97897403314692. 2
ความรู้เบื้องต้นด้านมลพิษทางเสียง
ปญหามลพิษสิ่งแวดลอมในประเทศไทยมีความรุนแรงมากขึ้นทุกวัน ตามการขยายตัว
ทางดานเศรษฐกิจ การคมนาคมขนสง หรือแมแตความกาวหนาทางดานการเกษตรกรรม
การที่ประเทศไทยมีนโยบายที่จะพัฒนาใหประเทศเปนประเทศอุตสาหกรรม ทําใหมีการวาง
แผนการการดํ า เนิ น กิ จ การของโรงงานอุ ต สาหกรรม มี ก ารก อ สร า งถนนเพื่ อ รองรั บ การ
คมนาคมที่เพิ่มขึ้น สงผลใหคุณภาพของสิ่งแวดลอมแยลง ไมวาจะเปนปญหาดานมลพิษทาง
น้ํา ปญหามลพิษทางอากาศ ขยะและของเสียอันตราย หรือแมแตปญหาดานมลพิษทางเสียง
ปญหามลพิษทางเสียงอาจเปนปญหาดานสิ่งแวดลอมที่บางคนถือวาไมรุนแรงมากนัก แตการ
พัฒ นากิจกรรมทางอุต สาหกรรม การขนสง กอใหเกิด ปญ หามลพิษ ทางเสียงตามมา การ
จราจรในพื้นที่กรุงเทพมหานครบริเวณริมถนนเปนตัวการที่ทําใหเกิดปญหามลพิษทางเสียง
มากที่สุด กอใหเกิดความรําคาญและสงผลกระทบตอทั้งผูที่อาศัยอยูบริเวณนัน และผู ท่ี สั ญ จร
้
ไปมา สวนเสียงในอุตสาหกรรมมีผลตอคนงานที่ทํางานในบริเวณนั้น ซึ่งยอมรับในความเสี่ยง
ที่จะสงผลกระทบตอสุขภาพของคนงานเอง
เสียง
เกษม จั น ทร แ ก ว (2541, หน า 355) ให ค วามหมายของเสี ย ง (sound) ว า หมายถึ ง
“พลังงานที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของโมเลกุลอากาศ (หรือตัวกลางอื่น) แลวโมเลกุลของ
อากาศดังกลาวจะเกิดแรงอัดและขยายสลับกัน ทําใหมีการเปลี่ยนแปลงความดัน เกิดลักษณะ
เปนคลื่น ที่เรียกวา ‘คลื่นเสียง (sound wave)’ ซึ่งเมื่อผานเขาสูแกวหูจะทําใหเกิดการไดยิน
เสียงขึ้น”
กรมควบคุ ม มลพิ ษ (2544, หน า 1–1) ให ค วามหมายของเสี ย ง (ทางกายภาพ) ว า
หมายถึ ง “การสั่ น สะเทื อ นของตั ว กลางหรื อ อากาศที่ เกิ ด จากการเปลี่ ย นแปลงความดั น
บรรยากาศจากแหลงกําเนิดที่จะทําใหเกิดการสั่นนั้น”
สนธิ คชวัฒ น (2546, หน า 1) อธิ บ ายวา “เสียงเกิ ด จากการเปลี่ ย นแปลงความดั น
ในตัวกลางตาง ๆ เชน น้ํา อากาศ หรือตัวกลางอื่นที่หูมนุษยสามารถไดยิน”
สํานักจัดการคุณภาพอากาศและเสียง กรมควบคุมมลพิษ (2547, หนา 4) ใหความ–
หมายของเสียงวาหมายถึง “สิ่งที่รับรูไดดวยหู” หรือหมายถึง “ความเปลี่ยนแปลงของความดัน
อากาศที่ทําใหตัวกลางหรืออากาศสั่นสะเทือน ซึ่งความสั่นสะเทือนนี้เมื่อกระทบกับแกวหู
มนุษยแลวสามารถสงผลใหเกิดสัญญาณในระบบการไดยิน”
3. บทนํา
3
