Шумовое загрязнение: источники, воздействие и измерение.

Введение

Чрезмерный, неприятный шум окружающей среды – шумовое загрязнение, или звуковое загрязнение, – это распространение шума или звука, оказывающего различное воздействие на деятельность человека или животных, причем большинство из этих воздействий в той или иной степени вредны. Основной причиной внешнего шума во всем мире являются машины, транспорт и системы распространения. Недостаточное градостроительное планирование может приводить к шумовому распаду или загрязнению; близость промышленных и жилых зданий может вызывать шумовое загрязнение в жилых районах. К основным источникам шума в жилых районах относятся громкая музыка, транспорт (автомобильный, железнодорожный, воздушный и т.д.), уход за газонами, строительство, электрогенераторы, ветряные турбины, взрывы и люди. Задокументированные проблемы, связанные с шумом в городской среде, восходят к Древнему Риму. Исследования показывают, что шумовое загрязнение в Соединенных Штатах наиболее выражено в районах с низким уровнем дохода и среди представителей расовых меньшинств, а шумовое загрязнение, связанное с бытовыми электрогенераторами, является новым видом экологической деградации во многих развивающихся странах. Высокий уровень шума может способствовать развитию сердечно-сосудистых заболеваний у людей и увеличению заболеваемости ишемической болезнью сердца. У животных шум может повысить риск гибели, изменяя способность обнаруживать и избегать хищников или добычи, мешать размножению и навигации, а также приводить к стойкой потере слуха. Значительная часть шума, производимого человеком, возникает в океане. До недавнего времени большинство исследований воздействия шума были сосредоточены на морских млекопитающих и, в меньшей степени, на рыбах. В последние несколько лет ученые перешли к изучению беспозвоночных и их реакции на антропогенные звуки в морской среде. Это исследование имеет важное значение, особенно учитывая, что беспозвоночные составляют 75% морских видов и, следовательно, являются значительной частью океанских пищевых цепей. Исследователи измеряют шум в терминах давления, интенсивности и частоты. Уровень звукового давления (SPL) представляет собой величину давления относительно атмосферного давления во время распространения звуковой волны, которая может изменяться со временем; это также известно как сумма амплитуд волны. Интенсивность звука, измеряемая в ваттах на квадратный метр, представляет собой поток звука через определенную площадь. Хотя звуковое давление и интенсивность различаются, оба параметра могут описывать уровень громкости, сравнивая текущее состояние с порогом слышимости; это приводит к децибелам, выраженным в логарифмической шкале. Логарифмическая шкала учитывает широкий диапазон звуков, воспринимаемых человеческим ухом. Частота, или высота тона, измеряется в герцах (Гц) и отражает количество звуковых волн, распространяющихся по воздуху в секунду. Диапазон частот, воспринимаемых человеческим ухом, составляет от 20 Гц до 20 000 Гц; однако чувствительность к более высоким частотам снижается с возрастом. Некоторые животные могут регистрировать частоты от 0 до 20 Гц (инфразвук), а другие, такие как летучие мыши, могут распознавать частоты выше 20 000 Гц (ультразвук) для эхолокации. Исследователи используют различные весовые коэффициенты для учета частоты и интенсивности шума, поскольку люди не воспринимают звук на одном уровне громкости. C-удельный вес используется для измерения пикового звукового давления или импульсного шума, аналогичного громким кратковременным шумам от машин в производственных условиях. Z-удельный вес, также известный как нулевой вес, представляет собой уровни шума без каких-либо частотных весов. LAeq включает в себя:
Средний уровень за день и ночь, DNL или LDN: Это измерение оценивает кумулятивное воздействие звука в течение 24-часового периода (Leq за 24 часа) в году, с добавлением штрафа или веса в размере 10 дБ(A) к ночным измерениям шума, учитывая повышенную чувствительность к шуму ночью. Это вычисляется по следующей формуле (Соединенные Штаты, Бельгия, Новая Зеландия):
Средний уровень за день, вечер и ночь, DENL или Lden: Это измерение, обычно используемое в европейских странах, оценивает 24-часовое среднее за год (аналогично DNL); однако это измерение разделяет вечернее время (4 часа, с 19:00 до 23:00) от ночного времени (8 часов, с 23:00 до 7:00) и добавляет штраф в 5 дБ к вечернему времени и штраф в 10 дБ к ночному времени. Это вычисляется по следующей формуле (большинство стран Европы):
Уровень звукового воздействия A-взвешенного звука, SEL: Это измерение представляет собой общую энергию для конкретного события. SEL используется для описания дискретных событий в терминах A-взвешенного звука. Разница между SEL и LAmax заключается в том, что SEL выводится с использованием нескольких точек во времени конкретного события при расчете уровней звука, а не пикового значения.

