Проблемы экологии автотранспорта / ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ АВТОТРАНСПОРТА

ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ АВТОТРАНСПОРТТА

Существует два главных направления совершенствования современных транспортных энергетических установок:

- рациональное использование топлива;

- снижение вредного воздействия транспортных средств на окружающую среду.

Баланс относительных приведенных выбросов ДВС по отдельным компонентам: СО- 5%; сажа- 2%; СНх- 1%; SO2- 8%; NOx- 70%; свинец- 14%.

Отрицательные экологические последствия автомобилизации:

- загрязнение окружающей среды: ингредиентное®воздух, вода, почва.

- загрязнение окружающей среды: параметрическое®шум, тепло, электромагнитное излучение; вибрация.

- загрязнение окружающей среды, связанное с потреблением ресурсов, затратами труда, сокращением мест обитания, гибелью живых организмов.

Безвредность автомобиля может быть обеспечена безопасностью движения, снижением шума от автотранспортных средств, снижением загрязняющих окружающую среду ингредиентов.

Безопасность движения- это тормозные механизмы, параметры которых характеризуют устойчивость, управляемость автомобиля. Это обзорность, эффективность сигнализации, подголовники, ремни безопасности, энергопоглощающая рулевая колонка, травмобезопасные детали кузова.

Снижение шума- это бесшумность двигателя, коробки передач, главной передачи, тормозных механизмов шин, плотность соединений кузова, стабильность и бесшумность в процессе эксплуатации автомобиля.

Снижение загрязняющих окружающую среду ингредиентов. Полнота сгорания топлива в ДВС, при всех режимах работы, отсутствие отравляющих компонен6тов в отработавших газах (ОГ), наличие и действие нейтрализаторов ОГ, предотвращение попадания картерных газов в атмосферу. В конечном итоге представленные мероприятия есть эксплуатационное качество автомобиля и его безопасность.

АВТОМОБИЛЬ ИСТОЧНИК ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Вредные и токсичные вещества, содержащиеся в ОГ автомобильных двигателей, могут не претерпевать каких-либо изменений в атмосфере в течение длительного времени и переноситься на значительные расстояния. Кроме того, первичные загрязнители в атмосфере при соответствующих условиях могут взаимодействовать друг с другом, образуя новые токсичные или вредные вещества, например, сульфаты, нитраты, озон, кислоты, фотооксиданты и др.

Оксиды серы и азота, находясь в атмосферном воздухе до 2-5 суток и перемещаясь с потоком воздуха на расстояние 1000 км, могут превращаться в кислоты :

SO2+NO®SO3(H2O)®H2SO3.

H2SO3+ O2® SO3+HO2·.

H2SO3+OH·® H2SO4.

NO2+hn®NO+O·.

O·+ O2®O3.

NO+ O3® NO2+O2.

К основным загрязнителям атмосферы относятся сернистый газ, взвешенные частицы, СО, СО2, NOx, фотоокислители и реакционноспособные углеводороды, свинец, ртуть, кадмий, хлорированные органические соединения, нефтепродукты, микротоксины, аммиак, фреоны, металлы, радиоактивные вещества и т. д.

Наиболее токсичны из химических веществ: ртуть, мышьяк, свинец, цинк, кадмий, сернистые вещества, углеводороды (полициклические ароматические углеводороды-ПАУ). Заражая воздух и воду, они вызывают отравления, расстройство нервной системы, нарушение обмена, онкологические заболевания. Заболевания людей вызываются также повышенным уровнем шума, вибрацией, электромагнитным излучением.

Вредное воздействие для растений и животных также связаны с загрязнением природной среды токсичными веществами: газами (Н2S, HF, O3, NO2, Cl2), аэрозолями (HCl, H2SO4), тяжелыми металлами, неорганическими солями, нефтепродуктами.

Нефтепродукты являются причиной гибели микроорганизмов и фитопланктона в водоемах, отрицательно влияют на морфологические и физиологические функции растений, взывая их заболевания (хлорозы, некрозы), недостаток или избыток отдельных химических элементов в почве и в воде.

Живые организмы чутко реагируют на любые изменения в окружающей среде. Содержащиеся в ОГ СО2, а также и тепло энергоустановок способствуют образованию парникового эффекта- потепление климата в глобальном масштабе.

ИСТОЧНИКИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Основным источником загрязнения воздуха в настоящее время являются двигатели с искровым зажиганием. Однако, уменьшение токсичности автомобильных дизелей также заслуживает серьезного внимания.