จากความหมายที่กลาวมารวมความไดวา “เสียงเกิดจากการที่วัตถุหรือแหลงกําเนิด
เสียงมี การสั่นสะเทื อนทํ าให โมเลกุลของอากาศโดยรอบสั่นตามไปด วยในรูปของคลื่ น แล ว
เคลื่อนที่เขาสูหูของคนทําใหเกิดการไดยินขึ้น” แสดงดังภาพที่ 1.1
คลื่นเสียง
แหลงกําเนิดมีการสั่น
โมเลกุลของอากาศสั่น
หู ประสาทรับรู
ภาพที่ 1.1 แผนภาพแสดงองคประกอบของการเกิดเสียง
มลพิษทางเสียง
เกษม จั น ทร แ ก ว (2541, หน า 362) ให ค วามหมายของมลพิ ษ ทางเสี ย ง (noise
pollution) ว า หมายถึ ง “สภาวะที่ มี เสี ย งที่ ไม พึ ง ปรารถนารบกวนโสตประสาท จนเป น
อันตรายตอสุขภาพของมนุษยและสัตว”
กรมควบคุมมลพิษ (2544, หนา 1–1) กลาวถึงมลพิษทางเสียงวา “เปนเรื่องที่กลาวถึง
ผลกระทบทางเสียงที่มีตอมนุษยหรือสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ทั้งทางดานกายภาพตอรางกายมนุษยและ
จิตใจ” มลพิษทางเสียงมีตนตอจากกิจกรรมของคน สวนเสียงที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติไมถือ
วาเปนมลพิษทางเสียง
อุดมลักษณ ศรีทัศนีย, สมพจน เตชะมีนา และสมศิริ ใจเปยม (2535, หนา 1) กลาว
ถึงมลพิษทางเสียงวาหมายถึง “ภาวะแวดลอมที่มีเสียงที่ไมพึงปรารถนา รบกวนโสตประสาท
จนไดรับอันตรายตอสุขภาพของมนุษยและสัตว”
มลพิษทางเสียงอาจหมายถึงเสียงรบกวนก็ได ซึ่งกรมควบคุมมลพิษ (2544, หนา 2–2)
ไดกลาวถึงเสียงรบกวนวาหมายถึง “ระดับเสียงจากแหลงกําเนิดขณะมีการรบกวนที่มีระดับ
เสียงสูงกวาระดับเสียงพื้นฐาน และมีระดับการรบกวนเกินกวาระดับเสียงรบกวน” โดยที่ระดับ
เสียงพื้นฐานหมายถึง “ระดับเสียงที่ตรวจวัดในสิ่งแวดลอมเดิมขณะยังไมมีเสียงจากแหลง
กําเนิ ด หรือแหลงกําเนิดยังไมดําเนินกิจกรรม ใชระดับเสียงเปอรเซ็น ไทลที่ 90 (percentile
level 90, L90) ซึ่งหมายถึงระดับเสียงที่รอยละ 90 ของเวลาที่ตรวจวัดจะมีระดับเสียงเกินคานี้”
หรือเสียงรบกวนอาจหมายถึง “ระดับเสียงในขณะที่มีแหลงกําเนิดสูงกวาระดับเสียงพื้นฐาน
มากกวา 10 เดซิเบล”
4. 4
ความรู้เบื้องต้นด้านมลพิษทางเสียง
Davis & Cornwell (1991, p. 501) และ Wilson (1994, p. 1) อธิ บ ายถึ งมลพิ ษ ทางเสี ย ง
(noise) วาหมายถึง “เสียงที่ไมตองการ (unwanted sound) ประกอบดวยเสียงโดยทั่วไป เสียงที่
เกิดจากกิจกรรมของมนุษย เสียงจากการจราจรและจากอุตสาหกรรม เปนตน”
จากความหมายที่กลาวมาแลวนั้นรวมความไดวา การที่จะบอกวาเสียงนั้นเปนเสียงใน