Excessive, displeasing environmental noise

Noise pollution, or sound pollution, is the propagation of noise or sound with ranging impacts on the activity of human or animal life, most of which are harmful to a degree. The source of outdoor noise worldwide is mainly caused by machines, transport and propagation systems. Poor urban planning may give rise to noise disintegration or pollution, side by side industrial and residential buildings can result in noise pollution in the residential areas. Some of the main sources of noise in residential areas include loud music, transportation (traffic, rail, airplanes, etc. ), lawn care maintenance, construction, electrical generators, wind turbines, explosions and people. Documented problems associated with noise in urban environments go back as far as ancient Rome. Research suggests that noise pollution in the United States is the highest in low income and racial minority neighborhoods, and noise pollution associated with household electricity generators is an emerging environmental degradation in many developing nations. High noise levels can contribute to cardiovascular effects in humans and an increased incidence of coronary artery disease. In animals, noise can increase the risk of death by altering predator or prey detection and avoidance, interfere with reproduction and navigation, and contribute to permanent hearing loss. A substantial amount of the noise that humans produce occurs in the ocean. Up until recently, most research on noise impacts has been focused on marine mammals, and to a lesser degree, fish. In the past few years, scientists have shifted to conducting studies on invertebrates and their responses to anthropogenic sounds in the marine environment. This research is essential, especially considering that invertebrates make up 75% of marine species, and thus compose a large percentage of ocean food webs.]] Researchers measure noise in terms of pressure, intensity, and frequency. Sound pressure level (SPL) represents the amount of pressure relative to atmospheric pressure during sound wave propagation that can vary with time; this is also known as the sum of the amplitudes of a wave. Sound intensity, measured in Watts per meters squared, represents the flow of sound over a particular area. Although sound pressure and intensity differ, both can describe the level of loudness by comparing the current state to the threshold of hearing; this results in decibel units on the logarithmic scale. The logarithmic scale accommodates the vast range of sound heard by the human ear. Frequency, or pitch, is measured in Hertz (Hz) and reflects the number of sound waves propagated through the air per second. The range of frequencies heard by the human ear range from 20 Hz to 20,000 Hz; however, sensitivity to hearing higher frequencies decreases with age. can register frequencies between 0 and 20 Hz (infrasound), and others, such as bats, can recognize frequencies above 20,000 Hz (ultrasound) to echolocate. Researchers use different weights to account for noise frequency with intensity, as humans do not perceive sound at the same loudness level. C weighting has been used to measure peak sound pressure or impulse noise, similar to loud short lived noises from machinery in occupational settings. Z weighting, also known as zero weighting, represents noise levels without any frequency weights. LAeq terms include:
Day night average level, DNL or LDN: This measurement assesses the cumulative exposure to sound for a 24 hour period (Leq over 24 hrs) of the year, with a 10 dB(A) penalty or weight added to nighttime noise measurements given the increased sensitivity to noise at night. This is calculated from the following equation (United States, Belgium, New Zealand):
Day evening night average level, DENL or Lden: This measurement, commonly used in European countries, assesses the 24 hour average in a year (similar to DNL); however, this measurement separates evening (4 hours, 19:00 23:00 or 7:00pm–11:00pm) from night hours (8 hours, 23:00 7:00 or 11:00pm–7:00am) and adds a 5 dB penalty to evening and 10 dB penalty to nighttime hours. This is calculated from the following equation (most of Europe):
Sound exposure level of A weighted sound, SEL: This measurement represents the total energy for a particular event. SEL is used to describe discrete events in terms of A weighted sound. The difference between SEL and LAmax is that SEL is derived using multiple time points of a particular event in calculating sound levels rather than the peak value.

Измерители уровня звука

Звук можно измерить в воздухе с помощью звукоуровнемера – устройства, состоящего из микрофона, усилителя и таймера. Звукоуровнемеры могут измерять шум на разных частотах (обычно A и C взвешенных уровнях). В Соединенных Штатах Американский национальный институт стандартов классифицирует их как приборы типа 0, 1 или 2. Приборы типа 0 не обязаны соответствовать тем же критериям, что и приборы типов 1 и 2, поскольку ученые используют их в качестве лабораторных эталонных стандартов. Дозиметры также могут вычислять процент дозы или средневзвешенное по времени (TWA) значение. Авторы обнаружили, что только 10 приложений, все из которых были доступны в App Store, соответствовали всем критериям приемлемости. Из этих 10 приложений только 4 соответствовали критериям точности в пределах 2 дБ(A) от эталонного стандарта. Приложение вычисляет следующие показатели: общее время работы, мгновенный уровень звука, эквивалентный уровень звука A (LAeq), максимальный уровень (LAmax), пиковый уровень звука C, средневзвешенное по времени (TWA) значение, доза и прогнозируемая доза. Согласно обзору литературы 2019 года, шумовое загрязнение связано с ускоренным снижением когнитивных функций. По оценкам Европейского агентства окружающей среды, 113 миллионов человек в Европе подвергаются воздействию уровня шума дорожного движения, превышающего 55 децибел – порога, при котором шум становится вредным для здоровья человека согласно определению ВОЗ. Звук становится нежелательным, когда он мешает нормальной деятельности, такой как сон или разговор, или ухудшает качество жизни. Потеря слуха, вызванная шумом, может быть вызвана длительным воздействием уровня шума выше 85 дБ(A). Сравнение представителей племени маабан, практически не подвергавшихся воздействию транспортного или промышленного шума, с типичным населением США показало, что хроническое воздействие умеренно высоких уровней шума в окружающей среде способствует потере слуха. Неясно, как люди субъективно адаптируются к шуму. Толерантность к шуму часто не зависит от уровня децибел. Исследования звукового ландшафта, проведенные Мюрреем Шафером, были новаторскими в этой области. В своей работе он убедительно доказывает, как люди воспринимают шум на субъективном уровне и как эта субъективность обусловлена культурой. Шафер отмечает, что звук является выражением власти, и поэтому материальная культура (например, быстрые автомобили или мотоциклы Harley Davidson с модифицированными выхлопными системами) часто имеет более громкие двигатели не только из соображений безопасности, но и для демонстрации власти, доминируя в звуковом ландшафте определенным звуком. Другие важные исследования в этой области представлены в сравнительном анализе Фонга звуковых различий между Бангкоком (Таиланд) и Лос-Анджелесом (Калифорния, США). Основываясь на исследованиях Шафера, исследование Фонга показало, как звуковые ландшафты различаются в зависимости от уровня развития городской среды. Он обнаружил, что города на периферии имеют другие звуковые ландшафты, чем центральные районы. Результаты Фонга связывают не только восприятие звукового ландшафта с субъективными взглядами на звук, но и демонстрируют, как различные звуки в звуковом ландшафте отражают классовые различия в городской среде. Шумовое загрязнение может негативно влиять на взрослых и детей с аутизмом. У людей с расстройствами аутистического спектра (РАС) может наблюдаться гиперакузия – аномальная чувствительность к звуку. Люди с РАС, страдающие гиперакузией, могут испытывать неприятные эмоции, такие как страх и тревога, а также дискомфортные физические ощущения в шумной обстановке. Это может привести к тому, что люди с РАС будут избегать мест с шумовым загрязнением, что, в свою очередь, может привести к изоляции и ухудшению качества их жизни. Внезапные громкие звуки, характерные для выхлопных систем высокопроизводительных автомобилей и автомобильных сигнализаций, являются примерами шумового загрязнения, которое может влиять на людей с РАС. Шум представляет серьезную угрозу для физического и психологического здоровья ребенка и может негативно влиять на его обучение и поведение. Воздействие постоянного шумового загрязнения подчеркивает важность поддержания здоровья окружающей среды для сохранения здоровья детей и пожилых людей.

