บทนา

บทท

เนอหาในบท

เสยง มลพษทางเสยง สมบตทางฟสกสของคลนเสยง สนามเสยง

ความรเบองตนดานมลพษทางเสยง

2

ปญหามลพษสงแวดลอมในประเทศไทยมความรนแรงมากขนทกวน ตามการขยายตว

ทางดานเศรษฐกจ การคมนาคมขนสง หรอแมแตความกาวหนาทางดานการเกษตรกรรม

การทประเทศไทยมนโยบายทจะพฒนาใหประเทศเปนประเทศอตสาหกรรม ทาใหมการวาง

แผนการการดาเนนกจการของโรงงานอตสาหกรรม มการกอสรางถนนเพอรองรบการ

คมนาคมทเพมขน สงผลใหคณภาพของสงแวดลอมแยลง ไมวาจะเปนปญหาดานมลพษทาง

นา ปญหามลพษทางอากาศ ขยะและของเสยอนตราย หรอแมแตปญหาดานมลพษทางเสยง

ปญหามลพษทางเสยงอาจเปนปญหาดานสงแวดลอมทบางคนถอวาไมรนแรงมากนก แตการ

พฒนากจกรรมทางอตสาหกรรม การขนสง กอใหเกดปญหามลพษทางเสยงตามมา การ

จราจรในพนทกรงเทพมหานครบรเวณรมถนนเปนตวการททาใหเกดปญหามลพษทางเสยง

มากทสด กอใหเกดความราคาญและสงผลกระทบตอทงผทอาศยอยบรเวณนนและผท สญจร

ไปมา สวนเสยงในอตสาหกรรมมผลตอคนงานททางานในบรเวณนน ซงยอมรบในความเสยง

ทจะสงผลกระทบตอสขภาพของคนงานเอง

เสยง เกษม จนทรแกว (2541, หนา 355) ใหความหมายของเสยง (sound) วาหมายถง “พลงงานทเกดจากการสนสะเทอนของโมเลกลอากาศ (หรอตวกลางอน) แลวโมเลกลของอากาศดงกลาวจะเกดแรงอดและขยายสลบกน ทาใหมการเปลยนแปลงความดน เกดลกษณะ

เปนคลน ทเรยกวา ‘คลนเสยง (sound wave)’ ซงเมอผานเขาสแกวหจะทาใหเกดการไดยนเสยงขน” กรมควบคมมลพษ (2544, หนา 1–1) ใหความหมายของเสยง (ทางกายภาพ) วา หมายถง “การสนสะเทอนของตวกลางหรออากาศทเกดจากการเปลยนแปลงความดนบรรยากาศจากแหลงกาเนดทจะทาใหเกดการสนนน” สนธ คชวฒน (2546, หนา 1) อธบายวา “เสยงเกดจากการเปลยนแปลงความดน ในตวกลางตาง ๆ เชน นา อากาศ หรอตวกลางอนทหมนษยสามารถไดยน” สานกจดการคณภาพอากาศและเสยง กรมควบคมมลพษ (2547, หนา 4) ใหความ–หมายของเสยงวาหมายถง “สงทรบรไดดวยห” หรอหมายถง “ความเปลยนแปลงของความดนอากาศททาใหตวกลางหรออากาศสนสะเทอน ซงความสนสะเทอนนเมอกระทบกบแกวห

มนษยแลวสามารถสงผลใหเกดสญญาณในระบบการไดยน”

บทนา

3

จากความหมายทกลาวมารวมความไดวา “เสยงเกดจากการทวตถหรอแหลงกาเนดเสยงมการสนสะเทอนทาใหโมเลกลของอากาศโดยรอบสนตามไปดวยในรปของคลน แลว

เคลอนทเขาสหของคนทาใหเกดการไดยนขน” แสดงดงภาพท 1.1

ภาพท 1.1 แผนภาพแสดงองคประกอบของการเกดเสยง

มลพษทางเสยง เกษม จนทรแกว (2541, หนา 362) ใหความหมายของมลพษทางเสยง (noise pollut ion) วาหมายถง “สภาวะท มเสยงทไมพงปรารถนารบกวนโสตประสาท จนเปน

