Жутко громко и запредельно опасно: как шум убивает нас

Серьёзные меры по борьбе с шумом пришлось принять США в 1972 году. Тогда на законодательном уровне были установлены допустимые нормы шума. Мешать соседям звуками газонокосилки, магнитофона, кондиционера стало запрещено с 6 утра до 11 вечера. Штрафы за нарушение до сих пор зависят от штата: в Орегоне жители отдают 5 тысяч долларов, в Вашингтоне — 500. А во Флориде с 2022 года стали штрафовать автомобилистов за громкий выхлоп и музыку — 115 долларов придется заплатить любителям громкой езды.

В России вред шума осознали позднее остальных стран, и закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (СанПин) приняли только в 2014 году. Но при этом в нём обозначили, что звуки не должны превышать 45 децибел ночью и 55 — днем. Но штрафы в России гораздо меньше, чем в США или Германии: вместо почти полумиллиона рублей граждане платят от 2,5 до 5 тысяч.

Кажется, что законов недостаточно, но за последние десять лет в Москве, например, уровень шума снизился на 10-20 децибел.

Громкие звуки не кажутся такими раздражающими, пока люди не начинают слушать их постоянно, или не переселяются в тихие места. Или не перестают нормально спать.

Сомнолог Орфей Бакстон из Гарвардского университета отслеживал мозговую активность людей, которым во время сна проигрывали 10-секундные аудиодорожки с разговорами, звонками телефонов и гулом машин. Оказалось, что активность нейронов при прослушивании звуков во сне та же, что и при бодрствовании. То есть мозг «просыпается», а качество отдыха снижается. Помимо этого увеличивалась частота сердечных сокращений. Какие последствия у такого сна? Проблемы с сердцем и развитие бессонницы.

Ещё наутро у тех, кто «слушает» шум во сне, повышается адреналин и становятся жестче стенки артерий — то есть, повышается ригидность. Это первые маркеры сердечно-сосудистых заболеваний. В комплекте к ним идут раздражительность и иногда депрессия.

В Швейцарском исследовании 2021 года смерть от сердечно-сосудистых заболеваний связали с транспортным шумом. Больше десяти лет ученые наблюдали за 4 миллионами людей и открыли пугающую закономерность: риск увеличивается на 2,9% с каждыми 10 дБ повышения громкости.

Если человек страдает от заболеваний нервной и сердечно-сосудистой систем, то животные учатся заново ориентироваться на местности, даже меняя маршруты миграции. У грызунов ухудшается память и способность к обучению, а в некоторых случаях полностью пропадает слух.

Но, пожалуй, самое неожиданное влияние шума оказывается на морских обитателей. От гула кораблей у китов развивается кессонная болезнь, «заболевание дайверов», которой в нормальных условиях морские животные не страдают. Киты быстро поднимаются с глубины на тихую поверхность, чтобы не слышать громкие сигналы кораблей, из-за этого давление в сосудах резко падает. При этом кислород, ранее растворенный в крови или тканях, образует пузырьки, которые закупоривают кровеносные сосуды. Это может вызвать миокардит, паралич, склероз и даже стать причиной смерти. В 2002 году 14 китов выбросились на берег Канарских островов спустя четыре часа после учений морского флота Испании. Суда использовали звуковой радар, который, очевидно, испугал морских животных, из-за чего они попытались резко подняться.

Шумовое загрязнение может мешать животным находить друг друга и заставляет их менять голосовые сигналы. Например, из-за гула кораблей дельфины-афалины общаются на более высоких частотах и уменьшают сложность свиста. Из-за этого информационное содержание снижается и общение становится неэффективным.

Как уменьшить громкость звуков в воде, пока никто не знает. На суше устанавливают шумоизолирующие экраны возле дорог и строек, но их максимальных эффект — убавление шума только на 30 децибел. Условно — гул дороги снижается до стука отбойного молотка. Какие ещё изобретения помогают сделать город тише?

Трамваи в Германии ездят тихо, шумы периодически возникают только от неровностей рельс. Их трудно зафиксировать вручную, поэтому Кёльнская транспортная компания разработала в 2022 году умные подшипники. Механизм работы прост: когда колеса пересекают неровности, акселерометры регистрируют громкость шума и отправляют в транспортный центр. После этого бригада рабочих выезжает на любой участок путей и шлифует кривой рельс. Благодаря этому общий уровень шума в городе становится ещё ниже.

Специалисты Бостонского университета смоделировали шумопоглощающие плиты, которые можно использовать как блоки для звукоизолирующих перегородок. В них находится кольцо со спиральным каналом внутри, которое и назвали «метаматериалом». Звук, проходящий через спираль, отражается от стенок, «раздваивается» и вступает в резонанс Фано. То есть со стороны, откуда исходит звук, громкость сильно повышается, а с другой, наоборот, снижается почти до нуля. Такой материал может перенаправлять звук обратно к источнику, при этом сохраняя тишину.

Физики ИТМО разработали конструкцию из резонаторов Гельмгольца — пластиковых трубок с разрезом, поглощающих шум. Внешне она напоминает солнце: пустая площадка в центре и стоящие в ряд трубки, которые отходят от неё, как лучи. Изобретение малозатратно, но занимает больше места, чем шумоизолирующие экраны. Однако и у него есть плюс: беседки на основе такой конструкции хорошо защитят от шума дорог и при этом не будут блокировать свет.