Sound can be measured in the air using a sound level meter, a device consisting of a microphone, an amplifier, and a time meter. Sound level meters can measure noise at different frequencies (usually A and C weighted levels). and in the United States, the American National Standards Institute as type 0, 1, or 2 instruments. Type 0 devices are not required to meet the same criteria expected of types 1 and 2 since scientists use these as laboratory reference standards. Additionally, dosimeters can calculate the percent dose or time weighted average (TWA). The authors found that only 10 apps, all of which were on the App Store, met all acceptability criteria. Of these 10 apps, only 4 apps met accuracy criteria within 2 dB(A) from the reference standard. The app calculates the following measures: total run time, instantaneous sound level, A weighted equivalent sound level (LAeq), maximum level (LAmax), C weighted peak sound level, time weighted average (TWA), dose, and projected dose. According to a 2019 review of the existing literature, noise pollution was associated with faster cognitive decline. Across Europe, according to the European Environment Agency, it estimated 113 million people are affected by road traffic noise levels above 55 decibels, the threshold at which noise becomes harmful to human health by the WHO's definition. Sound becomes unwanted when it either interferes with normal activities such as sleep or conversation, or disrupts or diminishes one's quality of life. Noise induced hearing loss can be caused by prolonged exposure to noise levels above 85 A weighted decibels. A comparison of Maaban tribesmen, who were insignificantly exposed to transportation or industrial noise, to a typical U. S. population showed that chronic exposure to moderately high levels of environmental noise contributes to hearing loss. It is less clear how humans adapt to noise subjectively. Tolerance for noise is frequently independent of decibel levels. Murray Schafer's soundscape research was groundbreaking in this regard. In his work, he makes compelling arguments about how humans relate to noise on a subjective level, and how such subjectivity is conditioned by culture. Schafer notes that sound is an expression of power, and as such, material culture (e. g., fast cars or Harley Davidson motorcycles with aftermarket pipes) tend to have louder engines not only for safety reasons, but for expressions of power by dominating the soundscape with a particular sound. Other key research in this area can be seen in Fong's comparative analysis of soundscape differences between Bangkok, Thailand, and Los Angeles, California, US. Based on Schafer's research, Fong's study showed how soundscapes differ based on the level of urban development in the area. He found that cities in the periphery have different soundscapes than inner city areas. Fong's findings tie not only soundscape appreciation to subjective views of sound, but also demonstrates how different sounds of the soundscape are indicative of class differences in urban environments. Noise pollution can have negative affects on adults and children on the autistic spectrum. Those with Autism Spectrum Disorder (ASD) can have hyperacusis, which is an abnormal sensitivity to sound. People with ASD who experience hyperacusis may have unpleasant emotions, such as fear and anxiety, and uncomfortable physical sensations in noisy environments with loud sounds. This can cause individuals with ASD to avoid environments with noise pollution, which in turn can result in isolation and negatively affect their quality of life. Sudden explosive noises typical of high performance car exhausts and car alarms are types of noise pollution that can affect people with ASD. Noise poses a serious threat to a child's physical and psychological health, and may negatively interfere with a child's learning and behavior. Exposure to persistent noise pollution shows how important maintaining environmental health is in keeping children and elderly healthy.