ลักษณะที่เรียกวามลพิษทางเสียงหรือไมนั้น จะตองพิจารณาถึงระดับความดังในระยะเวลา
หนึ่ง ๆ และผลของเสียงตอสุขภาพของมนุษย เพราะเสียงที่เกิดขึ้นทั้งที่เกิดขึ้นเองในธรรมชาติ
หรือ ที่ ม นุ ษ ย ส ร า งขึ้ น อาจจะไม เป น มลพิ ษ ก็ ได เช น เสี ย งดนตรี เสี ย งนกรอ ง เสี ย งลมพั ด
มลพิษทางเสียงแตกตางจากมลพิษสิ่งแวดลอมอื่น ๆ เพราะเปนมลพิษที่มองไมเห็น กอใหเกิด
อันตรายตอระบบการไดยินของคน กอใหเกิดความรําคาญ ความเครียด นอกจากนี้มลพิษทาง
เสียงเปนสภาวะที่มีเสียงรบกวนที่มนุษยไมตองการซึ่งมีความแตกตางกันไปในแตละบุคคล
เชน มลพิษทางเสียงจากเสียงดนตรี บางคนชอบที่จะไดยินเสียงที่ดังมาก แตบางคนบอกวา
เสียงในระดับนั้นดังมากเกินไป ทําใหเกิดมลพิษทางเสียง ในการพิจารณาแหลงกําเนิดมลพิษ
ทางเสียง พบวาแหลงกําเนิดเสียงที่จะกอใหเกิดมลพิษทางเสียงสวนใหญจะมาจากการกระทํา
ของมนุษย เชน เสียงจากการจราจรทางบก ทางดวน เสียงจากอุตสาหกรรม เสียงจากเครื่องบิน
เสียงจากเรือยนต
การที่จะเกิดเสียงและมลพิษทางเสียง ประกอบดวยองคประกอบที่สําคัญ 3 ประการ
คือ
1. แหลงกําเนิดเสียงที่มีการสั่น
2. ตัวกลางในการนําเสียงเขาสูหู ในที่นี้คือ อากาศ
3. หู ประสาทการรับรู
ดวยเหตุที่การเกิดมลพิษทางเสียงมีองคประกอบที่สําคัญ 3 ประการดังกลาว ดังนั้น
การเรียนรูเรื่องเสียงและมลพิษทางเสียงเพื่อดําเนินการจัดการแกไขปญหามลพิษทางเสียง
จะเรียนรูและดําเนินการที่ทั้ง 3 องคประกอบนั้นเปนหลัก
แหลงกําเนิดเสียงที่กอใหเกิดมลพิษทางเสียงมาจากการกระทําของมนุษย ไมวาจะ
เปนเสียงภายนอกอาคารหรือเสียงในชุมชน เชน การจราจรทางบก เรือ เครื่องบิน และเสียงที่
อยูภายในอาคารหรือเสียงในสถานประกอบการ เชน เสียงในอุตสาหกรรมทอผา การทุบตี
โลหะ การลางขวดแกว เสี ยงเหลานี้ ห ากมีระดับเสียงสูงจะกอใหเกิด ผลกระทบโดยตรงตอ
ประสาทการรับรูหรือหูของมนุษย ความรุนแรงของผลกระทบขึ้นกับหลายปจจัย เชน ระดับ
เสียง ความถี่เสียง ระยะเวลาการสัมผัส การประเมินเพื่อหาระดับเสียงของแหลงกําเนิดที่มี
การกอสรางหรือดําเนินการแลว ทําไดโดยการใชเครื่องตรวจวัดระดับเสียงซึ่งใหผลที่ถูกตอง
6. ความรู้เบื้องต้นด้านมลพิษทางเสียง
6
Davis & Cornwell (1991, p. 501) อธิบายถึงคลื่นเสียงวาเปนผลมาจากการสั่นสะเทือน
ของของแข็ง ทําใหอากาศโดยรอบเกิดการอัดและขยาย มีลักษณะเหมือนกระบอกสูบ ดังภาพ
