दो एक जैसी मशीनों में से एक बंद कीजिए, शोर मुश्किल से घटेगा — वजह डेसिबल है

किसी वर्कशॉप में दो एक जैसी मशीनें चल रही हैं। कोई एक बंद कर देता है, यह सोचकर कि शोर आधा रह जाएगा। मीटर तीन डेसिबल गिरता है, और कमरे में मौजूद ज़्यादातर लोग यह बता भी नहीं पाएँगे कि कुछ बदला। न किसी ने धोखा किया है, न मीटर ख़राब है। डेसिबल ऊँचाई की इकाई है ही नहीं — यह लघुगणकीय पैमाने पर एक अनुपात है, और यह पैमाना कैसे बना है यह समझते ही शोर से जुड़ी बहुत-सी उलझी सलाह अचानक साफ़ हो जाती है।

यह मात्रा नहीं, अनुपात है

मनुष्य की सुनने की सीमा बहुत बड़ी है। सबसे धीमी सुनाई देने वाली आवाज़ और जेट इंजन के बीच ध्वनि दाब का अंतर लगभग दस लाख गुना है, और ऊर्जा का अंतर क़रीब एक ट्रिलियन गुना। इतनी बड़ी संख्याएँ लिखना बेकार है, इसलिए ध्वनि-विज्ञानी उन्हें लघुगणक से दबा देते हैं।

डेसिबल में ध्वनि दाब स्तर का मतलब है — मापे गए दाब को एक तय संदर्भ से भाग देकर उसका लघुगणक, गुणा बीस। वह संदर्भ है 20 माइक्रोपास्कल, यानी लगभग वह सबसे धीमा दाब जो स्वस्थ युवा कान पकड़ सकता है। इसी संदर्भ से 0 dB का मतलब बनता है: वह सन्नाटा नहीं, सुनने की दहलीज़ है। शून्य से नीचे के स्तर भी होते हैं और उनका मतलब बस इतना है कि आवाज़ उस दहलीज़ से धीमी है।

अनुपात होने की वजह से बिना संदर्भ बताया डेसिबल अधूरा है — इसीलिए स्तर dB SPL, dB(A), dBm जैसे नामों से लिखे जाते हैं। ये अलग-अलग पैमाने हैं जो एक ही गणित साझा करते हैं।

3 dB और 10 dB — यही दो संख्याएँ याद रखने लायक़ हैं

दो नियम लगभग सारा काम कर देते हैं:

• +3 dB का मतलब है ध्वनि ऊर्जा दोगुनी। दो एक जैसी मशीनें एक की तुलना में दोगुनी ध्वनि शक्ति देती हैं — और दोगुनी शक्ति यानी +3 dB। दस मशीनें +10 dB हैं, नंबर का दस गुना नहीं।
• +10 dB का मतलब है सुनाई देने वाली ऊँचाई लगभग दोगुनी। यह भौतिकी नहीं, मनो-ध्वनिकी है: यह वह है जो श्रोता बताते हैं, न कि जो ऊर्जा करती है।

इन दोनों को जोड़िए तो समझ आता है कि शोर नियंत्रण लोगों को निराश क्यों करता है। आधा ऊँचा सुनाई देने के लिए स्रोत को क़रीब 10 dB गिरना होगा — यानी अपनी लगभग नब्बे प्रतिशत ध्वनि ऊर्जा छोड़नी होगी। दो में से एक मशीन हटाने पर पचास प्रतिशत जाती है, जो 3 dB है, और यह उस सीमा पर है जहाँ बिना प्रशिक्षण वाला कान मुश्किल से फ़र्क़ पकड़ता है। इसी से यह भी निकलता है कि स्तर सामान्य संख्याओं की तरह जुड़ते नहीं: 60 dB और 60 dB मिलकर 63 dB होते हैं, और 60 dB तथा 50 dB मिलकर 60.4 dB। तेज़ और धीमा स्रोत साथ हों तो सुनाई तेज़ वाला ही देता है — इसीलिए वर्कशॉप की दूसरी सबसे तेज़ मशीन बंद करने से आम तौर पर कुछ नहीं बदलता।

दूरी का असर मशीन और सड़क पर अलग-अलग होता है

खुली हवा में विकिरण करता बिंदु स्रोत अपनी ऊर्जा एक गोले पर फैलाता है, इसलिए दूरी दोगुनी होने पर स्तर 6 dB गिरता है — 5 मीटर पर आवाज़ 2.5 मीटर से 6 dB धीमी होगी।