Дикая природа

Шум, создаваемый транспортом, судами, автомобилями и самолетами, может влиять на выживаемость видов дикой природы и проникать в нетронутые места обитания. Хотя звуки обычно присутствуют в окружающей среде, антропогенный шум отличается по частоте и амплитуде. Многие животные используют звуки для общения с сородичами – для размножения, навигации или оповещения о добыче или хищниках. Однако антропогенный шум затрудняет обнаружение этих звуков, нарушая коммуникацию внутри популяции. Невозможность общения может привести к снижению репродуктивности (из-за сложностей в поиске партнеров) и увеличению смертности (из-за невозможности своевременного обнаружения хищников). То же исследование показало, что дневной шум является более сильным предиктором ночного пения птиц, чем ночное световое загрязнение, которому это явление часто приписывают. Антропогенный шум снижает видовое разнообразие птиц в неотропических городских парках. Зебра-полосатики становятся менее верными своим партнерам при воздействии дорожного шума. Это может изменить эволюционную траекторию популяции, отбирая определенные признаки, истощая ресурсы, обычно направляемые на другие виды деятельности, и приводя к серьезным генетическим и эволюционным последствиям.

Почему поражаются беспозвоночные

Было выявлено несколько причин, связанных с повышенной чувствительностью беспозвоночных при воздействии антропогенного шума. Беспозвоночные эволюционировали для восприятия звука, и значительная часть их физиологии адаптирована для обнаружения вибраций окружающей среды. Антенны или волоски на организме улавливают движение частиц. Антропогенный шум, создаваемый в морской среде, такой как свайные работы и судоходство, улавливается посредством движения частиц; эти виды деятельности являются примером стимулов ближнего поля. Таким образом, антропогенный шум не только часто маскирует коммуникацию беспозвоночных, но и негативно влияет на другие функции биологических систем, вызывая шумоиндуцированный стресс. Правильный выбор раковины уединённого краба существенно способствует его выживанию. Раковины обеспечивают защиту от хищников, высокой солёности и высыхания. В ответ на шум краб-отшельник несколько раз поднимал раковину с земли, затем покидал её, чтобы осмотреть, прежде чем вернуться внутрь. Поскольку зарегистрированные реакции схожи с теми, что наблюдаются при встрече с хищником, можно предположить, что краб изначально воспринимал звуки как угрозу. Однако было также отмечено, что тревожные реакции со временем уменьшались, что указывает на то, что краб, вероятно, акклиматизировался к шуму. Исследование показало, что, хотя щелчки дельфинов не пострадали, их свисты были затронуты из-за восприимчивости к слуховому маскированию. Для многих морских популяций звук является основным чувством, используемым для выживания, позволяя обнаруживать звук на расстоянии сотен и тысяч километров от источника, в то время как зрение ограничено десятками метров под водой. Одно исследование показало, что по мере увеличения сейсмического шума и военно-морского гидролокатора в морских экосистемах, разнообразие китообразных, таких как киты и дельфины, уменьшается. Загрязнение шумом также ухудшило слух рыб, привело к гибели и изоляции популяций китов, усилило стрессовую реакцию у морских видов и изменило физиологию видов. Поскольку морские виды чувствительны к шуму, большинство морской фауны обитает в нетронутых средах обитания или в районах, не подверженных значительному антропогенному шуму, что ограничивает подходящие места обитания для поиска пищи и размножения. Киты изменили свои маршруты миграции, чтобы избежать антропогенного шума, а также изменили свои вокализации. Для многих морских организмов звук является основным средством познания окружающей среды. Например, многие виды морских млекопитающих и рыб используют звук в качестве основного средства навигации, общения и поиска пищи. Антропогенный шум может оказывать негативное воздействие на животных, увеличивая риск гибели, изменяя хрупкий баланс в обнаружении и избежании хищников или добычи, а также мешая использованию звуков в коммуникации, особенно в отношении размножения, навигации и эхолокации. Эти эффекты могут изменить больше взаимодействий в сообществе через косвенные ("домино") эффекты. Чрезмерное воздействие звука может привести к временной или постоянной потере слуха. Загрязнение шумом, возможно, стало причиной гибели некоторых видов китов, выбросившихся на берег после воздействия громкого звука военного гидролокатора (см. также "Морские млекопитающие и гидролокатор"). Даже морские беспозвоночные, такие как крабы (Carcinus maenas), подвержены негативному воздействию судового шума. Было отмечено, что более крупные крабы в большей степени страдают от звуков, чем мелкие. Повторное воздействие звуков привело к акклиматизации. Когда-то спокойная морская среда теперь шумная и хаотичная из-за кораблей, бурения нефтяных скважин, гидролокационного оборудования и сейсмических исследований. Основные источники антропогенного шума - торговые суда, военно-морской гидролокатор, подводные взрывы (включая ядерные) и сейсмические исследования нефтегазовой промышленности. Грузовые суда генерируют высокий уровень шума из-за гребных винтов и дизельных двигателей. Это шумовое загрязнение значительно повышает уровень низкочастотного фонового шума выше уровня, вызванного ветром. На животных, таких как киты, которые зависят от звука для общения, этот шум может влиять различными способами. Более высокий уровень фонового шума также заставляет животных громче вокализовать, что называется эффектом Ломбарда. Исследователи обнаружили, что длина песен горбатых китов увеличивалась, когда поблизости работал низкочастотный гидролокатор. Подводное шумовое загрязнение не ограничивается океанами и может возникать и в пресноводных средах. Загрязнение шумом было обнаружено в реке Янцзы и привело к тому, что янцзынский речной дельфин находится под угрозой исчезновения. Исследование, проведенное по загрязнению шумом в реке Янцзы, показало, что повышенный уровень шума изменил временной слуховой порог речных дельфинов и представляет значительную угрозу для их выживания. Коралловые рифы вносят существенный вклад в глобальное биоразнообразие и продуктивность и являются важной частью системы жизнеобеспечения Земли. Антропогенный шум, возникающий в результате деятельности человека, увеличил подводный шум в естественной звуковой среде рифов. Основными источниками шумового загрязнения на коралловых рифах являются деятельность лодок и судов. Звук, создаваемый прохождением лодок и судов, перекрывается с естественными звуками организмов кораллового рифа. Это загрязнение по-разному влияет на различные организмы, обитающие на коралловых рифах, и в конечном итоге повреждает их возможности и может привести к необратимому ухудшению. Здоровые коралловые рифы естественным образом шумные, состоящие из звуков разбивающихся волн и катящихся камней, а также звуков, издаваемых рыбами и другими организмами. Морские организмы используют звук для навигации, поиска пищи, общения и размножения. Несколько различных типов антропогенного шума находятся на тех же частотах, что и морские организмы на коралловых рифах используют для навигации, общения и других целей, что нарушает естественную звуковую среду коралловых рифов. Как временное, так и постоянное шумовое загрязнение может вызывать изменения в распределительных, физиологических и поведенческих моделях организмов кораллового рифа. Некоторые из наблюдаемых изменений включают ухудшение слуха, увеличение частоты сердечных сокращений у коралловых рыб и уменьшение количества личинок, достигающих мест поселения. В конечном итоге, результат этих изменений приводит к снижению выживаемости и изменению моделей, что потенциально изменяет всю экосистему рифа. Исследование, проведенное на видах коралловых личинок, которые имеют решающее значение для расширения коралловых рифов, показало, что личинки ориентируются на звук здоровых рифов. Шум, создаваемый антропогенной деятельностью, может маскировать этот звуковой ландшафт, препятствуя плаванию личинок к рифу. Загрязнение шумом в конечном итоге представляет угрозу для поведенческих моделей нескольких коралловых организмов. Самки производят акустические сигналы, которые короче и в основном низкочастотные и амплитудные, в ответ на песню самца. Исследования показали, что этот вид кузнечика меняет свой брачный призыв в ответ на громкий дорожный шум. Лампе и Шмолль (2012) обнаружили, что у самцов кузнечиков из тихих мест обитания локальный частотный максимум составляет около 7319 Гц.