ИСТОЧНИКИ ОБРАЗОВАНИЯ ВРЕДНЫХ И ТОКСИЧНЫХ ВЫБРОСОВ

В любой энергоустановке (двигателе) загрязняющие выбросы образуются при сгорании топлива. Жидкое топливо для ДВС содержит достаточное количество элементов С, Н и большое количество О, N, S. Воздух же содержит N2- 78.03%; О2- 20.99%; СО2- 0.03%; инертные газы- 0.04%.

Для обеспечения процесса сгорания в ДВС подается рабочая смесь, состоящая из одной части топлива и 15 частей воздуха. Поэтому вредные и токсичные компоненты образуются в ОГ как результат сгорания рабочей смеси.

Всего в составе ОГ автомобильных ДВС содержится около 280 компонентов, которые по химическим свойствам и характеру воздействия на биосферу разделяются на нетоксичные (Н2О, Н2, О2, N2), вредные- СО2 и токсичные (СО, NOx, СНх, SO2, H2S, альдегиды, сажа, и др.).

К основным источникам образования вредных и токсичных выбросов относятся картерные газы, пары топлива, топливный бак.

Пары топлива (СхНy)- испарения топлива, которые попадают в атмосферу из топливных баков, элементов системы питания двигателей: стыков, шлангов и т. д. Состоят из углеводородов. Из-за большой вязкости дизельного топлива дизели выбрасывают меньше паров углеводородов. Здесь же также и пары горючесмазочных материалов (ГСМ) и специальных жидкостей- утечка масла, испарение антифризов.

Картерные газы- это смесь газов, проникающих через неплотности поршневых колец из камеры сгорания в картер, и паров масла, находящихся в картере, а затем попадающих в окружающую среду. Смесь этих газов сильно раздражает слизистую оболочку системы дыхания.

Отработанные газы (СО, СНх, NOx, сажа, и др.)- представляют собой смесь газообразных продуктов полного (неполного) сгорания топлива, избыточного воздуха и различных микропримесей (газообразных, жидких и твердых частиц, поступающих из цилиндров двигателя в его выпускную систему).

Обобщая данные таблиц можно сделать вывод, что бензиновый двигатель выбрасывает СО приблизительно в 7 раз больше чем дизель, и альдегидов примерно в 3 раза больше дизельного двигателя. Выбросы остальных компонентов этих двигателей почти одинаковы. Однако дизель выбрасывает больше (примерно в 10-15 раз)SO2.

СОДРЖАНИЕ ВРЕДНЫХ И ТОКСИЧНЫХ ВЫБРОСОВ, ИХ ДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Вредные и токсичные выбросы условно делят на регламентированные и нерегламентированные. Действуют они на организм человека по разному. Токсичные выбросы: СО, NOx, CHx, RxCHO, SO3, сажа, дым.

СО- оксид углерода- это газ без цвета и запаха, более легкий, чем воздух. Образуется на поверхности поршня и на стенке цилиндра, в котором активация не происходит вследствие интенсивного теплоотвода в стенке, плохого распыления топлива и диссоциации СО2 на СО и О2 при высоких температурах.

С+1/2СО2=СО.

Во время работы дизеля концентрация СО незначительна (0.1-0.2%). У бензинового двигателя при работе на холостом ходу и малых нагрузках содержание СО достигает 5-8% (из-за работы на обогащенных смесях?).

СО вызывает нарушение нервной системы головную боль, похудение, рвоту. Это происходит потому, что СО изменяет состав крови и уменьшает образование гемоглобина, мешает процессу насыщения кислорода в организме. Гемоглобин, соединившийся с оксидом углерода, называется карбоксигемоглобином. Гемоглобин, связанный с кислородом, называется оксигемоглобином.

У людей с повышенным содержанием карбоксигемоглобина наблюдаются два важных симптома. Это снижение способности воспринимать сигналы, поступающие из внешней среды и нарушения процессов мышления.

NOx (оксиды азота)- все оксиды азота физиологически активны, относятся к третьему классу опасности. ПДК (в пересчете на NO2)- 5 мг/м3.

