Реферати українською » Экология » Вплив безперервних низькочастотних і середньочастотних тональних шумів на кільчасту нерпу


Реферат Вплив безперервних низькочастотних і середньочастотних тональних шумів на кільчасту нерпу

шуму всередині судна інаведенние вібрації корпусу роблять необхідним розглядати його як досить потужним джереломвисокоинтенсивного акустичного випромінювання в навколишню водну середу (посилання).

Комерційний флот головне джерелом низькочастотних звуків (5 - 500 гц) у світовій океані.Проходящие віддалік суду збільшують рівень фонового шуму великих площах Світового океану. Звуки, лунаючи окремими судами, часто неможливо розрізнити ні в часі, ні з просторі серед шумів, що видаються віддаленні судами. Судна створюють звуки під час роботи гребних гвинтів, енергетичних установок і завдяки гідравлічною потокам води,омивающей корпус корабля. У цілому нині суду видають низку шумів в частотах від 10 гц до 10кГц. Останні дослідження рівнів шумів, видаваних малими швидкісними катерами, показують, що рівні піків їх спектральною щільності перебувають у діапазоні 350-1 200 гц та 145-150дБ з відривом 1 м (>Bartlett andWilson, 2002).Richardson et. al. (1995) вказують у своїй робіт результати виміру рівня шумів в 162дБ на частоті 630 гц (з відривом 1 м), вироблених буксиром і баржею,двигающимся зі швидкістю 18 км/год, і навіть рівні шуму, виробленого великим танкером: близько 177дБ (з відривом 1 м) 1/3октавной смузі з центральною частотою 100 гц. Великі суду мають потужніші рухові встановлення і їх мотори і гребні гвинти повільніше обертаються. Велика площа корпусу судна ефективніше проводить відлуння роботи механізмів через обшивку в морську середу. Тому практика показує, чим більше судно, тим більша рівень вироблених шумів і тих нижче переважний діапазон частот звуків. До того навіть за збільшенні швидкість руху рівень інтенсивності вироблених шумів будь-якою конкретному судні збільшується.

Рівень шумусреднеоборотних дизелів на частотах майже 450 гц сягає величини 100дБ. За даними лабораторії «>Noise»CIMAC, співробітниками якій провели дослідження 200 типів дизелів потужністю від 8 до 6000 кВт із частотою обертання колінчатого валу від 5об/с до 50об/с, від кількості обстежених пристроїв, 70% мали максимальний рівень шуму 95 105дБ, а й у окремих зразків величина перевищувала больовий поріг і становить 110дБ. Основними джерелами шуму й вібрацій на усіх типів є їхньою силові установки, механічні передачі й гребні гвинти. Кожен з цих джерел крім повітряних і гідродинамічних шумів сприяє формуванню вібрацій суднових конструкцій, які у своє чергу перетворюються на вторинні випромінювачі. Судові шуми і вібрації виникають при дії на конструкції динамічних сил. Серед різноманіття типів динамічних сил можна виокремити декілька основних.

Першу групу становлять сили механічного походження, виникнення яких викликано неурівноваженістю обертових частин механізмів, асиметричністюжесткости роторів, технологічними і складальними дефектами механічного оброблення стичних деталей, і навіть обуреннями внаслідок співудару деталей в поршневих ікривошипно-шатунних механізмах.

По-друге групу доцільно об'єднати сили електромагнітного походження, викликанінестационарними магнітними полями в електричних машинах. Змінні у часі магнітні поля викликають коливання елементів електричних машин частковості, внаслідокмагнитострикционного ефекту.

Третю групу сил обумовлена аеро- і гідродинамічними явищами,наблюдающимися в насосах, турбінах,компрессорах, трубопроводах, запірної арматури та т. п.

Усі три типу наснаги в реалізації кінцевому підсумку, стосовно елементам конструкцій, здатних здійснювати коливання, є зовнішнімивозмущающими. Коливання конструкцій стають можливими за наявності в них пружних властивостей, які формують повертають сили. У випадку елемент судновий конструкції має, як і вільне твердий тіло шістьма ступенями свободи. До таких системам ставляться устрою,соединенние з палубою чи перебираннями черезвиброизолирующие конструкції.

