物理性污染監(jiān)測課件

第5章

物理性污染監(jiān)測

根據(jù)污染源的性質(zhì)，把污染分為化學(xué)、物理與生物性污染三大類化學(xué)性污染水、氣、固廢與土壤污染生物性污染微生物、寄生蟲、昆蟲及病毒的污染物理性污染（或稱能量污染）噪聲、放射性、電磁輻射以及光、熱等5.1噪聲污染監(jiān)測

噪聲污染與前面所介紹的水污染、空氣污染、固體廢物污染等一樣是當今主要的環(huán)境污染之一環(huán)境噪聲的分類

1.交通噪聲

2.工廠噪聲

3.建筑施工噪聲

4.社會生活噪聲

5.1.1

與噪聲相關(guān)的物理量

1聲音

當物體在空氣中振動，使周圍空氣發(fā)生疏、密交替變化并向外傳遞，且這種振動頻率在20～20000Hz之間，人耳可以感覺，稱為可聽聲，簡稱聲音

2聲功率（W）與聲功率級（Lw）

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在噪聲監(jiān)測中，聲功率是指聲源總聲功率，單位為W。

聲功率級常用LW表示，定義為：式中：LW——聲功率級，dB；

W——聲功率，W；

W0——基準聲功率，為10～12W。聲壓（p）與聲壓級（Lp）

聲壓是由于聲波的存在而引起的壓力增值。聲波是空氣分子有指向、有節(jié)律的運動。聲壓單位為Pa聲壓級常用Lp表示，定義為：式中：Lp——聲壓級，dB；

p——聲壓，Pa；

p0——基準聲壓。在空氣中規(guī)定p0為2×10－5Pa，該值是正常青年人耳朵剛能聽到的1000Hz純音的聲壓值5分貝

分貝是指兩個相同的物理量（如A1和A0）之比取以10為底的對數(shù)并乘以10（或20）。

分貝符號為“dB”，它是無量綱的，是噪聲測量中很重要的參量。上式中A0是基準量（或參考量），A1是被量度量。被量度量和基準量之比取對數(shù)，該對數(shù)值稱為被量度量的“級”，亦即用對數(shù)標度時，所得到的是比值，它代表被量度量比基準量高出多少“級”6響度（N）和響度級（Ln）

響度是人耳判別聲音由輕到響的強度等級概念，它不僅取決于聲音的強度（如聲壓級），還與它的頻率及波形有關(guān)，一般來說兩個聲壓相等而頻率不相同的純音聽起來是不一樣響的。響度的單位叫“宋”（sone）響度級常用Ln表示，定義為：LN=40+33lgN

8等效連續(xù)聲級（Leq）

一個用噪聲能量按時間平均方法來評價噪聲對人影響的問題，即等效連續(xù)聲級，符號“Leq”或“LAeq,T”式中：LpA——某時刻t的瞬時A聲級，dB

T——規(guī)定的測量時間，s

如果數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，其累積分布在正態(tài)概率紙上為一直線，則可用下面近似公式計算：

L10，L50，L90為累積百分聲級，其定義是：L10——測定時間內(nèi)，10％的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的平均峰值L50——測量時間內(nèi)，50％的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的平均值L90——測量時間內(nèi)，90％的時間超過的噪聲級，相當于噪聲的背景值9噪聲污染級（LNP）式中：K——常數(shù)，對交通和飛機噪聲取值2.56；

σ——測定過程中瞬時聲級的標準偏差。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)11噪聲的疊加和相減

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。而兩個聲源在某點的聲強為I1和I2時，疊加后的總聲強I總=I1+I2

聲壓不能直接相加[例]兩聲源作用于某一點得聲壓級分別為Lp1=

96dB，Lp2=93dB，由于Lp1－Lp2=3dB，查曲線得ΔLp=1.8dB，因此Lp總＝96dB+1.8dB＝97.8dB。

兩噪聲源的疊加曲線Lp1－Lp2/dB?Lp/dB多聲源的疊加只需逐次兩兩疊加即可，而與疊加次序無關(guān)例有8個聲源作用于一點，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5.1的曲線兩兩疊加而得。任選兩種疊加次序如下：5.1.2噪聲測量儀器1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，是一種主觀性的電子儀器