N2- инертный газ, активно реагирует с кислородом при высоких температурах. Выброс NOx с ОГ зависит от температуры среды. Чем больше нагрузка двигателя, тем выше температура в камере сгорания, и соответственно увеличивается выброс оксидов азота. Температура в зоне горения (камера сгорания) во многом зависит от состава смеси. Слишком обедненная или обогащенная смесь при горении выделяет меньше теплоты. Процесс сгорания замедляется и сопровождается большими потерями теплоты в стенке, т. е. в таких условиях выделяется меньше количество NOx, а выбросы растут, когда состав смеси близок к стехиометрическому. Для дизельных двигателей состав NOx зависит от угла впрыска топлива и времени задержки самовоспламенения.

Оксиды азота раздражают слизистую оболочку глаз и носа, разрушают легкие. В дыхательных путях оксиды азота реагируют с влагой. Оксиды азота разрушают озоновый слой.

Считается, что токсичность NOx больше в 10 раз токсичности СО.

Углеводороды (СхНy)- условно это этан, метан и др. ОГ содержат 200 разных углеводородов.

В дизельных двигателях СхНy образуются в камере сгорания из-за низкой гомогенности смеси, т. е. в случаях богатой смеси, где пламя гаснет, где слабая турбулентность воздуха, низкая температура, плохое распыление.

СхНy имеют неприятный запах, СхНy в виде паров (бензина)также токсичны.

ДВС выбрасывают большое количество СхНy, когда работает в режиме холостого хода из-за плохой турбулентности и уменьшении скорости сгорания.

СхНy раздражают глаза, нос и очень вредны для флоры и фауны. Предельные углеводороды оказывают на организм человека наркотическое действие.

Непредельные углеводороды. Олефины вызывают слезотечение, кашель, вызывают нарушения в функционировании нервной системы. Вступая в реакцию с оксидами азота, под действием солнечного света, они образуют биологически активные вещества, которые вызывают раздражение органов дыхания, а также наносят ущерб растительному и животному миру.

Полициклические ароматические углеводороды. ПАУ по степени канцерогенности делят на 4 группы:

- сильные канцирогены- это бенз-a-пирен, дибенз-a-пирен;

-канцерогены средней силы- бенз-a-флуоратен;

-не канцерогены- коронен, пирен.

ПАУ постепенно накапливаясь в организме человека до критических концентраций, стимулируют образование злокачественных опухолей.

Альдегиды. Органические соединения с общей химической формулой RxCHO, содержащие в молекуле карбонильную группу, смвязанную с атомо углерода и углеводородным радикалом (R=CH3·, C2H5· и др.). Из альдегидов в ОГ в основном присутствуют формальдегиды и акролеин. Альдегиды образуются, когда топливо сжигается при низких температурах или смесь очень бедная, а также в результате окисления тонкого слоя масла на стенке цилиндра.

Формальдегид- бесцветный газ с резким и неприятным запахом, раздражает глаза и верхние дыхательные пути, поражает центральную нервную систему.

Акролеин. Бесцветная легко летучая жидкость, также обладающая сильным раздражающим действием.

Дым. Непрозрачный газ, дым может быть белым, синим, черным. Белый и синий дым- это смесь топлива в виде капель с микроскопическим количеством пара; образуется из-за неполного сгорания и последующей конденсации топлива.

Белый дым образуется, когда двигатель находится в холостом состоянии, После прогрева двигателя белый цвет исчезает. Отличие белого дыма от синего определяется размером кали топлива. Размер частиц синего дыма 0.001-0.1 мкм, белого- больше 0.1 мкм до 100 мкм. При этом белый дым образуется в интервале температур двигателя 100-3000С, а синий в интервале 300-7000С. Синий цвет дыма характерен и для дыма от масла.

Сажа (черный дым). Представляет собой бесформенное тело без кристаллической решетки. В ОГ дизельного двигателя сажа- это частицы (дисперсные частицы) размером 0.3-100 мкм. Образование сажи зависит от температуры, давления в камере сгорания, типа топлива, отношения топливо-воздух.

Сажа, попадая в дыхательные пути, вызывает хронические заболевания, загрязняет воздух, ухудшает видимость и адсорбирует на своей поверхности сильнейшие канцерогенные вещества, например, бенз-a-пирен.

PbхOy (оксиды свинца). В настоящее время этилированный бензин, являющийся основным поставщиком загрязнителей в виде оксидов свинца, не используется как топливо. Однако содержание свинца по ГОСТ 2002 года в бензине составляет 0.005 г/дм3. Поэтому в процессе длительного применения такого топлива образуются свинцовосодержащие соединения. Оксиды свинца накапливаются в организме человека, попадая в него через животную и растительную пищу, питьевую воду. Аэрозольные соединения, содержащие свинец, вызывают также как и оксиды свинца отравление органов, нарушают функции нервно-мышечных систем, головного мозга. Свинец плохо выводится из организма, накапливаясь в нем до опасных для здоровья и жизни человека концентраций. Соединения свинца аккумулируются в растениях.