Найбільш інтенсивні акустичні шуми обумовлені роботою суднового рушія та які роботу гвинтів гідродинамічними явищами. Веслувальний гвинт внаслідок кінцевого числа лопатей створює в рідини періодичні розрядження й стиску, частота яких визначається вигляді твори кутовий швидкості обертання на число лопатей. Зміна тиску в рідини внаслідок їїсжимаемости призводить до виникнення хвиль акустичного діапазону, іменованих звуком обертання гребного гвинта. Спектр шуму має явно виражені максимуми в низькочастотної області, викликані періодичним витісненням рідини в галузі обертання гвинта івисокочастотную складову, турбулентного походження.

Максимальний рівень галасу зчинив на воді зокрема у області частот 250 450 гц, причому вище 0, 8кГц рівень падає зі швидкістю 10дБ/окт.

Що стосується рушійної судна можна назвати три характерних виду високоінтенсивних шумів: працюючі суднові механізми, основні допоміжні; гребний гвинт; гідродинамічні шуми турбулентного походження;кавитационний шум, обумовлений розривамисплошности води, зазвичай, на крайках лопатей гребного гвинта; шуми, які генеруються носовою і кормовим бурунами.

Також джерелом підводних і надводних шумів є бурові встановлення і судна забезпечення приписані до них. Однією з інтенсивних джерел шуму на морськихнефтегазопромислових спорудах є привідні двигуни різного призначення. Основними джерелами шуму наподвишечном порталі плавучої бурової встановлення і бурового судна є: бурова лебідка, ротор, двигуни приводу лебідки і ротора, автоматичний бурової ключ, виконавчі механізми системи управління буровими механізмами,пневмокрани та інших. На робочої майданчику бурових морських стаціонарних платформ крім перелічених джерел розміщені механізми передачі потужності від розташованих на майданчику силових дизельних агрегатів чи електродвигунів, також створюють гомін лісу і вібрацію. Рівні галасу зчинив на робочої зоні бурових платформ досягають 107дБ. У зв'язку з наявністю значної частини джерел галасу зчинив на різних точках майданчики рівні шуму відрізняються на 4–7дБ. Спектр шуму залежить кількості і складу які включаємо в роботу джерел, ще, шумове картина визначається виглядом технологічного процесу.

Приміром, акустичні виміру показали, що платформа «>Моликпак» і нафтовидобувний комплекс «Витязь» випромінюють тональні і вузькосмугові акустичні сигнали, зокрема на частотах менше 30 гц, спектральний рівень, яких 10-15дБ вище, ніж рівень широкосмугового шуму. Встановлено, що інтенсивними джерелами акустичного шуму із частотою менш 1кГц є суду забезпечення.Спектральние рівні цих тональних іузкополосних сигналів (із частотою менш 500 гц) становили 80-90дБ (посилання).

Але, незважаючи, на які генеруються суднами і промисловими об'єктами інтенсивні шуми,ластоногих часто помічають поблизу бурових станцій, портів і доків, де їх полюють, і навіть, іноді відпочивають поблизу. У деяких країнах навіть існують «>тюленьи бомби», якими з рибальських суден відлякують тюленів,охотящихся на промислову рибу, безпосередньо поблизу судна. Якщо за перших вибухи, тварини йшли і поверталися тільки кілька хвилин, то після 3-4 вибуху, перестали них реагувати. Також тюлені спокійно існують поблизу аеродромів і галасвзлетающего реактивного літака (>130дБ з відривом100м, після проходження кордонувоздух-вода100дБ на глибині 1 м) (посилання).

На цей час не зареєстровано жодного випадку загибелі тюленя від впливу промислового шуму, тварини гинуть від хімічного забруднення, і навіть від механічного впливу (потрапляють у працюючі гвинти, заплутуються у мережах ітралах, б'ються про корпус судів). Але дуже мало відомо про наслідки довгострокового впливу промислових шумів на організм тюленя. Про характер даних впливів можна судити з впливу шумів на людини тощо наземних ссавців.