व्यस्त सड़क बिंदु स्रोत नहीं है। वाहनों की लगातार धारा रेखीय स्रोत की तरह बर्ताव करती है, जो ऊर्जा गोले पर नहीं बेलन पर फैलाती है, और वहाँ दूरी दोगुनी होने पर स्तर सिर्फ़ क़रीब 3 dB गिरता है। इसीलिए हाईवे से 50 की जगह 100 मीटर दूर घर होना उतना नहीं बचाता जितना अंदाज़ा कहता है, जबकि कंप्रेसर को खिड़की से दोगुना दूर कर देना बहुत बचाता है। परावर्तन दोनों को उलझाता है: बाहर, स्रोत के पीछे की सख़्त दीवार कुछ डेसिबल जोड़ देती है, और भीतर, कमरे की गूँज मशीन से थोड़ी भी दूरी पर सब पर हावी हो सकती है।

dB(A) और Leq — मीटर असल में क्या बता रहा है

कान हर आवृत्ति पर बराबर संवेदनशील नहीं है। मध्यम स्तरों पर वह कम आवृत्तियों के प्रति साफ़ तौर पर कम संवेदनशील होता है, इसलिए जो मीटर 50 Hz और 2 kHz को एक-सा मानता, वह ऐसी गड़गड़ाहट पकड़ता जिससे किसी को दिक़्क़त नहीं, और वे आवृत्तियाँ छोड़ देता जो मायने रखती हैं।

A-वेटिंग उसी प्रतिक्रिया का अनुमान लगाता फ़िल्टर लगाती है, और नतीजा dB(A) में बताया जाता है। दुनिया की लगभग हर क़ानूनी शोर सीमा dB(A) में लिखी है। इसकी ज्ञात कमज़ोरियाँ भी हैं — यह तेज़ कम-आवृत्ति सामग्री को कम आँकती है, इसीलिए दूर बजता साउंड सिस्टम उस स्तर पर भी चुभता है जिसे मीटर मामूली कहता है — और पटाख़ों जैसे आवेगी शिखरों के लिए कहीं ज़्यादा सपाट C-वेटिंग इस्तेमाल होती है।

मीटर दूसरा काम समय पर औसत निकालने का करता है। रुक-रुक कर होने वाले शोर के लिए एक पल की रीडिंग लगभग बेकार है, इसलिए शोर Leq में बताया जाता है — समतुल्य सतत स्तर, यानी वह स्थिर स्तर जो मापन अवधि में उतनी ही कुल ऊर्जा ढोता। छोटी पर बहुत तेज़ घटना पूरे घंटे का Leq काफ़ी ऊपर उठा देती है, और यही मंशा है — जिन स्वास्थ्य प्रभावों को नियंत्रित किया जा रहा है, वे कुल मात्रा पर निर्भर हैं। इससे जुड़े आँकड़े L10 और L90 हैं, यानी वे स्तर जो समय के दस और नब्बे प्रतिशत हिस्से में पार हुए — इनसे शिखर और पृष्ठभूमि अलग-अलग दिखते हैं।

जिस डेसिबल के साथ वेटिंग, औसत की अवधि और दूरी न लिखी हो, वह माप नहीं है। वह बस माप जैसा दिखने वाला नंबर है।

भारत में क़ानून क्या माँगता है

ध्वनि प्रदूषण (विनियमन और नियंत्रण) नियम, 2000 इलाक़े और समय के हिसाब से dB(A) Leq में सीमाएँ तय करते हैं: औद्योगिक क्षेत्र में दिन 75 और रात 70, व्यावसायिक में 65 और 55, आवासीय में 55 और 45, तथा अस्पताल, स्कूल और अदालत के पास शांति क्षेत्र में 50 और 40। दिन सुबह 6 से रात 10 बजे तक है और रात 10 से सुबह 6 बजे तक।

असली डिज़ाइन का काम रात वाले आँकड़े में है। रातें शांत होती हैं, इसलिए वही स्रोत नीची पृष्ठभूमि के सामने कहीं ज़्यादा चुभता है, और नींद में ख़लल वही असर है जो स्वास्थ्य शोध में सबसे भरोसेमंद तरीक़े से दिखता है। इसीलिए रात में लाउडस्पीकर और सार्वजनिक उद्घोषणा प्रणाली प्रतिबंधित हैं, राज्य सरकारों को त्योहारों के गिने-चुने दिनों के लिए छूट देने का अधिकार है — और इसीलिए वह छूट "साल में इतने दिन" के रूप में लिखी गई है, खुली नहीं छोड़ी गई।