อนตรายตอสขภาพของมนษยและสตว” กรมควบคมมลพษ (2544, หนา 1–1) กลาวถงมลพษทางเสยงวา “เปนเรองทกลาวถงผลกระทบทางเสยงทมตอมนษยหรอสงมชวตอน ๆ ทงทางดานกายภาพตอรางกายมนษยและ

จตใจ” มลพษทางเสยงมตนตอจากกจกรรมของคน สวนเสยงทเกดขนเองตามธรรมชาตไมถอ

วาเปนมลพษทางเสยง อดมลกษณ ศรทศนย, สมพจน เตชะมนา และสมศร ใจเปยม (2535, หนา 1) กลาว

ถงมลพษทางเสยงวาหมายถง “ภาวะแวดลอมทมเสยงทไมพงปรารถนา รบกวนโสตประสาทจนไดรบอนตรายตอสขภาพของมนษยและสตว”

มลพษทางเสยงอาจหมายถงเสยงรบกวนกได ซงกรมควบคมมลพษ (2544, หนา 2–2) ไดกลาวถงเสยงรบกวนวาหมายถง “ระดบเสยงจากแหลงกาเนดขณะมการรบกวนทมระดบเสยงสงกวาระดบเสยงพนฐาน และมระดบการรบกวนเกนกวาระดบเสยงรบกวน” โดยทระดบเสยงพนฐานหมายถง “ระดบเสยงทตรวจวดในสงแวดลอมเดมขณะยงไมมเสยงจากแหลง

กาเนด หรอแหลงกาเนดยงไมดาเนนกจกรรม ใชระดบเสยงเปอรเซนไทลท 90 (percentile level 90, L90) ซงหมายถงระดบเสยงทรอยละ 90 ของเวลาทตรวจวดจะมระดบเสยงเกนคาน” หรอเสยงรบกวนอาจหมายถง “ระดบเสยงในขณะทมแหลงกาเนดสงกวาระดบเสยงพนฐานมากกวา 10 เดซเบล”

แหลงกาเนดมการสน โมเลกลของอากาศสน ห ประสาทรบร

คลนเสยง

ความรเบองตนดานมลพษทางเสยง

4

Davis & Cornwell (1991, p. 501) และ Wilson (1994, p. 1) อธบายถงมลพษทางเสยง (noise) วาหมายถง “เสยงทไมตองการ (unwanted sound) ประกอบดวยเสยงโดยทวไป เสยงท

เกดจากกจกรรมของมนษย เสยงจากการจราจรและจากอตสาหกรรม เปนตน” จากความหมายทกลาวมาแลวนนรวมความไดวา การทจะบอกวาเสยงนนเปนเสยงใน

ลกษณะทเรยกวามลพษทางเสยงหรอไมนน จะตองพจารณาถงระดบความดงในระยะเวลา

หนง ๆ และผลของเสยงตอสขภาพของมนษย เพราะเสยงทเกดขนทงทเกดขนเองในธรรมชาต

หรอทมนษยสรางขนอาจจะไมเปนมลพษกได เชน เสยงดนตร เสยงนกรอง เสยงลมพด มลพษทางเสยงแตกตางจากมลพษสงแวดลอมอน ๆ เพราะเปนมลพษทมองไมเหน กอใหเกด

อนตรายตอระบบการไดยนของคน กอใหเกดความราคาญ ความเครยด นอกจากนมลพษทาง

เสยงเปนสภาวะทมเสยงรบกวนทมนษยไมตองการซงมความแตกตางกนไปในแตละบคคล

เชน มลพษทางเสยงจากเสยงดนตร บางคนชอบทจะไดยนเสยงทดงมาก แตบางคนบอกวา

เสยงในระดบนนดงมากเกนไป ทาใหเกดมลพษทางเสยง ในการพจารณาแหลงกาเนดมลพษ

ทางเสยง พบวาแหลงกาเนดเสยงทจะกอใหเกดมลพษทางเสยงสวนใหญจะมาจากการกระทา

ของมนษย เชน เสยงจากการจราจรทางบก ทางดวน เสยงจากอตสาหกรรม เสยงจากเครองบน

เสยงจากเรอยนต การทจะเกดเสยงและมลพษทางเสยง ประกอบดวยองคประกอบทสาคญ 3 ประการ

คอ 1. แหลงกาเนดเสยงทมการสน 2. ตวกลางในการนาเสยงเขาสห ในทนคอ อากาศ 3. ห ประสาทการรบร

