان توسط عمل جراحی درمان كرد.
كاهش حسی در اثر صدمه به بخش داخلی (بخش حلزونی) صورت می‌گیرد و كاهش عصبی بوسیله صدمه به نرون‌های عصبی اتفاق می‌افتد و در واقع حساسیت سلول‌های شنوایی كاهش می‌یابد كه به فركانس اصوات دریافتی بستگی دارد. كاهش حسی و عصبی از نوع تغییرات ماندگار و بازگشت ناپذیر می‌باشند. این تغییرات ماندگار می‌توانند ناشی از قرارگیری در معرض یك صدای بسیار بلند در مدت زمان كوتاه نظیر انفجار یا قرارگیری در معرض صدای آرامتر در مدت زمان طولانی‌تر باشد. در واقع رابطه‌ای میان فشار صوت و مدت زمان قرار گرفتن در معرض صدا وجود دارد. هر چقدر كه این زمان افزایش یابد قدرت شنوایی نیز كاهش می‌یابد. پس از ایجاد سر و صدای آزار دهنده و مضر، دستگاه شنوایی به چهار طریق زیر واكنش نشان می‌دهد:
- تطبیق: در اثر سر و صدای آزار دهنده و مضر دستگاه شنوایی خود را با وضعیت جدید وفق می‌دهد تا از آسیب مصون بماند.
- تغییر موقت آستانه شنوایی: این مرحله بعد از مرحله تطبیق است و در صورت ادامه‌دار شدن سر و صدا، خستگی و كری موقت ایجاد می‌شود. در واقع عده‌ای خستگی را مربوط به تغییرات مكانیكی، الكتریكی و شیمیایی سلول‌های شنوایی و اطراف آنها می‌دانند. در كری موقت قسمت‌هایی از بخش حلزونی به‌ویژه بخش‌های مربوط به فركانس‌های 4000 تا 6000 هرتز دچار تورم می‌شوند.
- تغییر دایمی آستانه شنوایی: در اثر قرار گرفتن مستمر در معرض سر و صدا، اثرات شنوایی عمیق‌تر شده و دایمی می‌شوند.
- تغییر آستانه شنوایی غیر قابل برگشت: سلول‌های مویی شنوایی آسیب دیده و تغییر غیر قابل برگشت آستانه شنوایی را موجب می‌شود.
- اثرات بالینی
از دیگر اثرات نامطلوب سر و صدا، ناراحتی عصبی، خارش، انعقاد رگ‌های خونی، سكته قلبی، فشار خون بالا، سردرد، كج خلقی، سوء هاضمه، زخم معده، بی‌نظمی بیوشیمیایی و سایر عوارض را می‌توان نام برد. در صورتی‌كه شدت اینگونه اصوات از90 دسیبل تجاوز نماید، تعادل انسان برهم می‌خورد. اصوات مادون صوت در انسان خستگی مفرط و بعضا بیهوشی و تهوع ایجاد می‌نمایند كه در زیر بطور خلاصه شرح داده شده است (شكل 5).
صدای مداوم باعث افزایش هورمون‌های كلسترول و كورتیزول خون می‌شود. كلسترول موجب افزایش ضربان قلب و هورمون كورتیزول موجب افزایش استرس و اضطراب می‌شود. در واقع صدای بلند باعث افزایش فشار خون و ترشح هورمون‌های استرس می‌شود. در نتیجه در اثر صدای ناگهانی و بلند فشار خون به‌ویژه فشارداخل جمجمه بالا رفته ترشحات بزاق كم شده و دهان خشك می‌گردد. همچنین ترشحات معده كم شده و معده دچار انقباضات دردناكی می‌شود. حركات دودی شكل روده‌ها نیز دچار ركود می‌شود. در عین حال سر و صدا ممكن است با فشار فیزیولوژیك خود، بیماری‌ها را تشدید كند. در واقع سوت كشیدن گوش ناشی از سر و صدای زیاد و شدید است و نشانه واكنش فیزیولوژیك بدن در برابر صدا و هشداری است كه نشان می‌دهد صدا بر آستانه شنوایی اثر نامطلوب دارد. كاهش قدرت یادگیری و تمركز در حین انجام كار از دیگر اثرات مستقیم سر و صدا می‌باشد.
