Đánh giá môi trường tiếng ồn tàu thủy theo giới hạn

Tiếng ồn được xem là dao động sóng trong không khí hay trong môi trường đàn hồi và từ đó gây kích thích lên cơ cấu nghe của con người tạo ra nhận thức về âm thanh (thính giác). 

Năm 2008, Ủy ban Bảo vệ Môi trường (MEPC, Marine Environment Protection Committee) đã đồng ý phát triển những hướng dẫn kĩ thuật không bắt buộc để giảm thiểu tiếng ồn đến từ các hoạt động vận tải. Tiêu chuẩn về mức tiếng ồn MSC.337(91) của IMO được công bố và trở thành một bộ tiêu chuẩn phổ biến khi đánh giá tiếng ồn tàu thủy [2, 6]. Kiểm soát mức ồn tối đa giúp: bảo vệ thuyền viên khỏi mức ồn có thể gây mất thính lực, cung cấp mức độ thoải mái chấp nhận được trong các không gian sinh hoạt trên tàu, cung cấp các điều kiện để phục hồi từ ảnh hưởng của việc phơi âm ở mức độ cao, cung cấp nơi làm việc an toàn hơn do đảm bảo giao tiếp bằng lời nói và nghe được báo động trong các khu vực điều khiển, dẫn đường và vô tuyến, và không gian máy móc có người điều khiển.

Nghiên cứu này đề cập việc áp dụng tiêu chuẩn và đánh giá mức tiếng ồn theo dữ liệu đo tiếng ồn ở các khu vực khác nhau trên một tàu thủy đang vận hành với thủy thủ đoàn, hành khách trên tàu. Số liệu đo lường thực tế được đo bởi máy đo mức áp suất âm trong khi thử tàu đóng mới, dữ liệu phân tích cũng được dùng để đối chiếu với quy chuẩn MSC.337(91) và các tiêu chuẩn khác liên quan.

Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Thông số đo tiếng ồn: Mức âm liên tục tương đương trọng số A (hay thang A), LAeq (T): Mức áp suất âm trọng số A của tiếng ồn ổn định và liên tục, trong một khoảng thời gian đo lường T có cùng giá trị quân phương của áp suất âm đang được xem xét thay đổi theo thời gian. Nó được thể hiện bằng decibel A (dB(A)) và được tính như sau:

    (1)

trong đó: T = thời gian đo; pa(t) = mức áp suất âm tức thời theo thang A; p0 = 20 Pa (giá trị tham khảo chuẩn).

Định nghĩa tương tự cho mức âm liên tục tương đương trọng số C (hay thang C) LCeq (T). Thang đo mức áp suất âm hay gọn hơn là mức âm theo trọng số -A, -B, -C, -D theo tiêu chuẩn IEC 61672-1 [3] dùng để điều chỉnh mức âm dB ban đầu (Hình 1).

Mức âm đỉnh LCpeak: Mức áp suất âm thanh tức thời tối đa theo thang C. Nó được thể hiện bằng decibel C (dB(C)) và được tính như sau:

          (2)

trong đó: ppeak = áp suất âm tức thời tối đa theo thang C; p0 = 20 Pa.

Mức phơi nhiễm tiếng ồn trong ngày (Daily noise exposure level) Lex,24h thể hiện mức phơi âm tương đương trong một chu kỳ 24 giờ:

   (3)

trong đó: T là thời gian hoạt động máy; T0 là thời gian tham khảo chuẩn 24 giờ.

1.1.3.    Mức tổng tương đương áp suất âm theo thang A đo liên tục LAeq,T được tính từ các mức âm khác nhau LAeq,Ti và tương ứng với các chu kỳ thời gian theo công thức sau:

    (4) 

trong đó: LAeq,Ti là mức áp suất âm liên tục tương đương, tính theo dB, trung bình trong khoảng thời gian Ti; và    (5)

Thiết bị đo tiếng ồn:

Hình 1: Máy đo tiếng ồn 831C và thiết bị hiệu chuẩn âm CAL200

Đo mức áp suất âm thanh được thực hiện bằng cách sử dụng máy đo mức âm chính xác cấp tùy thuộc vào yêu cầu của tiêu chuẩn áp dụng (Hình 2). Máy đo âm phải đạt chuẩn theo lớp 1 của tiêu chuẩn IEC 61672-1 (2002-05) [3], hoặc theo một tiêu chuẩn tương đương được chấp nhận. Máy hiệu chuẩn âm phải tuân thủ tiêu chuẩn IEC 60942 (2003-01) và sẽ thường được nhà sản xuất cung cấp dưới dạng một chứng chỉ hiệu chuẩn. Đầu microphone được bọc chắn gió để tránh ảnh hưởng của môi trường (gió, mưa, bụi rắn,...).