Several reasons have been identified relating to hypersensitivity in invertebrates when exposed to anthropogenic noise. Invertebrates have evolved to pick up sound, and a large portion of their physiology is adapted for the purpose of detecting environmental vibrations. Antennae or hairs on the organism pick up particle motion. Anthropogenic noise created in the marine environment, such as pile driving and shipping, are picked up through particle motion; these activities exemplify near field stimuli. Therefore, not only does anthropogenic noise often mask invertebrate communication, but it also negatively impacts other biological system functions through noise induced stress. Proper selection of hermit crab shells strongly contributes to their ability to survive. Shells offer protection against predators, high salinity and desiccation. The hermit crab responded to the noise by lifting the shell off of the ground multiple times, then vacating the shell to examine it before returning inside. Since the responses recorded are similar to those identified when faced with a predator, it is implied that the squid initially viewed the sounds as a threat. However, it was also noted that the alarm responses decreased over a period of time, signifying that the squid had likely acclimated to the noise. The study suggested that while the dolphin's clicks were not affected, their whistles were because of susceptibility to auditory masking. For many marine populations, sound is their primary sense used for their survival; able to detect sound hundreds to thousands of kilometers away from a source, while vision is limited to tens of meters underwater. One study discovered that as seismic noises and naval sonar increases in marine ecosystems, cetacean, such as whales and dolphins, diversity decreases. Noise pollution has also impaired fish hearing, killed and isolated whale populations, intensified stress response in marine species, and changed species' physiology. Because marine species are sensitive to noise, most marine wildlife are located in undisturbed habitats or areas not exposed to significant anthropogenic noise, limiting suitable habitats to forage and mate. Whales have changed their migration route to avoid anthropogenic noise, as well as altering their calls. For many marine organisms, sound is the primary means of learning about their environments. For example, many species of marine mammals and fish use sound as their primary means of navigating, communicating, and foraging. Anthropogenic noise can have a detrimental effect on animals, increasing the risk of death by changing the delicate balance in predator or prey detection and avoidance, and interfering with the use of the sounds in communication, especially in relation to reproduction, and in navigation and echolocation. These effects then may alter more interactions within a community through indirect ("domino") effects. Acoustic overexposure can lead to temporary or permanent loss of hearing. Noise pollution may have caused the death of certain species of whales that beached themselves after being exposed to the loud sound of military sonar. (see also Marine mammals and sonar) Even marine invertebrates, such as crabs (Carcinus maenas), have been shown to be negatively affected by ship noise. Larger crabs were noted to be negatively affected more by the sounds than smaller crabs. Repeated exposure to the sounds did lead to acclimatization. The once calm sea environment is now noisy and chaotic due to ships, oil drilling, sonar equipment, and seismic testing. The principal anthropogenic noise sources come from merchant ships, naval sonar operations, underwater explosions (nuclear), and seismic exploration by oil and gas industries. Cargo ships generate high levels of noise due to propellers and diesel engines. This noise pollution significantly raises the low frequency ambient noise levels above those caused by wind. Animals such as whales that depend on sound for communication can be affected by this noise in various ways. Higher ambient noise levels also cause animals to vocalize more loudly, which is called the Lombard effect. Researchers have found that humpback whales' song lengths were longer when low frequency sonar was active nearby. Underwater noise pollution is not only limited to oceans, and can occur in freshwater environments as well. Noise pollution has been detected in the Yangtze River, and has resulted in the endangerment of Yangtze finless porpoises. A study conducted on noise pollution in the Yangtze River suggested that the elevated levels of noise pollution altered the temporal hearing threshold of the finless porpoises and posed a significant threat to their survival. The reefs contribute substantially to global biodiversity and productivity, and is a critical part of the support systems of the earth. Anthropogenic noise, originating from human activities, has increased underwater noise in the natural sound environment of the reefs. The preeminent sources of noise pollution on coral reefs are boat and ship activities. The sound created by the crossing of boats and ships overlaps with the natural sounds of the coral reef organisms. This pollution impacts the various organisms inhabiting the coral reefs in different ways, and ultimately damages the capabilities of the reef and may cause permanent deterioration. Healthy coral reefs are naturally noisy, consisting of the sounds of breaking waves and tumbling rocks, as well as the sounds produced by fish and other organisms. Marine organisms use sound for purposes such as navigating, foraging, communicating, and reproductive activities. Several different types of anthropogenic noise are at the same frequencies as marine organisms in coral reefs use for navigation, communication, and other purposes, which disturbs the natural sound environment of the coral reefs. Both temporary and permanent noise pollution has been found to induce changes in the distributional, physiological, and behavioral patterns of coral reef organisms. Some of the observed changes has been compromised hearing, increased heart rate in coral fish and a reduction in the number of larvae reaching their settlement areas. Ultimately, the outcome of such changes results in reduced survival rates and altered patterns which potentially alters the entirety of the reef ecosystem. A study conducted on species of coral larvae, which are crucial for the expansion of coral reefs, discovered that the larvae oriented towards the sound of healthy reefs. The noise created by anthropogenic activities could mask this soundscape, hindering the larvae from swimming towards the reef. Noise pollution ultimately poses a threat to the behavioral patterns of several coral organisms. The females produce acoustic signals that are shorter and primarily low frequency and amplitude, in response to the male's song. Research has found that this species of grasshopper changes its mating call in response to loud traffic noise. Lampe and Schmoll (2012) found that male grasshoppers from quiet habitats have a local frequency maximum of about 7319 Hz.

