bélyegkép|Hangnyomásmérő bélyegkép|Jelentős zajforrás: a városi forgalom A zajszennyezés olyan hanghatás, amely tulajdonságaival zavarja, terheli, vagy károsítja a környezetet. A zaj rossz hatással van az élőlények egészségére és életminőségére, befolyásolja az élőhelyeket, ezen keresztül az ökoszisztémák működését is.
A zaj legfontosabb jellemzői az erősség, a tonalitás, az ismétlődés és a tartam. A zaj hangerejét, erősségét az egy adott helyen tapasztalható hangnyomás meghatározásával mérik. E mérések szokásos mértékegysége a decibel. Vannak szélessávú zajok (például a szél által a növényzetben keltett zajok), amelyek széles frekvenciatartományban hordoznak viszonylag egyenletesen eloszló energiát, és vannak tonális zajok (például egy kapu pántjainak nyikorgása), amelyek energiája szűk frekvenciasávban vagy egyetlen frekvencián összpontosul. A tonális zajokat általában az akusztikai mérések szabványosított frekvenciasávjaiban mérhető szintekkel, és a jellemző sáv megadásával írják le. Az ismétlődés a periodikus zajok (például a csepegő víz, a cölöpverőgép, a légvédelmi sziréna vagy a harangszó) ismétlődési vagy változási gyakoriságát írja le a periódusidő vagy a gyakoriság megadásával. A tartam a zajhatás időtartamát, hosszát adja meg. Egy zaj lehet lökésszerű, pillanatnyi (például egy ajtó becsapódása), rövid idejű (például egy elhúzó repülőgép zaja), hosszú idejű (például a fűkasza hangja egy parkban), tartós (például egy forgalmas utca zaja), vagy állandó (például egy folyó vagy a tenger zúgása).
Már viszonylag alacsony erejű zajok is zavarhatják az élőlényeket, különösen, ha a zaj tonális, ismétlődő és tartós vagy állandó. A nagy erejű, erőteljes zajhatás már rövid távon is károsíthatja az egészséget, a tartós zajkitettség pedig halláskárosodást, az emlékezőképesség romlását, alvászavart és egyéb károkat okozhat.
Az Európai Unió gyakorlatában a „környezeti zaj” minden, emberi tevékenység révén keltett nem kívánatos vagy káros kültéri hangot jelent, ideértve a közlekedés, a közúti, vasúti és légiközlekedés eszközei által keltett zajt, valamint a környezetszennyezés integrált megelőzéséről és ellenőrzéséről szóló, 1996. szeptember 24-i 96/61/EK tanácsi irányelv I. mellékletében meghatározott ipari tevékenységek telephelyeiből származó zajt.Az Európai Parlament és a Tanács 2002/49/EK irányelve (2002. június 25.) a környezeti zaj értékeléséről és kezeléséről https://eur-lex.europa.eu/legal-content/HU/TXT/PDF/?uri=CELEX:02002L0049-20210729 Ezekre vonatkozóan az EU különféle előírásokat, szabályokat és szabványokat fogalmazott meg.
Hallás, hallásélettan, akusztika, pszichoakusztika A Föld faunájának jelentős része (ebbe az embert is beleértve) képes a hangérzékelésre. A gerinctelen állatok közül számos rovarrendben (például az egyenesszárnyúaknál, kabócáknál) vannak szakosodott hallószervek. Jelenlegi ismereteink szerint a gerincesek minden ismert faja képes a hangérzékelésre, he ehhez nem is mindegyik rendelkezik szakosodott hallószervvel. Sajnos csak kevés faj hallásáról, hangérzékeléséről rendelkezünk alaposabb ismeretekkel.
Azonban a hallás vizsgálatának során alkalmazott alapvető jellemzők, azaz az érzékelés frekvenciatartománya, a hangosságérzet és érzékenység vagy hallásküszöb az emberen túl más fajok hallásának vizsgálatára is kiterjeszthetők. Ennek köszönhetően tudjuk például, hogy a házi macska hallása kifinomultabb az emberénél; a frekvenciatartománya körülbelül 50 Hz-től nagyjából 60-85 kHz-ig terjed, és érzékenysége, különösen a magasabb frekvenciákon, jóval nagyobb az emberi hallásénál.Rickye S. Heffner, Henry E. Heffner: Hearing range of the domestic cat https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0378595585901005 Hearing Research Volume 19, Issue 1, 1985, Pages 85-88William D. Neff, Joseph E. Hind: Auditory Thresholds of the Cat https://pubs.aip.org/asa/jasa/article-abstract/27/3/480/751860/Auditory-Thresholds-of-the-Cat J. Acoust. Soc. Am. 27, 480–483 (1955) Az már jelenlegi ismereteink alapján is nyilvánvaló, hogy a zaj, zajszennyezés nem csak az emberre, de az állatokra nézve is ártalmas, az azonban nem világos, hogy az egyes állatfajok esetében mi tekinthető zajnak, zajszennyezésnek.