شكل 5- اثرات بالینی صدا
ب- تاثیر بر خواب
ظاهرا قدرت سازگاری افراد در خواب و بیداری با هم متفاوت است. در خواب آستانه شنوایی پایین است، به عبارت دیگر جنبه تخریبی فیزیولوژیكی سر و صدا بیشتر است. سر و صدا ممكن است اثر و ارزش شفابخش خواب را از بین ببرد. صوت اگر ضعیف باشد به هنگام خواب امواج مغزی را تغییر می‌دهد.
افراد از اثراتی كه صوت بر بدنشان در حین خواب می‌گذارد بی‌اطلاع هستند ولیكن صوت می‌تواند باعث قطع خواب و بیدار شدن آنها شود، آنها معمولا فراموش میكنند كه چند بار در اثر سر و صدا از خواب بیدار شده‌اند و یا نسبت به آن بی‌توجهند.
ج- اثرات روحی و روانی
آثار روانی سر و صدا رابطه مستقیمی با شدت صوت ندارد. گاهی ممكن است كوچكترین صدا موجب شدیدترین عكس‌العمل شده و یا بلندترین صدا در ذهن آدمی اثر نداشته باشد. آثار روانی سر و صدا بر حسب شخص، موقعیت، زمان و حالات روانی متفاوت بوده و به هیچ وجه قابل اندازه‌گیری نیست.
- تاثیر بر روی نوزادان (جنین)
به نظر می‌رسد سر و صدا بر روی جنین تاثیر می‌گذارد. در واقع در اثر استرس، رگ‌های رحم كه مسوول تهیه مواد غذایی و اكسیژن برای نوزاد (جنین) هستند منقبض می‌شوند. فشار و استرس در مادران باردار باعث ایجاد خطراتی در جنین می‌شود. مهمترین دوران آبستنی در 14 تا 16 روز اول جنینی است. در این دوره سیستم عصبی مركزی و عضوهای حیاتی جنین شكل می‌گیرند. تحقیقات در ژاپن نشان داده است كه مكان‌های پر سر و صدا نظیر فرودگاه سبب كاهش وزن در نوزادان شده است و همچنین علاوه بر كاهش وزن، شیوع امراضی نظیر شكاف در لب یا سقف دهان و ناهنجاری‌هایی در پشت بدن نیز در نوزادان ممكن است مربوط به این مساله باشد.
د- اختلال در مكالمات
سر و صدا بر روی صحبت كردن افراد نیز تاثیر می‌گذارد. جدول 1 فاصله بین شنونده و كسی كه صحبت میكند را در دو تراز مختلف صدای زمینه نشان می‌دهد. در صورتی‌كه صدای زمینه افزایش یابد دو نفر باید به هم نزدیك شوند و یا بلندتر صحبت كنند و در غیر اینصورت قابلیت فهم كاهش می‌یابد.
|
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0/5 |
مسافت مكالمه (m) میزان صدای مكالمه |
|
|
52 |
54 |
56 |
60 |
66 |
72 |
صدای زمینه (dB) |
با صدای عادی |
|
58 |
60 |
62 |
66 |
72 |
78 |
با صدای بلند |
|
جدول 1
4- اثر سر و صدا بر روی گیاهان و حیوانات
سر و صدا رشد گیاهان را بطور قابل ملاحظه‌ای كاهش می‌دهد. رشد گیاهان گلخانه‌ای نیز تحت تاثیر صدای موسیقی افزایش می‌یابد. در حیوانات سر و صدا سبب مهاجرت بی‌موقع حیات وحش و پرندگان، خونریزی‌های گوش، سقط جنین، بی‌اشتهایی، كاهش شیر در حیوانات شیرده و كوتاه شدن طول عمر آنها می‌شود.