Фотохимическое загрязнение воздуха. Для светохимических реакций требуется световая энергия. Некоторые загрязнители- оксиды азота и углеводороды вступают в фотохимические реакции. В результате таких реакций образуются новые загрязнители воздуха- озон, альдегиды, а также весьма специфические органические соединения. Уровни фотохимического загрязнения воздуха тесно связаны с режимом движения транспорта утром и вечером. Отмечаются пики выбросов в эти время суток именно оксидов азота и углеводородов. Именно эти соединения, вступая в реакцию друг с другом, обуславливают фотохимическое загрязнение воздуха. Образуются пероксиацилнитраты (ПАН). Озон вступает в реакцию с углеводородами- образуется альдегид.

SO2- (оксид серы). Образуется во время работы двигателя из топлива., получаемого из сернистой нефти (особенно в дизелях). Эти выбросы раздражают глаза, органы дыхания. Высокая концентрация SO2 и ее производных вызывает серьезные повреждения растительности, многие материалы под действием капелек серной кислоты разрушаются. Репером воздействия серной кислоты на растительность является красновато-коричневый цвет листьев и хвои и опадание листвы и хвои.

ВЛИЯНИЕ АВТОТРАНСПОРТА НА ФЛОРУ И ФАУНУ

Загрязнение окружающей среды токсичными компонентами ОГ приводит к большим экономическим потерям в хозяйстве, т. к. токсичные вещества вызывают нарушения в росте растений, что приводит к снижению урожаев и потерям в животноводстве.

Также существуют проблемы загрязнения почвы автоотходами.

ВЫБРОС ТОКСИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ АВТОМОБИЛЕЙ В ТРАНСПОРТНОМ ПОТОКЕ

Расход топлива и выброс токсичных компонентов. Совершенство конструкции автомобилей оценивается комплексом эксплуатационных свойств, среди которых одним из важнейших является топливная экономичность. Под топливной экономичностью автомобиля понимается его свойств использовать минимально возможное количество топлива при выполнении транспортной работы.

Показатели топливной экономичности регламентированы ГОСТами. Их перечень включает контрольный расход топлива, топливную характеристику транспортного средства при установившемся режиме, расход топлива в магистральном и городском циклах на дорогах, в городском цикле на стендах с беговыми барабанами, а также топливо-скоростную характеристику на магистрально-холмистой дороге.

Общий расход топлива Q обуславливается потерями энергии в двигателе (Qдвиг) и трансмиссии (Qтр), а также общим сопротивлением движению, которое складывается из сопротивления качению (Qf), аэродинамического сопротивления (Qw), сопротивления сил энергии (Qa) и сопротивления подъему (Qi).

Топливный баланс:

Q= Qдвиг+ Qтр+ Qf+ Qw+ Qi+ Qa.

При движении автомобиля малого класса по горизонтальному участку дороги со скорость 60 км/час удельный вес составляющих распределяется следующим образом: Qдвиг=65%; Qтр=9%; Qf=16%; Qw=10%.

В качестве измерителя эксплуатационного расхода топлива q используют отношение общего расхода Q топлива к пройденному пути S:

q=Q/S.

На рисунке показаны зависимости эксплуатационного расхода топлива легковым автомобилем среднего класса на городской магистрали и участке загородной дороги от скорости сообщения v=S/t (t- время движения транспортного средства).

Кривая 1 представляет собой расход топлива в зависимости от установившейся скорости, а заштрихованная зона соответствует расходу топлива при движении с экономичной скоростью.

В условиях города автомобиль движется в основном в режимах разгона и замедления, причем сочетание этих фаз может быть самым разнообразным. Все это делает невозможным движение в городских условиях с экономичными скоростями и приводит к дополнительному расходу топлива (зона меду кривыми 1 и 2).

Рассмотрим движение двух автомобилей по участку городской магистрали в свободных условиях. Пусть первый автомобиль преодолел участок со скоростью 60 км/ч практически беспрепятственно. Расход топлива первым авто составляет:

Q1=qL∙l,

где qL- удельный расход топлива, л/км; l- протяженность участка, км.