व्यावसायिक संपर्क की सीमा अलग और कहीं ऊँची है। भारत के कारख़ाना नियम आठ घंटे की पाली के लिए 90 dB(A) रखते हैं, जबकि सख़्त अंतरराष्ट्रीय प्रचलन कार्रवाई-स्तर 85 dB(A) पर रखता है। दोनों में नियम एक ही है: हर 3 dB बढ़ने पर अनुमत समय आधा हो जाता है, क्योंकि 3 dB का मतलब ऊर्जा दोगुनी — जो 90 पर आठ घंटे चलता है वह 93 पर चार और 96 पर दो घंटे ही चलेगा।

शोर से गई सुनने की क्षमता लौटती क्यों नहीं

ध्वनि को तंत्रिका संकेतों में बदलने का काम कॉक्लिया की रोमक कोशिकाएँ करती हैं, और मनुष्यों में ये कोशिकाएँ दोबारा नहीं बनतीं। तेज़ आवाज़ इन्हें यांत्रिक और चयापचयी दोनों तरह से नुक़सान पहुँचाती है, और वह क्षति स्थायी होती है।

यह एक ख़ास क्रम में आती भी है। नुक़सान आम तौर पर पहले 4 kHz के आसपास दिखता है — उस दायरे से ऊपर जहाँ स्वरों की ज़्यादातर ऊर्जा है, पर ठीक उस दायरे में जहाँ व्यंजन बसते हैं। इसलिए शुरुआती अनुभव "सब कुछ धीमा सुनाई देता है" नहीं होता, बल्कि "लोग बोलते सुनाई देते हैं पर शब्द पकड़ में नहीं आते" होता है, ख़ासकर भीड़ भरे कमरे में। जब तक व्यक्ति को यह महसूस होता है, तब तक अच्छी-ख़ासी कोशिकाएँ जा चुकी होती हैं। तेज़ आवाज़ के बाद की टिनिटस या कुछ देर का भारीपन चेतावनी है, चोट नहीं।

खुली खिड़की वाली दीवार दीवार क्यों नहीं है

शोर नियंत्रण का क्रम तय है: पहले स्रोत पर ठीक कीजिए, फिर रास्ता काटिए, फिर सुनने वाले को बचाइए — इसी क्रम में, क्योंकि सबसे सस्ते डेसिबल वे हैं जो कभी निकले ही नहीं।

रास्ते पर दो चीज़ें अक्सर आपस में गड्ड-मड्ड कर दी जाती हैं। अवशोषण — फ़ोम, मिनरल वूल, नरम साज-सज्जा — कमरे के भीतर की गूँज घटाता है और दीवार के आर-पार जाती आवाज़ पर बहुत कम असर डालता है। इन्सुलेशन द्रव्यमान, कठोरता और हवा-रोधकता पर टिकता है: मोटे तौर पर, साधारण विभाजन का द्रव्यमान दोगुना करने से क़रीब 6 dB मिलते हैं — इसीलिए बीच में हवा का अंतराल रखती भारी दोहरी दीवारें उस किसी भी चीज़ से बेहतर हैं जो आप पतली दीवार पर चिपका सकते हैं।

असली इंस्टॉलेशन को हराने वाली चीज़ हवा-रोधकता है। आवाज़ दरारों से लगभग बिना घटे निकल जाती है, इसलिए वरना बेहतरीन विभाजन में एक छोटा-सा खुलापन पूरे नतीजे पर हावी हो जाता है — अकेली खुली खिड़की दीवार का ज़्यादातर प्रदर्शन खा सकती है। बाहर लगे अवरोध तभी काम करते हैं जब वे स्रोत और श्रोता के बीच की सीधी दृष्टि-रेखा तोड़ें, और तब भी आवाज़ ऊपर से मुड़कर आती है — इसीलिए हाईवे की दीवारें पास के नीचे वाले घरों को बचाती हैं और चौथी मंज़िल के फ़्लैट के लिए लगभग बेकार हैं। दूसरी ओर सक्रिय निरस्तीकरण सिर्फ़ कम आवृत्तियों पर अच्छा चलता है जहाँ तरंगदैर्घ्य लंबे हैं — इसीलिए हेडफ़ोन विमान की गड़गड़ाहट दबा देता है, सहकर्मी की आवाज़ नहीं।