Влияние на развитие

Было показано, что шум от лодок влияет на эмбриональное развитие и жизнеспособность морского зайца Stylocheilus striatus. Антропогенный шум может изменять условия в окружающей среде, оказывая негативное воздействие на выживание беспозвоночных. Хотя эмбрионы могут адаптироваться к нормальным изменениям в окружающей среде, имеющиеся данные свидетельствуют о том, что они плохо приспособлены к перенесению негативных последствий шумового загрязнения. Исследования на морских зайцах были проведены для определения влияния шума от лодок на ранние стадии жизни и развитие эмбрионов. Исследователи изучали морских зайцев из лагуны острова Муреа во Французской Полинезии. В ходе исследования записи шума лодок производились с помощью гидрофона. Эксперименты изучали поведение и физиологию моллюска (Ruditapes philippinarum), десятиногого рака (Nephrops norvegicus) и офиуры (Amphiura filiformis), подверженных воздействию звуков, напоминающих шум от судоходства и строительства. Устрицы воспринимают звуковые вибрации ближнего поля, используя статоцисты. Кроме того, у них есть поверхностные рецепторы, обнаруживающие изменения давления воды. Звуковые волны давления от судоходства могут генерироваться на частотах ниже 200 Гц. Забивание свай создает шум в диапазоне от 20 до 1000 Гц. Кроме того, мощные взрывы могут создавать частоты от 10 до 200 Гц. M. gigas способны обнаруживать эти источники шума, поскольку их сенсорная система способна воспринимать звук в диапазоне от 10 до < 1000 Гц. Шумовое загрязнение также изменило структуру и разнообразие птичьих сообществ. Антропогенный шум оказывает аналогичное воздействие на популяции птиц, как и в морских экосистемах, где шум снижает репродуктивный успех, затрудняет обнаружение хищников из-за помех, уменьшает площади гнездования, повышает уровень стресса и приводит к снижению численности и видового богатства.

Контроль шума

Концепция иерархии средств контроля часто используется для снижения уровня шума в окружающей среде или на рабочем месте. Инженерные средства контроля шума могут применяться для уменьшения распространения шума и защиты людей от чрезмерного воздействия. Если контроль над шумом не представляется возможным или недостаточен, люди могут предпринять шаги для защиты себя от вредного воздействия шумового загрязнения. Если люди вынуждены находиться в условиях громких звуков, они могут защитить свои уши средствами защиты слуха (например, берушами или наушниками). Программы и инициативы Buy Quiet возникли в стремлении бороться с профессиональным шумовым воздействием. Эти программы способствуют приобретению более тихих инструментов и оборудования и стимулируют производителей к разработке менее шумной техники. Шум от дорог и других городских источников может быть уменьшен посредством городского планирования и улучшения конструкции дорог. Уровень шума от дорог можно снизить за счет использования шумозащитных экранов, ограничения скорости транспортных средств, изменения текстуры дорожного покрытия, ограничения движения большегрузного транспорта, применения систем управления движением, обеспечивающих плавность потока и снижение торможения и ускорения, а также совершенствования конструкции шин. Важным фактором при реализации этих стратегий является компьютерное моделирование дорожного шума, способное учитывать местный рельеф, метеорологические условия, организацию дорожного движения и возможные меры по снижению шума. Затраты на внедрение мер по снижению шума могут быть умеренными, при условии, что эти решения рассматриваются на этапе планирования дорожного проекта. Уровень шума от самолетов можно снизить за счет использования более тихих реактивных двигателей. Изменение траекторий полетов и времени использования взлетно-посадочных полос принесло пользу жителям, проживающим вблизи аэропортов.

