第五章噪聲污染監(jiān)測

第五章

噪聲污染監(jiān)測

立體交通－噪聲污染1.什么是噪聲？

噪聲是聲音的一種。物理角度：噪聲是由聲源作無規(guī)則和非周期性振動產(chǎn)生的聲音。環(huán)境保護(hù)角度：噪聲是指那些人們不需要的、令人厭惡的或?qū)θ祟惿詈凸ぷ饔蟹赖K的聲音。噪聲不僅有其客觀的物理特性，還依賴主觀感覺的評定。如在聽音樂時，悅耳的歌聲不是噪聲；而在人們需要休息時，鄰居傳來的音樂將成為噪聲。

2.

噪聲的特點(diǎn)一般是聲壓級較高的，頻率特性雜亂無章的聲音。聲音噪聲級(A)對人的影響

火箭導(dǎo)彈發(fā)射150-160聽覺器官物理損傷噴氣飛機(jī)噴口130-140痛、無法忍受螺旋槳飛機(jī)、高射機(jī)槍120-130痛柴油機(jī)、球磨機(jī)

110-120難于忍受織布機(jī)、電鋸100-110較難忍受載重汽車、喧囂馬路90-100很吵大聲說話、較吵的附近70-80較吵一般說話60-70對其他講話者有干擾普通房間50-60較靜靜

夜30-40非常靜消聲室內(nèi)10-20極靜聽覺下限0-10聽(0)噪聲污染特點(diǎn)：1.噪聲污染屬于物理性污染，它只會造成局部性污染，一般不會造成區(qū)域性和全球性污染

2.噪聲污染沒有殘余污染物，噪聲源停止運(yùn)行后，污染就立即消失3.噪聲一般不直接致命或致病，它的危害是慢性的和間接的。噪聲公害事件：1960年11月，日本廣島市一男子因不堪忍受工廠噪聲折磨刺殺工廠主。1961年7月，日本東京青年因不堪忍受客貨車的噪聲自殺身亡。1981年，在美國的現(xiàn)代派露天音樂會。噪聲無形的暴力豚鼠試驗(yàn)人體試驗(yàn)噪聲公害事件：把一只豚鼠放在173分貝的強(qiáng)聲環(huán)境中，幾分鐘后就死了。解剖后的豚鼠肺和內(nèi)臟都有出血現(xiàn)象。

華盛頓時間1991年4月12日上午11點(diǎn)半，美國南部的邁阿密商業(yè)機(jī)場上的恐怖試驗(yàn)。1.交通噪聲2.工廠噪聲3.建筑施工噪聲4.社會生活噪聲環(huán)境噪聲的來源本章主要內(nèi)容第一節(jié)

噪聲的物理量頻率、波長和聲速聲壓、聲強(qiáng)和聲功率聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級A聲級、等效連續(xù)A聲級、晝夜等效聲級、噪聲污染級第二節(jié)噪聲測量聲級計城市環(huán)境噪聲監(jiān)測工礦企業(yè)噪聲監(jiān)測

第一節(jié)、噪聲的物理量一、頻率、波長和聲速二、聲壓、聲強(qiáng)和聲功率三、聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級四、噪聲的疊加和相減五、A聲級、等效連續(xù)A聲級、晝夜等效聲級、噪聲污染級一、聲音的頻率、波長和聲速

聲音是由物體振動而產(chǎn)生的。

物體振動發(fā)出的聲音要通過中間介質(zhì)才能傳播出去，送到人耳，使人感到有聲的存在。

1頻率聲頻就是聲音的頻率特性。一個振蕩物體，每秒鐘振動的次數(shù)為該物體的振動頻率，頻率的單位為赫茲(Hz)。一般地說，振動頻率在20赫茲到20000赫茲之間的聲波，人耳是可以聽到的，稱為可聽聲波，聲波的振源叫做聲源。頻率低于20HZ的聲音稱為次聲波，而頻率高于20kHZ的聲音稱為超聲波。人耳對低頻噪聲較容易忍受，而對高頻噪聲則感覺較敏銳、耐受力差。如果人們長期生活在高頻率的高聲級環(huán)境中，會引起耳朵失聽，即噪聲性耳聾，而噪聲性耳聾是不可逆轉(zhuǎn)的。低頻噪聲源主要有：電梯、變壓器、中央空調(diào)（包括冷卻塔）等，一般是指頻率在500赫茲以下的聲音。低頻噪聲對生理的直接影響沒有高頻噪聲那么明顯，但是近來國內(nèi)從事低頻噪聲研究的專家指出，低頻噪聲會引起頭痛、失眠等神經(jīng)官能癥。