Встановлено, щовосьмичасовое вплив шуму інтенсивністю 90дБ призводить дотугоухости 5% які піддаються шумового впливу. При рівнях шуму 95Дб відсоток часткових поразок слуху становить вже 10%. Негативне вплив акустичного шуму утворилася не так лише з органи слуху. Річ у тім, що волокна слухових нервів досягають центральних областей довгастих областей мозку, звідки роздратування як електричних імпульсів поширюються далі. Ці важливі області мозку стикаються з центрами управління м'язами століття, диханням, процесом кровообігу, координують реакції. Інакше кажучи, ізольовані роздратування одного органу тягнуть у себе комплексну реакцію організму. Вплив шуму на вегетативну нервову систему найопуклішим проявляється на зміні функціонування системи кровообігу, збільшення артеріального тиску і частоти серцевих скорочень, обумовлених скороченням ударного обсягу серця й підвищенням периферичного опору кровоносних судин. При впливвисокоинтенсивного шуму спостерігається розширення зіниць, що викликає зменшення глибини різкості (посилання). Очевидно, дляластоногих реальну загрозу представляють або тривале вплив шумів, у яких знижується чутливість органу слуху, або вплив резонансних частот високої потужності, що викликають резонанс внутрішніх органів.

Терпимістьластоногих високого рівня підводних шумів вивчена недостатньо чіткими й точних даних немає. Проте, з урахуванням даних цілого ряду досліджень передвіщається, що вплив шумів з рівнем приблизно 140дБ щодо 1мкПа може викликати властоногих тимчасову втрату слуху і навряд чи морські ссавці (зокрема й тюленів) залишатимуться у зоні опромінення шумами з рівнем 120-140дБ щодо 1мкПа тривалий час, щоб постраждати від тимчасової чи, можливо, постійної втрати слуху. Корисна аналогія по можливої ситуації у протоціЛаперуза представленій у роботу з впливу підводних шумів від круїзними суднами насивучей та інших морських ссавців, які у національному паркуГлесиер-Бей на Алясці. Ця робота була схиблена з оцінки можливих змін - у рух цих судів (>NPS 2003). За підсумками шумових характеристик судів був розрахований, що круїзні суду, що йдуть зі швидкістю 10 вузлів випромінюють шум з рівнем 130 децибелів і вище (інтенсивність в 130дБ була обраний і рівень, у якому морські ссавці можуть реагувати на звук) на відстань близько 500 метрів (>LGL 2003, відповідно до засланні вNPS 2003). За підсумками зразка звуковий сигнатури круїзного судна, йде зі швидкістю 19 вузлів (195дБ щодо 1мкПа з відривом 1 м), у роботіLGL передбачено, що у затоціГлесиер-Бей він буде випромінювати шум лише на рівні 130дБ і від на відстань до 5 км (в радіусі від судна). Порівняйте, великі танкери зазвичай виробляють підводні шуми з інтенсивністю 175-195дБ щодо 1мкПа з відривом 1 м ((>Richarsdson et al. 1995;Hildebrand 2004). Хоча пряме порівняння неможливо через різних географічних особливостей, можна припустити, що з танкерів, які йдуть протокоюЛаперуза, відбуватимуться аналогічні зони шумового опромінення. Треба враховувати, що рух судно перестав бути постійним джерелом шуму для нерухомого об'єкта. За оцінками з цих досліджень, у затоціГлесиер-Бей, максимальне час впливу шумів інтенсивністю 130дБ чи вище від судна, рушійної зі швидкістю 19 вузлів, на нерухомий об'єкт становитиме близько 17 хвилин (>NPS 2003). Це час менше тривалості впливу шумів в 20-22 хвилини, що викликає тимчасового зниження слуховий чутливості (тимчасове усунення порога) у плямистих тюленів, морських слонів і каліфорнійських тюленів (>Kastak et al, 1999).