Mức tiếng ồn giới hạn áp dụng cho tàu: Tiêu chuẩn về mức tiếng ồn MSC.337(91) đưa ra các mức giới hạn tiếng ồn bắt buộc đối với các không gian như buồng máy, phòng điều khiển, phòng sinh hoạt và các không gian khác trên tàu (Bảng 1). Nội dung gồm các phần chính như quy định về thiết bị đo, vị trí và phương pháp đo, mức áp suất âm giới hạn, mức phơi nhiễm tiếng ồn giới hạn. Đặc biệt, đây cũng chính là bộ tiêu chuẩn phổ biến nhất được dùng cho đo lường và đánh giá tiếng ồn tàu.

Các giới hạn phơi nhiễm tiếng ồn: Mức độ tiếng ồn giới hạn như được được thiết kế để nếu chúng được tuân thủ với người làm việc sẽ không được tiếp xúc với Lex(24) vượt quá 80 dB(A), tức là trong vòng mỗi ngày hoặc khoảng thời gian 24 giờ, mức phơi nhiễm tiếng ồn liên tục tương đương sẽ không vượt quá 80 dB(A). Trong không gian có mức áp suất âm thanh vượt quá 85 dB(A), cần trang bị bảo vệ thính giác thích hợp, hoặc để áp dụng giới hạn thời gian phơi nhiễm (Hình 3), để đảm bảo duy trì một mức độ bảo vệ tương đương cho người trên tàu. 

Giới hạn phơi nhiễm tiếng ồn của người làm việc không được vượt mức và thời gian qui định theo Hình 3 cụ thể với các khu vực như sau:

Vùng A - Phơi nhiễm cực đại với trang bị bảo vệ thính giác: Không cho phép người làm việc ngay cả khi có trang bị bảo vệ thính giác, chịu phơi nhiễm tiếng ồn ở các mức vượt quá 120 dB(A) hoặc Leq(24) vượt quá 105 dB(A).

Vùng B - Phơi nhiễm không thường xuyên: Chỉ nên cho phép phơi nhiễm không thường xuyên và cần sử dụng bảo vệ thính giác nhằm giảm từ 25 đến 35 dB(A).

Vùng C - Phơi nhiễm không thường xuyên: Chỉ nên cho phép phơi nhiễm không thường xuyên và cần sử dụng bảo vệ thính giác nhằm giảm ít nhất 25 dB(A).

Vùng D - Phơi nhiễm hàng ngày (thường xuyên): Nếu làm việc thường xuyên (tiếp xúc hàng ngày) trong không gian có mức tiếng ồn 85-110 dB(A), cần sử dụng bảo vệ thính giác nhằm giảm ít nhất 25 dB(A) và cần đánh giá rủi ro cũng như cần xem xét một chương trình bảo vệ thính giác cho người làm việc.

Vùng E - Đối với phơi nhiễm dưới 8 giờ, người làm việc khi không được bảo vệ thính giác thì không nên tiếp xúc với mức tiếng ồn vượt quá 85 dB(A). Khi người làm việc ở lại hơn 8 giờ trong không gian với một mức tiếng ồn cao thì giá trị Leq (24) không được vượt quá 80 dB(A). Do đó, trong ít nhất một phần ba mỗi 24 giờ, mỗi người làm việc chỉ nên ở môi trường có độ ồn dưới 75 dB(A).

Hình 2. Khu vực làm việc được phép phơi nhiễm tiếng ồn hàng ngày và không thường xuyên

Chú ý: Làm việc trong khu vực A - D, yêu cầu trang bị bảo vệ thính giác nhằm giảm tiếng ồn xuống dưới 85dB(A). Làm việc trong vùng E, không yêu cầu trang bị bảo vệ thính giác nhưng lại cần thiết nếu tiếng ồn vượt trên 80 dB(A) trong hơn 8 giờ.

Kết quả và thảo luận

Thực nghiệm đo và phân tích, đánh giá tiếng ồn được thực hiện cho tàu đóng mới và vào thời điểm đồng thời với quá trình thử tàu đường dài. Các giá trị đo và phân tích được đánh giá theo mức tiếng ồn giới hạn cho tại Bảng 1. Các vị trí đo được xác định ngay trên bản vẽ bố trí chung, số liệu đo mức tiếng ồn (được ghi phía trên) và giới hạn mức tiếng ồn (được ghi phía dưới) của từng không gian cũng được thể hiện như Hình 4. 

Hình 4. Các giá trị đo trên boong B

Bảng 1: Các mức âm tương đương theo các thang khác nhau

Với kết quả đo tiếng ồn, kết quả phân tích cho thông tin chi tiết về từng điểm đo. Cụ thể, kết quả phân tích tiếng ồn tại điểm đo nhà bếp như trên Bảng 2.

Kết quả về phân tích dải tần số (Octave Band Analysis) cho trên Hình 5.