Az ember már régóta foglalkozik a hangok keletkezésének, terjedésének, érzékelésének vizsgálatával. A ma rendelkezésre álló források és ismeretek alapján az ókori görög filozófus és matematikus Püthagorasz már az ókorban, az i. e. VI. században felismerte, hogy a rezgő húr által kibocsátott hang magassága a húr hosszától függ, ha a többi jellemző (a húr anyaga, átmérője, feszessége) állandó. Leírta egy alaphang és annak felhangjai közti matematikai összefüggést, ami szerint például, ha egy alaphang húrjának hossza 1 egység, akkor egy 1/2 egység hosszúságú húr hangja tökéletesen összecseng vele. Mai fogalmaink szerint ez a hang- és frekvenciaköz az oktáv. Ezzel felfedezte és közvetett módon leírta a hangtan egyik fontos alapfogalmát, a hullámhosszt. Talán nem véletlen, hogy mikor a modern kori tudományos forradalom idején nevet kerestek a hanggal, hangjelenségekkel és hallással foglalkozó tudománynak az végül görögös nevet kapott. Az akusztika, avagy magyar nevén hangtan, a fizikának a hangjelenségekkel foglalkozó ága, ami akusztikus az a hangzással vagy a hallással kapcsolatos. Latinból elterjedt nemzetközi szó, forrása a görög akusztikosz az akuó (hall) igéből.Magyar etimológiai szótár: akusztika https://www.arcanum.com/hu/online-kiadvanyok/Lexikonok-magyar-etimologiai-szotar-F14D3/a-a-F14E1/akusztika-F1596/
A XIX. század végére a tudósok a newtoni fizika alapelveit felhasználva leírták a hangok keletkezésének és terjedésének fizikai, érzékelésének élettani alapjait. John William Strutt, ismertebb nevén Lord Rayleigh leírta a hullámterjedés főbb törvényszerűségeit, a hullámok visszaverődésének, elhajlásának és szóródásának hullámhosszfüggését. Joseph Fourier munkássága lehetővé tette periodikus összetett hangok leírását megfelelő amplitúdójú, frekvenciájú és fázisú tiszta szinuszos elemek eredőjeként. Hermann Ludwig von Helmholtz Fourier felvetéseire támaszkodva arra jutott, hogy minden összetett hang egyszerű hangok eredője. Ezt az elképzelést az élőlények hallására is kiterjesztette. Elképzelése szerint a fül is felbontja a hangokat, és a különféle frekvenciájú összetevőket más-más idegvégződések érzékelik. Találmányával, a Helmholtz-rezonátorral összetett hangok szinuszos összetevőit lehetett elkülöníteni. bélyegkép|265px|Helmholtz-rezonátor ábrája Helmholtz On the Sensations of Tone as a Physiological Basis for the Theory of Music című munkájának 1912-es negyedik angol nyelvű kiadásából.A XX. század első felére mind az elméleti háttér, mind a szükséges műszerek (mikrofon, hangsugárzó, erősítő, jelgenerátor, hangrögzítés stb. rendelkezésre álltak az emberi és állati hallás és a zajhatások vizsgálatához és méréséhez egyaránt.