Расход топлива вторым автомобилем Q2 будет складываться из расхода топлива на разгон Qр, на торможение Qт, на холостой ход Qхх и на движение с относительно постоянной скоростью Qv:

Q2= Qр+ Qт+ Qхх+ Qv.

Расход топлива Q2* равен:

Q2*= Q2+D0,

где D0- дополнительный расход топлива, связанный с остановками автомобиля, л.

Расход D0 будет определяться числом остановок О и временем работы на холостом ходу tхх:

D0= q0∙О+ qхх∙tхх,

где q0- дополнительный расход топлива на остановку, л/ч; qхх- расход топлива на холостом ходу, л/ч.

Расход топлива q0 зависит от интенсивности и конечной скорости разгона Vр. Помимо скорости разгона на дополнительный расход топлива на остановку влияет номер автомобиля в очереди и ее состав.

Увеличение расхода топлива i-тым автомобилем учитывается коэффициентом очередности Коч.

Неравномерность скоростного режима для магистрали непрерывного движения оценивается с достаточной точностью параметрами транспортного потока, т. е. параметрами конечной скорости разгона, коэффициентом очередности, а также коэффициентом задержки.

Однако данный параметр применительно к городской магистрали неточен. Поэтому введен еще и параметр градиента скорости. Градиент скорости Ivотражает относительную долю неустановившихся режимов движения за единицу времени. Кроме того, Iv характеризует уровень транспортной загрузки, загрязнение атмосферы токсичными компонентами ОГ, расход топлива.

В свободных условиях движения значения градиента скорости малы, а скорость наибольшая. С увеличением уровня загрузки возрастает взаимное влияние автомобилей, водители которых вынуждены постоянно реагировать на изменение дорожной ситуации, растет неравномерность движения- скорость падает. Это приводит к повышению показателей удельного расхода. Вычисление градиента скорости возможно по пространсвенно-временной характеристике режима движения с использованием метода «плавающего» автомобиля.

На рисунке представлена зависимость изменения расхода топлива при непрерывном движении от градиента скорости.

Для всех типов автомобилей повышение плотности движения приводит к росту градиента скоростей.

Значения удельных расходов топлива в зависимости от состояния транспортного потока приведены в таблице.

Дополнительный расход топлива в зоне перекрестка потоком автомобилей в значительной степени определяется длительностью цикла светофорного регулирования.

Довольно широкий диапазон изменения расхода топлива объясняется многообразием условий движения в городах, поэтому в каждом конкретном случае оценить эффективность определенного мероприятия можно, если учесть все параметры транспортного потока.

Снижение расхода топлива и, следовательно, вредных выбросов от автотранспортных средств достигается:

- сокращением числа пересечений транспортных и пешеходных потоков.

-снижением уровня загрузки магистралей.

- оптимизацией состава транспортного потока.

- оптимизацией скоростного режима.

- оптимизацией цикла регулирования.

- внедрением АСУД.

Натурные обследования загрязнения воздуха автомагистралей. Эти обследования необходимы для оценки существующего состояния в системе управления дорожным движением, состояния окружающей среды, обоснования мероприятий по их улучшению, корректировки параметров управления транспортными потоками и организации их движения, разработки объемов и очередности реконструкции магистралей.

Предварительные наблюдения проводят, используя предвижные лаборатории, которые за час работы осуществляют 2-3 замера в разных (но близкорасположенных) пунктах маршрута. Применяют комбинированные способы, т. е. характеристики транспортного потока определяют на всех интересующих участках. Загрязнение воздуха измеряют в конкретных точках только на части из них. В остальных точках значения концентраций вредных примесей определяют методом расчета. Место отбора проб воздуха на перегоне выбирают на краю проезжей части (на уровне бордюра). При отборе проб воздуха в емкости учетчик находятся на газоне или тротуаре. При использовании передвижной лаборатории автомобиль ставят на газон. Точка наблюдения (отбора проб воздуха) должна располагаться не ближе 30 м от пешеходного перехода, автомобильных стоянок, остановок общественного транспорта. Нельзя определять загрязнение атмосферного воздуха вредными компонентами ОГ автомобилей во время выпадения осадков- дождя или снега, а также при тумане или метели.

Для определения концентраций загрязняющих веществ используют лабораторные и экспресс-методы. Экспресс-методы основаны на прокачивании воздуха через индикаторные трубки с помощью ручного аспиратора. Лабораторные методы подразделяются на два вида: определение концентраций примесей непосредственно на месте наблюдения и отбор воздуха в емкости с последующим анализом проб в лаборатории.