ที่ 1.3 เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ไปทางขวามือทําใหโมเลกุลอากาศที่มีความหนาแนนและมีความดัน
สูงเคลื่อนที่ไปทางขวามือ และเมื่อลูกสูบเคลื่อนที่กลับไปทางซายมือจะทําใหความดันลดลง
เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ไปทางขวา–ซายก็ทําใหเกิดการอัด–ขยายของอากาศตลอดเวลา โมเลกุล
ของอากาศจึงมีการเคลื่อนที่เปนรูปคลื่นอยางตอเนื่อง
Mean
Position
A
Tube
Piston
Speed of Propagation = c
Maximum
Compression
Maximum
Rarefaction
Wavelength
ภาพที่ 1.3 การเคลื่อนที่อัด–ขยายของโมเลกุลอากาศในลูกสูบ
ที่มา : Davis & Cornwell, 1991, p. 503
จากความหมายของคลื่นเสียงที่กลาวมา สรุปไดวา “เสียงเปนคลื่นตามยาว การเกิด
เสียงมีความสัมพันธกับการสั่นสะเทือน การสั่นสะเทือนของวัตถุแหลงกําเนิ ดเสียงมีผลให
โมเลกุ ลของอากาศที่ อยู รอบ ๆ สั่ น สะเทื อ นตามไปด วยเกิด เป น คลื่น เรียกวา ‘คลื่น เสี ยง’
เดินทางไปตามตัวกลางที่เปนอากาศเขาสูหู การสั่นสะเทือนของโมเลกุลของอากาศยังคงอยู
และสงตอไปยังแกวหูของมนุษยในคลื่นความถี่เดียวกับที่เกิดจากแหลงกําเนิด ทําใหอวัยวะ
ภายในหูสั่นและสงผลการสั่นไปสูสมองเพื่อแปลสัญญาณเสียงเกิดการไดยินขึ้น”
7. บทนํา
7
ดวยเหตุที่เสียงมีพฤติกรรมเปนคลื่นเสียง ดังนั้น คลื่นเสียงจึงมีลักษณะเหมือนคลื่น
โดยทั่ ว ไป เช น เมื่ อ เสี ย งมี ก ารเคลื่ อ นที่ จ ะเกี่ ย วข อ งกั บ ความถี่ เ สี ย ง ความเร็ ว เสี ย ง มี
ความยาวคลื่น มีคาบ เกิดการแพร การหักเห และการเบี่ยงเบนได
2. ความถี่เสียง
เกษม จัน ทรแก ว (2541, หนา 347) อธิบายวา “ความถี่เสียง (frequency of sound: f)
คือ จํานวนครั้งของการเปลี่ยนแปลงความดันบรรยากาศตามลักษณะของการอัดและขยายของ
โมเลกุลของอากาศใน 1 วินาที” หน วยของความถี่เสียงคือ “เฮิรตซ (hertz: Hz) หรือรอบตอ
วินาที (cycle per second)” ความถี่ของคลื่นเสียงขึ้นอยูกับขนาดของคลื่น
อุดมลักษณ ศรีทัศนีย, สมพจน เตชะมีนา และสมศิริ ใจเปยม (2535, หนา 1) อธิบาย
วา “ความถี่เสียง หมายถึง จํานวนการสั่นสะเทือนตอวินาทีในหนวยเฮิรตซ”
ความถี่ (frequency) อาจหมายถึงจํานวนคลื่นตอ 1 วินาที ซึ่งบอกวาคลื่นเคลื่อนที่ไป
ไดเปนระยะทางเทาใดในระยะเวลาหนึ่ง มีหนวยคือ รอบตอวินาที หรือเฮิรตซ ความถี่ของ