ดวยเหตทการเกดมลพษทางเสยงมองคประกอบทสาคญ 3 ประการดงกลาว ดงนน

การเรยนรเรองเสยงและมลพษทางเสยงเพอดาเนนการจดการแกไขปญหามลพษทางเสยง

จะเรยนรและดาเนนการททง 3 องคประกอบนนเปนหลก แหลงกาเนดเสยงทกอใหเกดมลพษทางเสยงมาจากการกระทาของมนษย ไมวาจะ

เปนเสยงภายนอกอาคารหรอเสยงในชมชน เชน การจราจรทางบก เรอ เครองบน และเสยงท

อยภายในอาคารหรอเสยงในสถานประกอบการ เชน เสยงในอตสาหกรรมทอผา การทบต

โลหะ การลางขวดแกว เสยงเหลานหากมระดบเสยงสงจะกอใหเกดผลกระทบโดยตรงตอ

ประสาทการรบรหรอหของมนษย ความรนแรงของผลกระทบขนกบหลายปจจย เชน ระดบ

เสยง ความถเสยง ระยะเวลาการสมผส การประเมนเพอหาระดบเสยงของแหลงกาเนดทม

การกอสรางหรอดาเนนการแลว ทาไดโดยการใชเครองตรวจวดระดบเสยงซงใหผลทถกตอง

บทนา

5

แมนยา แตในกรณทยงไมมการกอสรางหรอไมมกจกรรมของแหลงกาเนดเสยงนนกสามารถ

ใชแบบจาลองทางคณตศาสตรมาทานายเพอประเมนระดบเสยงทคาดวาจะเกดขนได

สมบตทางฟสกสของคลนเสยง มลพษทางเสยงเปนการอธบายถงเสยงในลกษณะของคลนเสยง ดงนน การอธบาย

พฤตกรรมของคลนเสยงกสามารถใชหลกการหรอสมบตทางฟสกสของคลน สรปไดดงน

1. คลนเสยง วราวธ เสอด (2543, หนา 27) กลาววา “คลนเสยง (sound wave) เกดจากการสนของ

วตถหรอการแปรปรวนของอากาศ คลนเสยงจะเดนทางผานตวกลาง เชน อากาศซงมทงมวล

และความยดหยน (elasticity) โมเลกลของอากาศจะเคลอนทไปมาหรอขนลงผานจดสมดล

โมเลกลทอยใกลกบวตถทสนจะถกกดอดเปนลาดบแรก การกดอดนทาใหโมเลกลเคลอนท

และอดตอ ๆ กนไป” กรมควบคมมลพษ (2544, หนา 1–4) กลาวถงคลนเสยงวา “คลนเสยงเปนคลน

แนวยาวหรอคลนตามยาว” ดงแสดงในภาพท 1.2 เกษม จนทรแกว (2541, หนา 256) กลาวถงคลนเสยงวา “คลนเสยงเกดจากการสน

สะเทอนของโมเลกลของอากาศ แลวโมเลกลของอากาศเกดแรงอดและขยายสลบกน ทาให

เกดการเปลยนแปลงความดนบรรยากาศสงขนและตาลงตามลกษณะของแรงอดและขยายของ

โมเลกลของอากาศ”

ภาพท 1.2 ลกษณะของการอดสลบกบการขยายของโมเลกลอากาศทาใหเกดคลน

ความยาวคลน

ความสงคลน

คาบ

อด ขยาย อด ขยาย

ความรเบองตนดานมลพษทางเสยง

6

Davis & Cornwell (1991, p. 501) อธบายถงคลนเสยงวาเปนผลมาจากการสนสะเทอนของของแขง ทาใหอากาศโดยรอบเกดการอดและขยาย มลกษณะเหมอนกระบอกสบ ดงภาพ

ท 1.3 เมอลกสบเคลอนทไปทางขวามอทาใหโมเลกลอากาศทมความหนาแนนและมความดน

สงเคลอนทไปทางขวามอ และเมอลกสบเคลอนทกลบไปทางซายมอจะทาใหความดนลดลง

เมอลกสบเคลอนทไปทางขวา–ซายกทาใหเกดการอด–ขยายของอากาศตลอดเวลา โมเลกลของอากาศจงมการเคลอนทเปนรปคลนอยางตอเนอง