بررسی‌ها نشان داده است كه حیوانات در نزدیكی فرودگاه‌ها و پیست‌های موتورسواری اكثرا دچار خونریزی داخل گوش می‌شوند. آزمایشاتی كه بر روی تعدادی میمون انجام شد نشان داده است كه وقتی این میمون‌ها به مدت 24 ساعت و برای چند ماه در معرض سر و صدا قرار گرفته‌اند، دچار فشار خون شده‌اند و تناوب این صدا موجب افزایش ضربان قلب آنها شده است. با پیشرفت صنایع جدید به‌ویژه هواپیماهای سریع‌السیر، امواج فوق شنوایی اهمیت زیادی پیدا كرده‌اند. این امواج بخوبی می‌توانند باكتری‌ها و تك سلولی‌ها را كشته و حتی ظرف چند دقیقه باعث مرگ قورباغه‌ها شوند و قادرند وارد مایع سلولی انسان شده و صدماتی به آن وارد آورند. در حیوانات پشم‌دار امواج فوق شنوایی كه شدت آنها بیش از 150 دسیبل است، جذب بدن حیوان شده و موجب افزایش حرارت بدن و مرگ حیواناتی به بزرگی موش و خرگوش می‌گردد.
5- روش‌های طرق كاهش مشكلات ناشی از صدمات شنوایی
جهت رفع مشكلات ناشی از آلودگی صوتی می‌توان با تركیب و آمیزش سه عامل زیر اقدام كرد:
الف- تغییر یا كاهش صدای خروجی از منبع:
- كاهش ضربات یا نیروی برخوردی
- بالانس كردن قسمت‌های چرخنده
- ایزوله كردن عناصر نوسان كننده در كف
- بكار بردن مواد میراكننده ارتعاش
- كاهش سرعت ماشین‌ها، سرعت سیالات و تعلیق فشار در آنها
- كاهش اصطكاك
- كاهش صدا در نواحی تولید كننده و منعكس كننده
- انتخاب ماشین‌های كم سر و صدا.
ب- تغییر مسیر صدا جهت كاهش تراز صوتی دریافت شده توسط گیرنده:
- جدا كردن منبع صوت و دریافت كننده تا حد امكان
- استفاده از سدها یا موانع منحرف كننده
- استفاده از صداخفه‌كن‌ها یا میراكننده‌ها
- استفاده از حصارها
- استفاده از مواد جاذب صدا
- استفاده از مسیرهای آكوستیكی.
ج- محدود كردن زمان دریافت صدا توسط گیرنده و یا حفاظت فردی در برابر صدا
برای محافظت فردی، گوش را از طریق پوشش‌هایی بر روی گوش یا خنثی كننده‌های اصوات، حفاظت میكنند. پوشش‌های گوش از مواد مختلفی مثل پلاستیك‌های نرم منعطف، موم، كاغذ، پشم شیشه، كتان و مخلوطی از آنها ساخته می‌شوند. محافظ‌های صدا خفه‌كن، تنها گوش خارجی را محافظت میكنند.
جدول 2 خلاصه‌ای از تاثیرات مختلف آلودگی صوتی در محیط خارج و داخل را بر افراد نشان می‌دهد. این سطوح آلودگی صوتی عبارتند از 55، 60، 65، 70، 75 دسیبل كه در طول شبانه‌روز اتفاق می‌افتند.