Hình 5. Mức tiếng ồn trên từng tần số dải quãng tám của điểm đo Bếp (Galley)

Trong mọi kết quả đo mức tiếng ồn, luôn tồn tại tiếng ồn nền đây chính là tổng hợp mức áp suất âm tại microphone của thiết bị đo gây ra bởi các nguồn tiếng ồn không mong muốn. Kết quả mức áp suất âm của tiếng ồn nền do đó cũng là một thông tin quan trọng và có thể được trích xuất như sau (Bảng 2): 

Bảng 2. Mức âm của tiếng ồn nền theo từng trọng số A, B, C

Từ kết quả phân tích dải tần số của điểm đo Bếp, đối chiếu với mức âm giới hạn trên dải Octave quy định trong QCVN 24:2016/BYT [4] cho ở Bảng 3:

Bảng 3. Kết quả đối chiếu với Mức âm giới hạn của điểm đo Bếp

Như vậy, mức âm ở các tần số dải Octave của điểm đo Bếp đều đạt tiêu chuẩn QCVN 24:2016/BYT. Kết quả đối chiếu với tiêu chuẩn của các điểm đo khác được trình bày tại Bảng 4.

Bảng 4. Kết quả đối chiếu mức âm giới hạn của các điểm đo trên tàu

Như vậy, trong điều kiện làm việc, riêng Phòng bảng điện của tàu có mức âm vượt quá giới hạn cho phép theo quy định của QCVN 24:2016/BYT [4] tại phần đa tần số của dải Octave. Các điểm đo còn lại đều thỏa mãn tiêu chuẩn. Dựa theo tiêu chuẩn mức tiếng ồn trên tàu - MSC.337(91), thì mức tiếng ồn tại các khu vực được nêu không được vượt quá giới hạn quy định tại mục 4.2 của bộ luật [2]. Cụ thể hơn, mức tiếng ồn tại các vị trí đo nói trên không được vượt quá giới hạn đã nêu. Như vậy, chỉ có hai vị trí đo là Phòng bảng điện và Phòng điều khiển động cơ có mức tiếng ồn vượt quá ngưỡng cho phép theo tiêu chuẩn về mức tiếng ồn trên tàu.

Nhìn chung, bất cứ cá nhân nào trên tàu cũng có thể bị tổn thương đến thính giác do phơi nhiễm tiếng ồn trong thời gian dài hay nói cách khác là mức Lex,24h vượt 80 dB(A). Người Kỹ sư máy tàu thủy này có mức phơi nhiễm tiếng ồn nghề nghiệp trong ngày làm việc đang xét chưa vượt quá ngưỡng tổn thương thính giác 80 dB(A). Đối với các thủy thủ đoàn khác, mức phơi nhiễm tiếng ồn nghề nghiệp có thể được xác định tương tự.

Kết luận và kiến nghị

Việc kiểm soát tiếng ồn tàu có thể dựa trên một quy trình đo tiếng ồn, phân tích và đánh giá tiếng ồn tại các khu vực khác nhau trên tàu. Ngoài các mức giới hạn tiếng ồn cho phép đánh giá kết quả đo tại các điểm chính trên tàu, việc đánh giá mức độ phơi nhiễm ồn cho người làm việc trên tàu, hành khách hoàn toàn khả thi. Điều này giúp đưa ra một báo cáo đầy đủ về tình trạng tiếng ồn mà phương tiện tàu thủy vừa được đóng mới và được chạy thử lần đầu.

Kết quả nghiên cứu này cũng cung cấp một hướng dẫn thực nghiệm đánh giá tiếng ồn theo các quy chuẩn kỹ thuật như MSC.337(91), đánh giá mức phơi nhiễm tiếng ồn nghề nghiệp theo tiêu chuần ISO 9612-2009. Đây cũng là cơ sở để đi đến các giải pháp làm giảm tiếng ồn cho tàu thủy được đóng mới hay đang vận hành. 

Lời cảm ơn: Nhóm nghiên cứu xin cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM đã hỗ trợ thời gian, phương tiện và cơ sở vật chất cho nghiên cứu này.

Tài liệu tham khảo

1.    Nguyễn Hải, Âm học và Kiểm tra tiếng ồn, NXB Giáo dục, 1997;

2.    RESOLUTION MSC.337(91)-Code on Noise Levels on Board Ships, IMO, 2012;

3.    IEC 61672-1:2002, Electroacoustics - Sound level meters, 2002;

4.    QCVN 24:2016/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếng ồn - Mức tiếp xúc cho phép tiếng ồn tại nơi làm việc.

LÊ ĐÌNH TUÂN ⁽¹⁾⁽²⁾*; ĐẶNG VŨ BÍCH HẠNH⁽¹⁾⁽²⁾; LÊ THANH TÚ⁽¹⁾⁽²⁾
    (1): Trường Đại học Bách khoa
    (2): Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
Nguồn: Tạp chí Tài nguyên và Môi trường số 4 năm 2024