低頻噪聲不容易衰減。低頻噪聲由于可直達(dá)人的耳骨，而且會使人的交感神經(jīng)緊張、心動過速、血壓升高、內(nèi)分泌失調(diào)。人被迫接受這種噪聲，容易煩惱激動、易怒，甚至失去理智。如果長期受到低頻噪聲襲擾，容易造成神經(jīng)衰弱、失眠、頭痛等各種神經(jīng)官能癥，甚至影響到孕婦腹中的胎兒。2.波長

沿聲波傳播方向，振動一個周期所傳播的距離，或在波形上相位相同的相鄰兩點(diǎn)間的距離稱作波長，記為λ，單位為m。3.聲速一秒時間內(nèi)聲波傳播的距離叫聲波速度，簡稱聲速，記作c，單位為m/s。

波長、頻率和聲速三者的關(guān)系：1.

聲功率（W）

聲功率是指單位時間內(nèi)，聲波通過垂直于傳播方向某指定面積的聲能量。單位為瓦（W）。在噪聲監(jiān)測中，聲功率是指聲源總聲功率。多聲源噪聲總聲功率

二、聲功率、聲強(qiáng)和聲壓2.聲強(qiáng)（I）

聲強(qiáng)是指單位時間內(nèi)，聲波通過垂直于聲波傳播方向單位面積的聲能量。單位為W/m2。3.聲壓聲音在空氣中能夠傳播出去，是由于振動物體通過振動造成周圍空氣的局部壓強(qiáng)變化，這個壓強(qiáng)變化使周圍空氣產(chǎn)生局部的密度變化，局部密度變化又造成較遠(yuǎn)部位空氣壓強(qiáng)的變化，如此下去，就把這個壓強(qiáng)變化向更遠(yuǎn)的部位傳遞出去，這樣就形成了聲音的傳播。在聲音的傳播過程中，空氣壓強(qiáng)相對于大氣壓強(qiáng)的壓強(qiáng)變化，稱為聲壓，其單位為帕(Pa)。人類的聽覺領(lǐng)域相當(dāng)廣闊，平均大約2*10-5~20Pa,

左右。也就是說，我們能聽到的一個最強(qiáng)聲音的音源，有可能是一個最弱聲源的100萬倍。聲波在空氣中傳播時形成壓縮和稀疏交替變化，所以壓力增值是正負(fù)交替的。但通常講的聲壓是取均方根值，叫有效聲壓，故實(shí)際上總是正值.對于球面波和平面波，聲壓與聲強(qiáng)的關(guān)系是：

三、聲壓級、聲功率級和聲強(qiáng)級1.聲壓級在聲音的傳播過程中，空氣壓強(qiáng)相對于大氣壓強(qiáng)的壓強(qiáng)變化，稱為聲壓，其單位為帕(Pa)。人類的聽覺領(lǐng)域相當(dāng)廣闊，平均大約2*10-5~20Pa,

左右。也就是說，我們能聽到的一個最強(qiáng)聲音的音源，有可能是一個最弱聲源的100萬倍。

為了方便表達(dá)起見，一般以被測聲壓與基準(zhǔn)聲壓(一般取2*10-5Pa）之比的對數(shù)來表達(dá)，即用聲壓級來表達(dá)聲音的大小。聲壓級的單位為分貝,dB。dB聲壓級常用Lp表示，定義為：式中：LP——聲壓級（dB）；

P——聲壓（Pa）；

P0——基準(zhǔn)聲壓。在空氣中規(guī)定P0為2×10-5Pa，該值是人耳朵剛能聽到的1000Hz純音的最低聲壓值。聲功率級常用Lw(N)表示，定義為：式中：Lw——聲功率級（dB）；