विद्यार्थियों और शोधकर्ताओं के लिए यह क्यों मायने रखता है

शोर वह प्रदूषक है जिसे नापना सबसे आसान है और जिस पर मुक़दमा चलाना सबसे कठिन, और यह एक साथ मैकेनिकल इंजीनियरिंग, पर्यावरण विज्ञान, नगर नियोजन और जन-स्वास्थ्य पर बैठता है। खुले सवाल व्यावहारिक हैं: कम-आवृत्ति और तानयुक्त स्रोतों से होने वाली चिढ़ को dB(A) की सीमाएँ कितना ठीक दर्शाती हैं; रुक-रुक कर होने वाले निर्माण और आयोजन के शोर को उन सीमाओं पर कैसे आँका जाए जो स्थिर हालात के लिए लिखी गई थीं; भारत की सघन मिश्रित-उपयोग वाली गलियाँ, जहाँ घर और दुकान एक ही दीवार साझा करते हैं, ज़ोन-आधारित नियम में कैसे बैठें; और सस्ते सेंसर नेटवर्क तथा मशीन से ध्वनि-स्रोत की पहचान उस प्रवर्तन को कहाँ तक ले जा सकते हैं, जो आज भी बड़े हद तक मीटर लिए खड़े किसी व्यक्ति पर निर्भर है।

यही ज़मीन इंटरनेशनल जर्नल ऑफ़ एनवायरनमेंटल नॉइज़ एंड पॉल्यूशन कंट्रोल की है — 2015 में शुरू हुई पीयर-रिव्यूड हाइब्रिड ओपन-एक्सेस जर्नल, जो पर्यावरणीय शोर और प्रदूषण नियंत्रण पर अलग-अलग विषयों में शोध और विस्तृत समीक्षाएँ प्रकाशित करती है। इंजीनियरिंग और पर्यावरण विज्ञान के विद्यार्थियों के लिए यह याद दिलाने लायक़ है कि ध्वनिकी में सबसे काम का हुनर मीटर रखना नहीं, बल्कि यह जानना है कि उससे निकले नंबर का मतलब क्या है और क्या नहीं।

अक्सर पूछे जाने वाले सवाल

डेसिबल का पैमाना लघुगणकीय क्यों है?

क्योंकि सुनाई देने वाली ध्वनि की ऊर्जा का दायरा क़रीब एक ट्रिलियन से एक तक फैला है। लघुगणकीय पैमाना उसे 0 से 140 के काम लायक़ दायरे में समेट देता है, और यह उस तरीक़े से भी मोटे तौर पर मेल खाता है जिससे हमारी अनुभूति उद्दीपन के बदलाव पर प्रतिक्रिया देती है।

क्या 6 dB का मतलब 3 dB से दोगुना तेज़ है?

नहीं। डेसिबल अनुपात हैं, इसलिए तुलना स्तरों के बीच होती है, शून्य से नहीं। 3 dB बढ़ने पर ध्वनि ऊर्जा दोगुनी होती है, और क़रीब 10 dB बढ़ने पर ज़्यादातर श्रोता उसे दोगुना तेज़ बताते हैं।

दो में से एक मशीन बंद करने पर इतना कम फ़र्क़ क्यों पड़ता है?

दो एक जैसे स्रोतों में से एक हटाने पर ध्वनि ऊर्जा आधी होती है, यानी 3 dB की गिरावट। यह असली कमी है, पर उस सबसे छोटे बदलाव के आसपास है जिसे लोग पकड़ पाते हैं — सुनाई देने वाली ऊँचाई आधी करने के लिए क़रीब 10 dB चाहिए।

dB(A) क्या है और क़ानून में इसी का इस्तेमाल क्यों होता है?

dB(A) वह ध्वनि स्तर है जिसे फ़िल्टर करके कान की कम आवृत्तियों के प्रति घटी संवेदनशीलता के अनुरूप बनाया जाता है, इसलिए यह बिना वेटिंग वाली रीडिंग से मानवीय प्रतिक्रिया से बेहतर मेल खाता है। भारत सहित लगभग सारी वैधानिक शोर सीमाएँ dB(A) में लिखी हैं।

भारत में शोर की क़ानूनी सीमाएँ क्या हैं?

ध्वनि प्रदूषण (विनियमन और नियंत्रण) नियम, 2000 के तहत dB(A) Leq में सीमाएँ हैं — औद्योगिक 75/70 दिन/रात, व्यावसायिक 65/55, आवासीय 55/45 और शांति क्षेत्र 50/40, जहाँ रात रात 10 बजे से सुबह 6 बजे तक मानी जाती है।

क्या शोर से हुई श्रवण हानि ठीक हो सकती है?

नहीं। जो रोमक कोशिकाएँ क्षतिग्रस्त होती हैं वे मनुष्यों में दोबारा नहीं बनतीं, इसलिए हानि स्थायी है। यह आम तौर पर 4 kHz के आसपास शुरू होती है, इसीलिए आवाज़ें धीमी लगने से पहले शोरगुल वाले कमरे में बातचीत पकड़ने में दिक़्क़त होने लगती है।