جدول 2- تاثیرات سطوح مختلف آلودگی صوتی محیط خارج و داخل بر انسان
|
تراز صدا(dB) |
نوع تأثیر |
|||||
|
از دست دادن شنوایی |
مكالمه در محیط داخل منزل |
مكالمه در محیط خارج از منزل |
درصد ابراز ناراحتی |
واكنش عمومی جامعه |
مقایسه با دیگر اثرات زیست محیطی |
|
|
55 |
اتفاق نمی‌افتد |
مزاحمتی ایجاد نمی‌كند و 100% جملات درك می‌شوند |
در فاصله 0/35 متری درك مكالمات 100% است. در فاصله 1 متری درك جملات 99% است. در فاصله 3/5 متری درك جملات 95% است. |
4% جمعیت |
این میزان صدا 7 دسیبل كمتر از میزان صدایی است كه موجب شكایت جامعه می‌شود. |
آلودگی صوتی اهمیت چندانی نسبت به دیگر عوامل زیست محیطی ندارد. |
|
60 |
اتفاق نمی‌افتد |
مزاحمتی ایجاد نمی‌كند و 100% جملات درك می‌شوند |
در فاصله 0/2 متری درك مكالمات 100% است. در فاصله 0/6 متری درك جملات 99% است. در فاصله 2 متری درك جملات 95% است. |
9% جمعیت |
این میزان صدا 2 دسیبل كمتر از میزان صدایی است كه موجب شكایت جامعه می‌شود. |
آلودگی صوتی به ظاهر برابر دیگر عوامل زیست محیطی می‌باشد. |
|
65 |
اتفاق نمی‌افتد |
مزاحمت كمی برای صحبت عادی ایجاد میكند و 99% جملات قابل درك هستند. |
در فاصله 0/1 متری درك مكالمات 100% است. در فاصله 0/3 متری درك مكالمات 99% است. در فاصله 1/2 متری درك مكالمات 95% است. |
15% جمعیت |
این میزان صدا 3 دسیبل بیشتر از میزان صدایی است كه موجب شكایت جامعه می‌شود |
آلودگی صوتی در مقابل دیگر عوامل زیست محیطی از اهمیت بیشتری برخوردار است. |
|
70 |
احتمالا اتفاق نمی‌افتد. |
مزاحمت كمی برای صحبت عادی ایجاد میكند. 99% جملات قابل درك هستند. |
در فاصله 0/06 متری درك مكالمات 100% است. در فاصله 0/2 متری درك جملات 99% است. در فاصله 0/6 متری درك جملات 95% است. |
25% جمعیت |
این میزان صدا 8 دسیبل بیشتر از میزان صدایی است كه موجب شكایت جامعه می‌شود. |
آلودگی صوتی یكی از مهمترین عوامل زیست محیطی است. |
|
75 |
ممكن است حساسیت‌های فردی بوجود آید كه به مدت زمان تراز صدایی كه به گوش می‌رسد وابسته است. |
مزاحمت برای صحبت عادی ایجاد میكند. ولی 99% جملات قابل درك هستند. |
مزاحمت زیاد در مكالمات با 100% فهم پدید می‌آید. در فاصله 0/1 متری درك جملات 99% است. در فاصله 0/4 متری درك جملات 95% است. |
37% جمعیت |
این میزان صدا 13 دسیبل بیشتر از میزان صدایی است كه موجب شكایت جامعه می‌شود. |
آلودگی صوتی از مهمترین عوامل زیست محیطی است. |
منابع:
1- Noise Effects Handbook, National Association of Noise control officials, U.S.EPA, 1981.
2- Effects of Aviation Noise on Awakenings from Sleep, Federal Interagency Commitee on Aviation Noise, 1997.
3- روش‌های كنترل صدای ناشی از ترافیك، روزبه قوسی، حسین مهرآوران، ماهنامه پژوهشی شهرداری‌ها، شماره 52، شهریور 82.
4- تهیه و تدوین اثرات ناشی از عوامل گوناگون آلودگی صوتی بر انسان، واحد صوت شركت كنترل كیفیت هوا، پاییز 82.
5- موانع صوتی، امكان سنجی نصب و تاثیر آن در كاهش آلودگی صدا در محیط زیست، روزبه قوسی، حسین مهرآوران، ماهنامه پژوهشی شهرداری‌ها، شماره 44، دی 81.
6- مدلسازی و اندازه‌گیری میزان تراز معادل صدا در معابر شهر تهران و بررسی كلی موانع صوتی، حسین مهرآوران، روزبه قوسی، فصلنامه انجمن مهندسین عمران ایران، صفحه 24 تا 30، زمستان 83.
7- تدوین ترازهای صوتی در شهر مشهد و ارایه رویه‌های كنترل صدای ترافیكی، سال 83.
1- Hearing threshold
2- Pain threshold
3- Noise or Noise Pollution
4- Ultra sonic
5- Infra sonic
6- Weighting network