W——聲功率（W）；

W0——基準(zhǔn)聲功率，為10-12W2.聲功率級聲強(qiáng)級常用LI表示，定義為：式中：LI—聲強(qiáng)級（dB）；

I——聲強(qiáng)(W/m2）；

I0—基準(zhǔn)聲強(qiáng)，在空氣中取10-12W/m2。3.聲強(qiáng)級四、噪聲的疊加和相減1.噪聲的疊加聲能量是可以代數(shù)相加的，設(shè)兩個聲源的聲功率分別為W1和W2，那么總聲功率W總=W1+W2。而兩個聲源在某點(diǎn)的聲強(qiáng)為I1和I2時，疊加后的總聲強(qiáng)I總=I1+I2。聲壓不能直接相加兩個聲源的聲壓級分別為Lp1=10lgP12/P02Lp2=10lgP22/P02

得到P12=P0210Lp1/10P22=P0210Lp2/10如果兩個聲源的聲壓級相等，Lp1=Lp2

總聲壓級:

Lp=Lp1+10lg2=Lp1+3dB

即作用于某一點(diǎn)的兩個聲源的聲壓級相等，疊加后的總聲壓級比一個聲源的聲壓級增加3分貝。兩個聲源的聲壓級不相等時，圖表法：兩個噪聲相加，總聲壓級不會比其中任一大3dB以上，而兩個聲壓級相差15dB以上時，疊加量可以忽略不計。[例]兩聲源作用于某一點(diǎn)得聲壓級分別為Lp1=96dB，Lp2=93dB，由于Lp1-Lp2=3dB，查曲線得ΔLp=1.8dB,因此Lp總＝96+1.8＝97.8dB。圖7.1兩噪聲源的疊加曲線多聲源的疊加只需逐次兩兩疊加即可，與疊加次序無關(guān)。例如，有八個聲源作用于一點(diǎn)，聲壓級分別為70、70、75、82、90、93、95、100dB，它們合成的總聲壓級可以任意次序。查圖曲線兩兩疊加而得。任選兩種疊加次序如下：多聲源的疊加2.噪聲的相減由于背景噪聲的存在，使實(shí)際測量的讀數(shù)增大，因此，噪聲測量中經(jīng)常碰到如何扣除背景噪聲的問題，即噪聲相減。例如，測定一臺機(jī)器的噪聲，應(yīng)先測得機(jī)器和背景噪聲值，機(jī)器停止工作后，測背景噪聲值。利用背景噪聲修正曲線，求得該機(jī)器噪聲的實(shí)際大小。2.噪聲的相減[例]為測定某車間中一臺機(jī)器的噪聲大小，從聲級計上測得聲級為104dB，當(dāng)機(jī)器停止工作，測得背景噪聲為100dB，求該機(jī)器噪聲的實(shí)際大小。解：由題可知104dB是指機(jī)器噪聲和背景噪聲之和（LP）而背景噪聲是100dB（Lp1）。

Lp-Lp1=4dB,從圖7-2中可查得相應(yīng)之ΔLp＝2.2dB

因此該機(jī)器的實(shí)際噪聲噪級Lp2：Lp2=Lp-ΔLp

=101.8dB。圖7.2背景噪聲修正曲線五、

噪聲的評價參數(shù)1、A聲級--計權(quán)聲級環(huán)境噪聲的度量不僅與噪聲的物理量有關(guān)，還與人對聲音的主觀聽覺有關(guān)。人耳對聲音的感覺不僅與聲壓級大小有關(guān)，還與頻率的高低有關(guān)。因此，根據(jù)聽覺特性，在聲學(xué)測量儀器中設(shè)置有A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，對各種頻率聲音通過時，對不同頻率的衰減不一樣。這樣，A網(wǎng)絡(luò)就接近人的聽覺，其測得的值單位稱為A聲級.在測量儀器中，對不同頻率的客觀聲壓級人為地給予適當(dāng)?shù)脑鰷p，這種修正方法稱為頻率計權(quán)，實(shí)現(xiàn)這種頻率計權(quán)的網(wǎng)絡(luò)稱為計權(quán)網(wǎng)絡(luò)（特殊濾波器）。計權(quán)聲級給聲級計設(shè)計的A.B.C三種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)AACAB濾波器聲級計傳聲器前置放大器計權(quán)網(wǎng)絡(luò)輸出放大器檢波器指示器輸出研究表明，不論噪聲強(qiáng)度是多少，利用A聲級都能較好的反映噪聲對人吵鬧的主觀感覺和人耳聽力損傷程度。因此，常用A聲級作為噪聲測量和評價的基本量。聲音噪聲級(A)對人的影響