Определение выброса вредных веществ транспортными потоками. Автомобиль загрязняет воздух веществами, которые выбрасываются с отработавшими и картерными газами, попадают в атмосферу в результате сгорания и испарения топлива. При этом основная масса вредных выбросов приходится на ОГ. Биологически активные- это СО, NOx, CxHy, альдегиды, дым, сажа, углеводородные соединения канцерогенной группы.

В таблице приведены характеристики работы двигателя автомобиля и показатели токсичности в цикле городского движения.

Наиболее неблагоприятными с позиций токсичной характеристики двигателя являются режимы разгона, замедления и холостого хода.

Для экологической оценки автомобильных двигателей как источника загрязнения используют показатели, учитывающие состав и количество ОГ, а также энергетические показатели автотранспортных средств.

Количество компонента, выделяемого двигателем в единицу времени (г/ч) рассчитывается по формуле:

Gi=Ci×Qoi,

где Ci- концентрация рассматриваемого токсичного компонента, г/м3;

Qoi- объемный расход ОГ, м3/ч.

ЗАЩИТА ОТ НЕГАТИВНЫХ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ АВТОМОБИЛЯ

Шум автомобиля и транспортного потока. В таблице приведены источники городского шума.

Преобразование энергии в любой машине, в том числе и движущемся автомобиле, связано с ее рассеиванием в окружающем пространстве. Одним из каналов такого рассеивания являются звуковые волны. Они представляют собой колебательное движение частиц упругой среды, возникающее в результате колебания поверхности излучателя или какого-либо аэродинамического процесса. Источником шума в движущемся автомобиле являются поверхности силового агрегата двигателя, системы впуска и выпуска, поверхности агрегатов трансмиссии. Шум возникает также при взаимодействии кузова автомобиля с потоком воздуха при движении, взаимодействии шин с покрытием дороги, колебании элементов подвески и кузова от возмущений дроги и др. В таблице представлено распространение звуковой энергии автомобиля от его различных частей.

Человек способен воспринимать колебания звука в воздушной среде в диапазоне частот от 20 до 20000 Гц.

Транспортный шум является одним из наиболее опасных параметров загрязнений окружающей среды.

Пространство, в котором существует и распространяется звуковая волна, является звуковым полем. Изменение физического состояния среды в звуковом поле, обусловленное наличием звуковых волн, характеризуется звуковым давлением (р), т. е. разностью между значением полного давления и средним давлением, которое обычно наблюдается в воздушной среде при отсутствии звуковых волн. Единицей измерения давления является Паскаль П=1 Н/м2.

Звуковые колебания характеризуются частотой f, которая определяется через скорость распространения звука С и длину волны l. В изотропных средах длина волны связана с частотой и скорость звука зависимостью:

l=С/f.

С=343.1 м/с при 200С.

Значения звукового давления, интенсивности звука и звуковой мощности изменяются в очень широких пределах. Так, звуковое давление самого тихого звука, который может воспринять человек, составляет 2×10-5 Н/м2, а верхний предел может достигать 2×104 Н/м2. Для такого широкого диапазона целесообразно использовать относительные единицы, выраженные в логарифмических единицах децибелах (дБ). За единицу сравнения для звукового давления принято пороговое звуковое давление, равное 2×10-5 Н/м2.

Уровень интенсивности звука:

L=10lg(I/I0),

Где I0- пороговая интенсивность звука на частоте f=1000 Гц, которая соответствует пороговому звуковому давлению р0=2×10-5 Н/м2. Множитель 10 применяется, чтобы получить более мелкие единицы измерения шума- десятые доли бела.

Весь спектр шума поделен на отдельные участки- октавы. Октав- это полоса частот, в которой конечная частота в 2 раза больше начальной: fк=2 fн.

В гигиене труда принято рассматривать восемь октав со среднегеометрическими с частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц.

Шум автомобиля является широкополосным шумом. Для оценки воздействия на человека такого шума применяются частотные корректировки, характеристики которых обозначаются буквами А, В, С. Характеристика А, соответствующая частотам выше 600 Гц, приближает измерение шума к восприятию звука человеком.

На рисунке представлена зависимость уровня шума от скорости легкового автомобиля на 1 передаче (1), на 2 передаче (2), на 3 передаче (3) и на 4 передаче (4).