Регламенты, касающиеся конкретной страны

До 1970-х годов правительства, как правило, рассматривали шум как "неприятность", а не как экологическую проблему. Многие конфликты, связанные с шумовым загрязнением, разрешаются путем переговоров между источником и получателем шума. Процедуры эскалации различаются в разных странах и могут включать обращение к местным органам власти, в частности к полиции.

Египет

В 2007 году Национальный исследовательский центр Египта установил, что средний уровень шума в центре Каира составлял 90 децибел, и что уровень шума никогда не снижался ниже 70 децибел. Пределы шума, установленные законом в 1994 году, не соблюдаются. В 2018 году Всемирный индекс слуха назвал Каир вторым по уровню шума городом в мире.

Индия

Шум является серьезной проблемой в Индии. Правительство Индии установило правила и нормы, регулирующие использование фейерверков и громкоговорителей, однако их соблюдение контролируется недостаточно строго. Фонд "Авааз" – это неправительственная организация в Индии, которая с 2003 года занимается борьбой с шумовым загрязнением из различных источников посредством адвокации, подачи исков в общественных интересах, повышения осведомленности и проведения образовательных кампаний. Несмотря на усиление контроля и ужесточение законодательства в городах, сельские районы по-прежнему страдают от этой проблемы. Верховный суд Индии запретил воспроизведение музыки через громкоговорители после 22:00. В 2015 году Национальный зеленый трибунал обязал власти Дели обеспечить строгое соблюдение норм по шумовому загрязнению, подчеркнув, что шум – это не просто неудобство, а фактор, способный вызывать серьезный психологический стресс. Однако реализация закона остается неудовлетворительной.

Швеция

Как снизить уровень шумовых выбросов, не оказывая при этом слишком сильного негативного воздействия на промышленность, – одна из ключевых проблем в области охраны окружающей среды в Швеции на сегодняшний день. Шведское агентство по охране труда установило предельное значение в 80 дБ для максимального воздействия шума в течение восьми часов. В рабочих помещениях, где необходимо вести комфортное общение, уровень фонового шума не должен превышать 40 дБ. Правительство Швеции предпринимает меры по звукоизоляции и звукопоглощению, такие как шумозащитные экраны и системы активного шумоподавления.

Великобритания

Данные, скомпилированные компанией Rockwool, производителем минеральной ваты, на основе ответов местных органов власти на запрос в соответствии с Законом о свободе информации (FOI), показывают, что в период с апреля 2008 по 2009 год в местные советы Великобритании поступило 315 838 жалоб на шумовое загрязнение из частных домов. Это привело к тому, что специалисты по охране окружающей среды по всей Великобритании выдали 8 069 предписаний об устранении шума или вынесли постановления в соответствии с Законом о борьбе с асоциальным поведением (Шотландия). За последние 12 месяцев было санкционировано 524 конфискации оборудования, включая изъятие мощных колонок, стереосистем и телевизоров. Городской совет Вестминстера получил больше всего жалоб на душу населения по сравнению с любым другим районом Великобритании – 9 814 жалоб на шум, что эквивалентно 42,32 жалобам на тысячу жителей. Восемь из десяти советов, лидирующих по количеству жалоб на 1000 жителей, расположены в Лондоне.