Az első világháború volt a történelem első gépesített háborúja, amiben tömeghadseregek katonái korszerű tűzfegyverekkel, tüzérséggel és légi bombákkal támadták egymást. Már a háború első hónapjaiban számos katona jelzett szokatlan egészségügyi tüneteket a bevetések és harcok nyomán. Halláskárosodás, fülzúgás, amnézia, fejfájás, zavartság, remegés és a zajjal szembeni túlérzékenység voltak a jellemző panaszok. A jelzett panaszok a fejsérülések és agyrázkódás szokásos kísérői, azonban a katonák többsége nem szenvedett látható fejsérülést. A magyar nyelvben ezeket az eseteket légnyomást kapottként, vagy gránátnyomást kapottként írták le. Ez a leírás részben fedte is a valóságot, mert a tünetek egy részét barotrauma okozta. Azonban nagy számban jelentek meg lelki zavarok is, mint a pánikbetegség, konverziós zavar, pszichogén amnézia és hasonlók. Már ekkor felmerült, ma pedig már tudjuk, hogy a tünetek mögött részben a háború folyamatos, fülsiketítő zaja, a robbanások és gépfegyverek hangja okozta folyamnatos készenléti stressz és alváshiány állt.Vom Entsetzen gepackt: traumatisierte Soldaten im 1. Weltkrieg A hallás szerepe a modern hadviselésben és a zajterhelés okozta egészségügyi problémák kiváltották a tudósok érdeklődését.Yaron Jean: Hearing Experiences in Germany, 1914–1945. Noises of Modernity. Palgrave Mac Macmillan Cham, 2022 https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-99608-6 A hang mint fegyver alkalmazásának egyik korai példája a Ju 87 (Stuka) zuhanóbombázóra felszerelt nagy hangerejű „Jerikói kürt”, amelynek célja a földi célpontok személyzetének megfélemlítése volt.The Stuka Siren: Psychological Weapon of the Luftwaffe
Az emberi hallás igen széles frekvencia- és hangerőtartományt fog át, ezért vizsgálatánál és mérésénél nemlineáris mértékegységeket és ábrázolást használnak. Az emberi fül, a hallás frekvenciamenete sem lineáris, a hangérzet függ a hang erejétől és frekvenciájától egyaránt.
A hang a terjedési közegben (emberi hallás esetén szokványosan levegőben, bár hang terjedhet minden rugalmassággal és tehetetlenséggel bíró közegben) fellépő rezgés. Ezek a rezgések a levegőben nyomásváltozások képében jelennek meg. Az emberi fül ezeket a nyomásváltozásokat alakítja változó hatékonysággal hangérzetté. Az átlagos emberi fül 20 μPa nyomásváltozást már hangként érzékel, a fájdalomküszöb pedig 100 Pa felett van. Ez ötmilliószoros különbség. Hogy egyszerűbb legyen az adatok gyűjtése, kezelése, ábrázolása, illetve a szükséges számítások végzése, relatív mértékegységben, belben vagy decibelben fejezik ki a teljesítmény-, intenzitás- és nyomásszinteket, megadva, hogy azok egy logaritmikus skálán hogyan aránylanak egy szabványos viszonyítási értékhez. Ez a viszonyítási érték az emberi hallás esetében a korábban említett 20 μPa, azaz P0=0,00002 N/m2, ezt tekintik 0 dB-nek. Mivel belben bármilyen arányt ki lehet fejezni, ezért használatánál jelölni kell, miről van szó az adott esetben. A hangnyomást egyszerű méréseknél dB-SPL (SPL: sound pressure level), vagy Lp jelöléssel adják meg.
bélyegkép|265px| A zene és a beszéd nem használja ki az emberi hallásterület egészét, de a zene a beszédnél jóval nagyobb dinamikatartománnyal (függőleges irány) és frekvenciatartománnyal (vízszintes irány) rendelkezik.
Egy hangforrás teljesítménye wattban kifejezhető érték. Egy hangforrástól távolodva a forrás kibocsátott teljesítménye a hangforrás és a terjedési közeg jellemzőinek, valamint a hullámterjedés szabályainak megfelelően szétoszlik a térben. Így a forrástól adott távolságra már csak a forrás kimenő teljesítményének egy része hatékony. Ezt fejezi ki a hangintenzitás. Ez a W/m2 mértékegységgel leírt jellemző a hanghullám terjedési irányára merőleges egységnyi felületre eső hangteljesítmény. Az emberi hallás esetében intenzitás mérésénél alkalmazott viszonyítási érték I0=10-12 W/m2. Mivel az intenzitás mérése a gyakorlatban körülményes, helyette az egyszerűbben mérhető hangnyomást határozzák meg, majd abból számítják ki az intenzitást.
Az emberi hallás élettanának megismerésében kiemelkedő szerepet játszott a magyar akusztikus, Békésy György, aki elévülhetetlen érdemeket szerzett a hallás frekvenciaérzékelésének megértésében. Munkáját 1961-ben fiziológiai és orvostudományi Nobel-díjjal ismerték el.