火箭導(dǎo)彈發(fā)射150-160聽覺器官物理損傷噴氣飛機(jī)噴口130-140痛、無法忍受螺旋槳飛機(jī)、高射機(jī)槍120-130痛柴油機(jī)、球磨機(jī)

110-120難于忍受織布機(jī)、電鋸100-110較難忍受載重汽車、喧囂馬路90-100很吵大聲說話、較吵的附近70-80較吵一般說話60-70對其他講話者有干擾普通房間50-60較靜靜

夜30-40非常靜消聲室內(nèi)10-20極靜聽覺下限0-10聽(0)2.等效連續(xù)聲級Leq

有時，噪聲的聲級是變化的，不能簡單的使用某一時刻的聲級，需要使用在一段時間內(nèi)使用平均聲級來表示能量平均，即Leq。

式中：Li——等間隔時間內(nèi)，第i次讀取的A聲級，dB；

N——取樣總數(shù)。

式中：Li——等間隔時間內(nèi)，第i次讀取的A聲級，dB；

N——取樣總數(shù)。例如，在一小時內(nèi)，每五分種A聲級有變化，如下：時間123456789101112A聲級(dB)808390869281668694959288則：這一小時的Leq為：3.累計百分聲級（LN）描述隨機(jī)起伏噪聲(交通噪聲),用于評價測量時間段內(nèi)噪聲強(qiáng)度時間統(tǒng)計分布特征的指標(biāo)。在一段時間內(nèi)進(jìn)行多次隨機(jī)取樣，然后對測得的不同噪聲級做統(tǒng)計分析，取它的累計統(tǒng)計概率值來評價該噪聲。L10-在測定時間內(nèi)，有10%時間的噪聲超過噪聲級，相當(dāng)于噪聲的平均峰值。如L10＝60dB，就是表示測量時段內(nèi)有10％的時間其噪聲超過60dB。L50-在測定時間內(nèi)，有50%時間的噪聲超過此值，相當(dāng)于噪聲的平均中值。L90-在測定時間內(nèi)，有90%時間的噪聲超過此值，相當(dāng)于噪聲的平均本底值。目前大多數(shù)聲級計都有自動計算并顯示功能，不需手工計算。許多非穩(wěn)態(tài)噪聲的實(shí)踐表明，漲落的噪聲所引起人的煩惱程度比等能量的穩(wěn)態(tài)噪聲要大，并且與噪聲暴露的變化率和平均強(qiáng)度有關(guān)。經(jīng)試驗(yàn)證明，在等效連續(xù)聲級的基礎(chǔ)上加上一項(xiàng)表示噪聲變化幅度的量，更能反映實(shí)際污染程度。用這種噪聲污染級評價航空或道路的交通噪聲比較恰當(dāng)。4.

噪聲污染級噪聲污染級（LNP）：式中：K——常數(shù)，對交通和飛機(jī)噪聲取值2.56；

σ——測定過程中瞬時聲級的標(biāo)準(zhǔn)偏差。式中：LPAi

——測得第i個瞬時A聲級；

——所測聲級的算術(shù)平均值；

n——測得總數(shù)。5.

晝夜等效聲級

考慮到夜間噪聲具有更大的煩擾程度，故提出一個新的評價指標(biāo)——晝夜等效聲級（也稱日夜平均聲級），符號“Ldn”。它是表達(dá)社會噪聲，晝夜間的變化情況，表達(dá)式為：式中：Ld——白天的等效聲級，時間是從6:00至

22:00，共16個小時；

Ln——夜間的等效聲級，時間是從22:

00至第二天的6:

00，共8個小時。研究結(jié)果指出，夜間噪聲的干擾比白天大10dB。因此，計算一天24小時的等效聲級時，夜間要加上10dB的計權(quán)，第二節(jié)噪聲測量一、聲級計二、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測三、工礦企業(yè)噪聲監(jiān)測四、機(jī)動車輛噪聲測量五、建筑工地噪聲測量一、聲級計1.聲級計的工作原理聲級計，又叫噪聲計，是一種按照一定的頻率計權(quán)和時間計權(quán)測量聲音的聲壓級和聲級的儀器，是聲學(xué)測量中最常用的基本儀器。它是一種電子儀器，但又不同于電壓表等客觀電子儀表。在把聲信號轉(zhuǎn)換成電信號時，可以模擬人耳對聲波反應(yīng)速度的時間特性；對高低頻有不同靈敏度的頻率特性以及不同響度時改變頻率特性的強(qiáng)度特性。因此，聲級計是一種主觀性的電子儀器。計權(quán)聲級給聲級計設(shè)計的A.B.C三種計權(quán)網(wǎng)絡(luò)AACAB濾波器聲級計傳聲器前置放大器計權(quán)網(wǎng)絡(luò)輸出放大器檢波器指示器輸出2.聲級計的分類

按其精度將聲級計分為1級和2級。二種級別的聲級計的各種性能指標(biāo)具有同樣的中心值，僅僅是容許誤差不同，而且隨著級別數(shù)字的增大，容許誤差放寬。按體積大小可分為臺式聲級計、便攜式聲級計和袖珍式聲級計.按其指示方式可分為模擬指示（電表、聲級燈）和數(shù)字指示聲級計。

儀器上有阻尼開關(guān)能反映人耳聽覺動態(tài)特性。聲級計的指示電表有"快檔"和"慢檔"兩種響應(yīng)速度?？鞕n適用于測量起伏不大的穩(wěn)定噪聲。如果噪聲起伏超過4dB,可用慢檔。

二、噪聲監(jiān)測一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測二、工礦企業(yè)噪聲監(jiān)測一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測方法城市環(huán)境噪聲監(jiān)測城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測

城市交通噪聲監(jiān)測

測量應(yīng)在無雨、無雪的天氣條件下進(jìn)行，四級大風(fēng)以上時停止測量。聲級計可手持或固定在三角架上，傳聲器離地面高1.2m。安裝調(diào)試好后，置于“慢”相應(yīng)，每隔5s讀一個瞬時A聲級數(shù)值，每一個測量點(diǎn)連續(xù)讀取100個數(shù)據(jù)作為該點(diǎn)的噪聲分布情況。測量時間分為白天（6：00-22：00時）和夜間（22：00-6：00）兩部分。白天測量一般選在8-12時或14-18時，夜間一般選在22-5時，隨著地區(qū)和季節(jié)不同，上述時間可由當(dāng)?shù)厝嗣裾串?dāng)?shù)亓?xí)慣和季節(jié)變化劃定。晝間和夜間測定的等效聲級分別為晝間等效聲級Ld和夜間等效聲級Ln。測量一城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測1.網(wǎng)格測量法圖7.8網(wǎng)格測量法示意圖工廠、道路和非建成區(qū)面積之和不得大于網(wǎng)格面積的一半；有效網(wǎng)格總數(shù)多于100個；測點(diǎn)在網(wǎng)格中心；晝夜均測；規(guī)定測量時間內(nèi)，每次每個測點(diǎn)測得10min的等效聲級，所有網(wǎng)格平均值代表某一區(qū)域或者全市的噪聲水平；測得的等效聲級，按照5dB一檔分級，用不同的顏色或者陰影線表示每檔聲級，表示區(qū)域或城市的噪聲污染分布情況。在測定城市噪聲污染分布情況后，可在城市地圖上用不同顏色或陰影線表示的噪聲帶，每一噪聲帶代表一個噪聲等級，每級相差5dB。各等級的顏色和陰影線規(guī)定見表。圖7.9定點(diǎn)測量法示意圖2.定點(diǎn)測量法優(yōu)化選取一個或多個能代表某個區(qū)域或者整個城市環(huán)境噪聲平均水平的測點(diǎn)，進(jìn)行24h連續(xù)測定；測量每小時的Leq，Ld（白天等效聲級），Ln（夜間等效聲級）；將每小時測得的等效聲級按時間排列，得到24h聲級變化圖，用于表示某一區(qū)域或城市環(huán)境噪聲的時間分布規(guī)律。3城市交通噪聲監(jiān)測車行道監(jiān)測點(diǎn)兩路口之間，離車行道20cm，離路口>50m在規(guī)定的測