Для виявлення впливу шумів на кільчасту нерпу було обрано 2 типу постійних детермінованих тональних шумів, які мають найбільш дратуючий вплив на чоловіки й деяких наземних ссавців (Глібова, 2007). Перший тип звучанням нагадував сирену: частота звучання лінійно зростала з нижнього значення діапазону до верхнього за 1 хвилину, потім цикл повторювався. Другий тип представляє з себе звучання випадкової частоті, що входить у поставлене діапазон. Для оцінки величини впливу шуму на організмкольчатой нерпи використовувалося вивчення змін - у рухової активності і харчової мотивації тваринного.

Щоб якнайбільше ізолювати експериментальне тварина від впливу сторонніх шумів, неминуче виникаючих на акваторії Кольського затоки, де перебувати вольєр тваринного, було вирішено помістити нерпу в басейн, що у приміщенні, де рівень шумового фону набагато нижчі, ніж у вольєрі.

Малюнок 1. Спектр шуму на акваторії Кольського затоки поблизу губиТюва.

З малюнка 1 видно, що у акваторії рівень підводного шуму становить 56-70дБ, причому максимум припадати на наднизькі частоти (до 100-140дБ), рівень низьких становить 70-80дБ і після 300-350 гц поступово знижується до значень в 25-30дБ.

У приміщенні, де проходив експеримент, перебували: басейн розмірами2х2х1м., установка для генерації звукового сигналу, відеофіксації поведінки тварини записи шумового фону.

Установка складалася з: ноутбука, де були встановлено програми з генерації звуку (>SweepGen 3.5.2), програма для відеонагляду (>WebCanMonitor 5.2), програма для запису і аналізу акустичного сигналу (>Анализатор Сигналу 2007); веб-камериGeniuse-messenger 112; гідроакустичної антениЦГП-4а і цифрового модуляБВС-ЦМ; акустичного підсилювача і широкосмугових колонок.

З допомогою програмиSweepGen генерувалися 2 типу безперервних детермінованих тональних шумів: лінійне зростання частоти звучання і звучання випадкової частоти в заданому діапазоні.Усилитель був підключено доаудио-виходу ноутбука і посиливши сигнал, передавав його за колонки. У водночас цілодобово велося відеоспостереження тваринами з допомогою веб-камери і програмиWebCanMonitor, що дозволяла створювати відеофайли тривалістю по 10 хвилин. Для зручності аналізу, і навіть економного витрати дискового простору, відео записувалося вavi форматі зкодекомвидеосжатияDivX® 6.8.2Codec (2LogicalCPUs), під час вирішення 320 на 240 точок, з кольором в градаціях сірого. Чотири рази на добу здійснювалася хвилинна запис шумового фону з допомогою гідроакустичної антениЦГП-4а. Що дозволяло виявити частотні імощьностние характеристики шумового фону (відповідно до СІ використовувалися децибели, розраховані щодо тиску одинмкПа).

Щоб під час експерименту вода не потрапила на працюючу електротехніку, прилади було покрито чохлами з поліпропілену, а комп'ютер був обгороджений фіранкою, і з поліпропілену.

Для тестів на харчову мотивацію і несе спільний стан тваринного використовувалися об'єкти, зображені малюнку 2.Двигательная активність вивчалася з допомогою відеозапису, а харчова мотивація з допомогою тестових команд, пропонованих під час годування. Годівля проходило 4 десь у добу в 9:00, 15:00, 21:00 і 3:00, під час годівліскармливалось200г. мойви, одноразове підкріплення становила25-30г., тобто 1 рибка. Тестові команди включали у собі команди на стабільність і моторну функцію. Перша команда була «>таргет»: за командою тварина мало утримуватитаргет до подачібридж-сигнала (свистка), у разі вірного виконання тварина отримувало заохочення (шматочок риби вагою25-30г.). Друга команда «шукай»: тварина також утримуєтаргет, далі подається команда «шукай» (жестом чи голосом), тварина має знайти й позначити торканням об'єкт (пляшечка з-під йогурту, підвішена на краю вольєра). Дані команди чергувалися впсевдослучайной послідовності (трохи більше 2 однакових команд поспіль), щоб тварина були розпізнати залежність і виконувало саме

Схожі реферати:

Навігація