ภาพท 1.3 การเคลอนทอด–ขยายของโมเลกลอากาศในลกสบ

ทมา : Davis & Cornwell, 1991, p. 503 จากความหมายของคลนเสยงทกลาวมา สรปไดวา “เสยงเปนคลนตามยาว การเกด

เสยงมความสมพนธกบการสนสะเทอน การสนสะเทอนของวตถแหลงกาเนดเสยงมผลให

โมเลกลของอากาศทอยรอบ ๆ สนสะเทอนตามไปดวยเกดเปนคลน เรยกวา ‘คลนเสยง’ เดนทางไปตามตวกลางทเปนอากาศเขาสห การสนสะเทอนของโมเลกลของอากาศยงคงอย

และสงตอไปยงแกวหของมนษยในคลนความถเดยวกบทเกดจากแหลงกาเนด ทาใหอวยวะ

ภายในหสนและสงผลการสนไปสสมองเพอแปลสญญาณเสยงเกดการไดยนขน”

Tube

A

Piston

Mean Position

Maximum Rarefaction

Maximum Compression

Wavelength

Speed of Propagation = c

บทนา

7

ดวยเหตทเสยงมพฤตกรรมเปนคลนเสยง ดงนน คลนเสยงจงมลกษณะเหมอนคลนโดยท วไป เชน เมอเสยงมการเคลอนทจะเกยวของกบความถเสยง ความเรวเสยง ม

ความยาวคลน มคาบ เกดการแพร การหกเห และการเบยงเบนได

2. ความถเสยง เกษม จนทรแกว (2541, หนา 347) อธบายวา “ความถเสยง (frequency of sound: f)

คอ จานวนครงของการเปลยนแปลงความดนบรรยากาศตามลกษณะของการอดและขยายของ

โมเลกลของอากาศใน 1 วนาท” หนวยของความถเสยงคอ “เฮรตซ (hertz: Hz) หรอรอบตอวนาท (cycle per second)” ความถของคลนเสยงขนอยกบขนาดของคลน

อดมลกษณ ศรทศนย, สมพจน เตชะมนา และสมศร ใจเปยม (2535, หนา 1) อธบายวา “ความถเสยง หมายถง จานวนการสนสะเทอนตอวนาทในหนวยเฮรตซ”

ความถ (frequency) อาจหมายถงจานวนคลนตอ 1 วนาท ซงบอกวาคลนเคลอนทไป

ไดเปนระยะทางเทาใดในระยะเวลาหนง มหนวยคอ รอบตอวนาท หรอเฮรตซ ความถของ

เสยงมความสมพนธกบความเรวเสยงและความยาวของคลนเสยง โดยแปรตามความเรวเสยง

และแปรแบบผกผนกบความยาวของคลนเสยง ดงสมการท (1.1) และภาพท 1.4

C = f ….. (1.1)

เมอ C คอ ความเรวเสยง (เมตรตอวนาท) คอ ความยาวคลนเสยง (เมตร) f คอ ความถของคลนเสยง (รอบตอวนาท หรอเฮรตซ)

ภาพท 1.4 ความถของคลนความถสง (a) และคลนความถตา (b)

ความดน

ความดน

เวลา

เวลา

(a) คลนความถสง

(b) คลนความถตา

ความรเบองตนดานมลพษทางเสยง

8

ตวอยางท 1.1 จงคานวณหาความเรวเสยง เมอคลนเสยงมความยาว 1.376 เมตร และมความถ 250

รอบตอวนาท วธทา

จากสมการท (1.1) C = f แทนคาลงในสมการ ดงนน C = 1.376 (เมตร) 250 (รอบตอวนาท) = 344 เมตรตอวนาท เพราะฉะนนคลนเสยงนมความเรว 344 เมตรตอวนาท

ภาพท 1.5 ความถของคลนเสยงกบการไดยนของสงมชวต ทมา : Wilson, 1994, p. 144

ธรรมชาตของมนษยจะไดยนเสยงอยในชวงความถ 20–20,000 เฮรตซ ดงภาพท 1.5

แตจะมชวงความถทไวตอการรบรคอ 500–4,000 เฮรตซ เสยงทมความถสงกวา 20,000 เฮรตซ

เรยกวา “อลตราซาวนด (ultrasound)” เสยงชนดนหของมนษยไมสามารถไดยน เสยงในความถนถกนามาใชในงานเชอมพลาสตกและในการทาความสะอาดหรอการตรวจเชกวสด ผลของ