Соединенные Штаты

Закон о борьбе с шумом 1972 года установил национальную политику США, направленную на создание среды для всех американцев, свободной от шума, который ставит под угрозу их здоровье и благополучие. Ранее Агентство по охране окружающей среды координировало всю федеральную деятельность по борьбе с шумом через свое Управление по снижению уровня шума. В 1982 году Агентство по охране окружающей среды прекратило финансирование данного управления в рамках изменения федеральной политики по контролю шума, передав основную ответственность за регулирование шума государственным и местным органам власти. Однако Закон о контроле шума 1972 года и Закон о тихих сообществах 1978 года так и не были отменены Конгрессом и остаются в силе по сей день, хотя фактически не финансируются. Национальный институт охраны труда (NIOSH) при Центрах по контролю и профилактике заболеваний (CDC) проводит исследования воздействия шума в производственных условиях и рекомендует рекомендуемый предел воздействия (REL) в 85 дБ(A) для 8-часового средневзвешенного значения (TWA) или рабочей смены, а также 140 дБ(A) для импульсного шума (внезапных событий, таких как удары или столкновения). Тем не менее, в обрабатывающей промышленности и сфере услуг, если TWA превышает 85 дБ(A), работодатели обязаны внедрить программу сохранения слуха. FAA также реализует программу контроля шума воздушных судов в сотрудничестве с авиационным сообществом. FAA создало систему для сообщений о воздействии авиационного шума. Федеральное управление автомобильных дорог (FHWA) разработало правила по контролю дорожного шума в соответствии с Федеральным законом о помощи автомобильным дорогам 1970 года. Эти правила предусматривают установление критериев уровня дорожного шума для различных видов землепользования и описывают процедуры по снижению дорожного и строительного шума. Стандарты шума Департамента жилищного строительства и городского развития (HUD), описанные в 40 CFR часть 51, подраздел B, устанавливают минимальные национальные стандарты, применимые к программам HUD, для защиты граждан от чрезмерного шума в их сообществах и местах проживания. Например, все участки, где уровень воздействия шума окружающей среды или общественного шума превышает средний дневной и ночной уровень звука (DNL) в 65 дБ, считаются зонами, подверженными воздействию шума. В них определены зоны "нормально неприемлемого" шума, где уровень общественного шума составляет от 65 до 75 дБ; для таких мест необходимо внедрять меры по снижению и ослаблению шума. Участки, где DNL превышает 75 дБ, считаются "неприемлемыми" и требуют одобрения помощника министра по планированию и развитию сообществ. Бюро транспортной статистики Министерства транспорта создало карту для обеспечения доступа к всесторонним данным о шуме воздушных судов и дорог на национальном и окружном уровнях. Карта призвана помочь городским планировщикам, выборным должностным лицам, ученым и жителям получить доступ к актуальной информации о шуме авиации и межштатных автомагистралей. Штаты и местные органы власти обычно имеют конкретные законы о строительных нормах, городском планировании и развитии дорог. Законы и постановления о шуме значительно различаются в разных муниципалитетах и даже отсутствуют в некоторых городах. Постановление может содержать общий запрет на создание шума, являющегося источником беспокойства, или устанавливать конкретные руководящие принципы для уровня шума, допустимого в определенное время суток и для определенных видов деятельности. Законы о шуме классифицируют звук на три категории. Первая – это фоновый шум, который относится к звуковому давлению всего окружающего шума, связанного с данной средой. Вторая – это непрерывный шум, который может быть постоянным или колеблющимся, но продолжается более часа. Третья – это циклически изменяющийся шум, который может быть постоянным или колеблющимся, но повторяется через разумно равномерные промежутки времени. В 1985 году Нью-Йорк принял первый комплексный кодекс по борьбе с шумом. Кодекс шума Портленда предусматривает потенциальные штрафы в размере до 5000 долларов за нарушение и является основой для других крупных городских постановлений о шуме в США и Канаде.

The Noise Control Act of 1972 established a U. S. national policy to promote an environment for all Americans free from noise that jeopardizes their health and welfare. In the past, Environmental Protection Agency coordinated all federal noise control activities through its Office of Noise Abatement and Control. The EPA phased out the office's funding in 1982 as part of a shift in federal noise control policy to transfer the primary responsibility of regulating noise to state and local governments. However, the Noise Control Act of 1972 and the Quiet Communities Act of 1978 were never rescinded by Congress and remain in effect today, although essentially unfunded. The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) at the Centers for Disease Control and Prevention (CDC) researches noise exposure in occupational settings and recommends a Recommended Exposure Limit (REL) for an 8 hour time weighted average (TWA) or work shift of 85 dB(A) and for impulse noise (instant events such as bangs or crashes) of 140 dB(A). However, in manufacturing and service industries, if the TWA is greater than 85 dB(A), employers must implement a Hearing Conservation Program. The FAA also pursues a program of aircraft noise control in cooperation with the aviation community. The FAA has set up a process to report for anyone who may be impacted by aircraft noise. The Federal Highway Administration (FHWA) developed noise regulations to control highway noise as required by the Federal Aid Highway Act of 1970. The regulations requires promulgation of traffic noise level criteria for various land use activities, and describe procedures for the abatement of highway traffic noise and construction noise. The Department of Housing and Urban Development (HUD) noise standards as described in 24 CFR part 51, Subpart B provides minimum national standards applicable to HUD programs to protect citizen against excessive noise in their communities and places of residence. For instance, all sites whose environmental or community noise exposure exceeds the day night average sound level (DNL) of 65 (dB) are considered noise impacted areas, it defines "Normally Unacceptable" noise zones where community noise levels are between 65 and 75 dB, for such locations, noise abatement and noise attenuation features must be implemented. Locations where the DNL is above 75 dB are considered "Unacceptable" and require approval by the Assistant Secretary for Community Planning and Development. The Department of Transportation's Bureau of Transportation Statistics has created a to provide access to comprehensive aircraft and road noise data on national and county levels. The map aims to assist city planners, elected officials, scholars, and residents to gain access to up to date aviation and Interstate highway noise information. States and local governments typically have very specific statutes on building codes, urban planning, and roadway development. Noise laws and ordinances vary widely among municipalities and indeed do not even exist in some cities. An ordinance may contain a general prohibition against making noise that is a nuisance, or it may set out specific guidelines for the level of noise allowable at certain times of the day and for certain activities. Noise laws classify sound into three categories. First is ambient noise, which refers to sound pressure of all encompassing noise associated with a given environment. The second is continuous noise, which could be steady or fluctuating, but continues for more than an hour. The third is cyclically varying noise, which could be steady or fluctuating, but occurs repetitively at reasonably uniform intervals of time. New York City instituted the first comprehensive noise code in 1985. The Portland Noise Code includes potential fines of up to $5000 per infraction and is the basis for other major U. S. and Canadian city noise ordinances.