เสียงมีความสัมพันธกับความเร็วเสียงและความยาวของคลื่นเสียง โดยแปรตามความเร็วเสียง
และแปรแบบผกผันกับความยาวของคลื่นเสียง ดังสมการที่ (1.1) และภาพที่ 1.4
C = f
….. (1.1)
เมื่อ C คือ ความเร็วเสียง (เมตรตอวินาที)
คือ ความยาวคลื่นเสียง (เมตร)
f คือ ความถี่ของคลื่นเสียง (รอบตอวินาที หรือเฮิรตซ)
ความดัน
เวลา
(a) คลื่นความถี่สูง
ความดัน
เวลา
(b) คลื่นความถี่ต่ํา
ภาพที่ 1.4 ความถี่ของคลื่นความถี่สูง (a) และคลื่นความถี่ต่ํา (b)
8. ความรู้เบื้องต้นด้านมลพิษทางเสียง
8
ตัวอยางที่ 1.1
จงคํานวณหาความเร็วเสียง เมื่อคลื่นเสียงมีความยาว 1.376 เมตร และมีความถี่ 250
รอบตอวินาที
วิธีทํา
จากสมการที่ (1.1) C = f
แทนคาลงในสมการ
ดังนั้น C = 1.376 (เมตร) 250 (รอบตอวินาที)
= 344 เมตรตอวินาที
เพราะฉะนั้นคลื่นเสียงนี้มีความเร็ว 344 เมตรตอวินาที
Wide range
Medium range
Narrow range
Alligator 50-40,000
Minnow 32-5,000
Frog 50-10,000
Pigeon 100-10,000
Human 20-20,000
Cricket 400-28,000
Chimpanzee up to 33,000
Dog up to 35,000
Rat up to 40,000
Cat up to
50,000
Bat 7-98,000
0
500
1,000 5,000
15,000
25,000
35,000
45,000
Frequency in cycles per second (Hz)
55,000 98,000
ภาพที่ 1.5 ความถี่ของคลื่นเสียงกับการไดยินของสิ่งมีชีวิต
ที่มา : Wilson, 1994, p. 144
ธรรมชาติของมนุษยจะไดยินเสียงอยูในชวงความถี่ 20–20,000 เฮิรตซ ดังภาพที่ 1.5
แตจะมีชวงความถี่ที่ไวตอการรับรูคือ 500–4,000 เฮิรตซ เสียงที่มีความถี่สูงกวา 20,000 เฮิรตซ
เรียกวา “อัลตราซาวนด (ultrasound)” เสียงชนิดนี้หูของมนุษยไมสามารถไดยิน เสียงในความถี่
นี้ถูกนํามาใชในงานเชื่อมพลาสติกและในการทําความสะอาดหรือการตรวจเช็กวัสดุ ผลของ
เสียงอัลตราซาวนดอาจทําใหเกิดอาการปวดศีรษะและอาจทําอันตรายตอชองหู ทําใหหูหนวก
9. บทนํา
9
ได แต โดยปกติ ค ลื่ น เสี ย งที่ มี ค วามถี่ สู งกวา 20,000 เฮิ ร ตซ หรือ เสี ย งอั ล ตราซาวนด จ ะถู ก
กีดขวางไดโดยผนังหรืออุปกรณปองกันเสียงตาง ๆ
คลื่นเสียงที่มีความถี่สูงเกินระดับการไดยินของมนุษย เรียกวา “คลื่นความถี่เหนือเสียง
(untrasonic)” ซึ่งก็คือคลื่นเสียงที่มีความถี่สูงกวา 20,000 เฮิรตซ
เสียงที่มีความถี่ต่ํามาก ๆ ประมาณ 20 เฮิรตซ หรือต่ํากวา เรียกวา “เสียงอินฟราซาวนด
(infrasound)” ซึ่งปกติหูของมนุษยจะไมไดยินเสียงในความถี่นี้ แตรับรูในลักษณะของการสั่น