เสยงอลตราซาวนดอาจทาใหเกดอาการปวดศรษะและอาจทาอนตรายตอชองห ทาใหหหนวก

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 55,000 98,000 Frequency in cycles per second (Hz)

Wide

rang

e M

edium

rang

e Na

rrow

range

บทนา

9

ได แตโดยปกตคลนเสยงทมความถสงกวา 20,000 เฮรตซ หรอเสยงอลตราซาวนดจะถก กดขวางไดโดยผนงหรออปกรณปองกนเสยงตาง ๆ

คลนเสยงทมความถสงเกนระดบการไดยนของมนษย เรยกวา “คลนความถเหนอเสยง (untrasonic)” ซงกคอคลนเสยงทมความถสงกวา 20,000 เฮรตซ

เสยงทมความถตามาก ๆ ประมาณ 20 เฮรตซ หรอตากวา เรยกวา “เสยงอนฟราซาวนด (infrasound)” ซงปกตหของมนษยจะไมไดยนเสยงในความถน แตรบรในลกษณะของการสน

สะเทอน (vibration)

3. ความยาวคลน ความยาวคลน (wavelength: ) คอ “ระยะทางจากยอดคลนหนงไปยงอกยอดคลน

หนง หรอระยะทางของการเกดคลน 1 คลน” มหนวยเปนเมตร ดงภาพท 1.2 ความยาว คลนเสยงขนกบความถและความเรวของเสยงในตวกลางนน

4. คาบ คาบ (period: T) คอ “ระยะเวลาทการสนของคลนครบ 1 รอบ หรอระยะเวลาครบ

1 ความยาวคลน” ดงภาพท 1.2

5. ความเรวของเสยง ความเรวของเสยง (speed of sound) ในอากาศ คอ “ความเรวในการเคลอนทของ

คลนเสยงจากแหลงกาเนดเสยงไปในอากาศ มหนวยเปนเมตรตอวนาท (m/s)”

ภาพท 1.6 ความสมพนธระหวางความเรวเสยงกบอณหภม ทมา : Wilson, 1994, p. 9

-10 0 10 20 30 Temperature (OC)

350

345

340

335Spee

d of s

ound

(m/s)

ความรเบองตนดานมลพษทางเสยง

10

ความเรวของเสยงแปรผนตามรากทสองของอณหภมสมบรณ หรออณหภมของ ตวกลางในหนวยเคลวน ดงสมการท (1.2) จากการศกษาพบวาความเรวของเสยงในอากาศทอณหภม 25 องศาเซลเซยส หรอ 298 เคลวน มคาประมาณ 345.6 เมตรตอวนาท ความสมพนธระหวางความเรวเสยงและอณหภมในหนวยองศาเซลเซยส แสดงดงภาพท 1.6

Wilson (1994, p. 9) อธบายวา “ความเรวของเสยงขนกบอณหภมของบรรยากาศ” เมอสมมตใหอากาศเปนกาซในอดมคต ความเรวเสยงหาไดดงสมการท (1.2)

C = ( R T)1/2 ….. (1.2)

เมอ C คอ ความเรวเสยงในอากาศแหงทระดบนาทะเล (เมตรตอวนาท) R คอ คาคงทของกาซ (287 N.m/(kg.K)) คอ isentropic expension factor หรออตราสวนระหวางความรอนจาเพาะ

ทความดนคงทตอคาความรอนจาเพาะทปรมาตรคงท (สาหรบอากาศ มคาเทากบ 1.4)

T คอ อณหภม (เคลวน) ดงนน C = (1.4 287 T)1/2

C = 20.04 (T)1/2

C = 20.04 (T’ + 273.16)1/2 ….. (1.3)

เมอ C คอ ความเรวเสยงในอากาศแหงทระดบนาทะเล (เมตรตอวนาท) T’ คอ อณหภม (องศาเซลเซยส)

ตวอยางท 1.2 จงคานวณหาวาทอณหภม 0 องศาเซลเซยส ความเรวของคลนเสยงมคาเทาใด วธทา

จากสมการท (1.3) C = 20.04 (T’ + 273.16)1/2 C = 20.04 (0 + 273.16)1/2 = 20.04 16.53 = 331.26