สะเทือน (vibration)
3. ความยาวคลื่น
ความยาวคลื่น (wavelength: ) คือ “ระยะทางจากยอดคลื่นหนึ่ งไปยังอีกยอดคลื่น
หนึ่ ง หรื อ ระยะทางของการเกิ ด คลื่ น 1 คลื่ น ” มี ห น ว ยเป น เมตร ดั ง ภาพที่ 1.2 ความยาว
คลื่นเสียงขึ้นกับความถี่และความเร็วของเสียงในตัวกลางนั้น
4. คาบ
คาบ (period: T) คือ “ระยะเวลาที่การสั่นของคลื่นครบ 1 รอบ หรือระยะเวลาครบ
1 ความยาวคลื่น” ดังภาพที่ 1.2
5. ความเร็วของเสียง
ความเร็ ว ของเสี ย ง (speed of sound) ในอากาศ คื อ “ความเร็ ว ในการเคลื่ อ นที่ ข อง
คลื่นเสียงจากแหลงกําเนิดเสียงไปในอากาศ มีหนวยเปนเมตรตอวินาที (m/s)”
Speed of sound (m/s)
350
-10
345
340
335
0
10
20
O
Temperature ( C)
30
ภาพที่ 1.6 ความสัมพันธระหวางความเร็วเสียงกับอุณหภูมิ
ที่มา : Wilson, 1994, p. 9
10. ความรู้เบื้องต้นด้านมลพิษทางเสียง
10
ความเร็ ว ของเสี ย งแปรผั น ตามรากที่ ส องของอุ ณ หภู มิ สั ม บู ร ณ หรื อ อุ ณ หภู มิ ข อง
ตัวกลางในหนวยเคลวิน ดังสมการที่ (1.2) จากการศึกษาพบวาความเร็วของเสียงในอากาศที่
อุ ณ หภู มิ 25 องศาเซลเซี ย ส หรื อ 298 เคลวิ น มี ค า ประมาณ 345.6 เมตรต อ วิ น าที ความ
สัมพันธระหวางความเร็วเสียงและอุณหภูมิในหนวยองศาเซลเซียส แสดงดังภาพที่ 1.6
Wilson (1994, p. 9) อธิบายวา “ความเร็วของเสียงขึ้นกับอุณหภูมิของบรรยากาศ” เมื่อ
สมมติใหอากาศเปนกาซในอุดมคติ ความเร็วเสียงหาไดดังสมการที่ (1.2)
C = ( R T)1/2
….. (1.2)
เมื่อ C คือ ความเร็วเสียงในอากาศแหงที่ระดับน้ําทะเล (เมตรตอวินาที)
R คือ คาคงที่ของกาซ (287 N.m/(kg.K))
คื อ isentropic expension factor หรื อ อั ต ราส ว นระหว า งความร อ นจํ า เพาะ
ที่ความดันคงที่ตอคาความรอนจําเพาะที่ปริมาตรคงที่ (สําหรับอากาศ
มีคาเทากับ 1.4)
T คือ อุณหภูมิ (เคลวิน)
ดังนั้น
C = (1.4 287 T)1/2
C = 20.04 (T)1/2
C = 20.04 (T’ + 273.16)1/2
….. (1.3)
เมื่อ C คือ ความเร็วเสียงในอากาศแหงที่ระดับน้ําทะเล (เมตรตอวินาที)
T’ คือ อุณหภูมิ (องศาเซลเซียส)
ตัวอยางที่ 1.2
จงคํานวณหาวาที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ความเร็วของคลื่นเสียงมีคาเทาใด
วิธีทํา
จากสมการที่ (1.3)
C = 20.04 (T’ + 273.16)1/2
C = 20.04 (0 + 273.16)1/2
= 20.04 16.53
= 331.26