聲級計工作方框圖2聲級計的分類

按精度將聲級計分為0、1、2、3型。不同類型的聲級計的各種性能指標具有同樣的中心值，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AWA5633D型聲級計AWA6270A噪聲頻譜分析儀AWA6270噪聲頻譜分析儀AWA6218C噪聲統(tǒng)計分析儀各種聲級計實物照片（2）環(huán)境噪聲監(jiān)測的要求測量儀器：精度2型以上的積分式聲級計或環(huán)境噪聲自動監(jiān)測儀器測點選擇a.一般戶外；b.噪聲敏感建筑物戶外；c.噪聲敏感建筑物室內(nèi)氣象條件無雨、無雪的天氣條件，風(fēng)速為5.5m／s以上時停止測量（3）聲環(huán)境功能區(qū)監(jiān)測方法①定點測量法

選擇能反映各類功能區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量特征的監(jiān)測點1至若干個，進行長期定點監(jiān)測，每次測量的位置、高度應(yīng)保持不變。對于0、1、2、3類聲環(huán)境功能區(qū)，該監(jiān)測點應(yīng)為戶外長期穩(wěn)定、距地面高度為聲揚空間垂直分布的可能最大值處，其位置應(yīng)能避開反射面和附近的固定噪聲源；4類聲環(huán)境功能區(qū)監(jiān)測點設(shè)于4類區(qū)內(nèi)第一排噪聲敏感建筑物戶外交通噪聲空間垂直分布的可能性最大值處（3）測點位置a.測點布設(shè)：在工業(yè)企業(yè)廠界布設(shè)多個測點，其中包括距噪聲敏感建筑物較近以及受被測聲源影響大的位置b.測點位置一般規(guī)定：一般情況下，測點選在工業(yè)企業(yè)廠界外1m、高度1.2m以上。c.測點位置其他規(guī)定（4）測量時段

分別在晝間、夜間兩個時段測量。夜間有頻發(fā)、偶發(fā)噪聲影響時同時測量最大聲級。（5）背景噪聲測量

①測量環(huán)境：不受被測聲源影響且其他聲環(huán)境與測量被測聲源時保持一致。

②測量時段：與被測聲源測量的時間長度相同。（6）測量結(jié)果修正（7）結(jié)果評價

各個測點的測量結(jié)果應(yīng)單獨評價。同一測點每天的測量結(jié)果按晝間、夜間進行評價。最大聲級Lmax直接評價。3社會生活環(huán)境噪聲監(jiān)測方法（1）測量儀器

測量儀器為積分平均聲級計或環(huán)境噪聲自動監(jiān)測儀，其性能應(yīng)不低于GB3785和GB/T17181對2型儀器的要求。（2）測量條件

①氣象條件：測量應(yīng)在無雨雪、無雷電天氣，風(fēng)速為5m/s以下時進行。

②測量工況：測量應(yīng)在被測聲源正常工作時間進行，同時注明當時的工況。（3）測點位置

①測點布設(shè)：在社會生活噪聲排放源邊界布設(shè)多個測點，其中包括距噪聲敏感建筑物較近以及受被測聲源影響大的位置。

②測點位置一般規(guī)定：一般情況下，測點選在社會生活噪聲排放源邊界外1m、高度1.2m以上。

③測點位置其他規(guī)定（4）測量時段

分別在晝間、夜間兩個時段測量。夜間有頻發(fā)、偶發(fā)噪聲影響時同時測量最大聲級。（5）背景噪聲測量

①測量環(huán)境：不受被測聲源影響且其他聲環(huán)境與測量被測聲源時保持一致

②測量時段：與被測聲源測量的時間長度相同（6）測量結(jié)果修正（7）結(jié)果評價

各個測點的測量結(jié)果應(yīng)單獨評價。同一測點每天的測量結(jié)果按晝間、夜間進行評價。最大聲級Lmax直接評價4建筑施工場界噪聲監(jiān)測方法

城市建筑施工作業(yè)期間，由建筑施工場地產(chǎn)生的噪聲測量。采用環(huán)境噪聲自動監(jiān)測儀進行測量時，儀器動態(tài)特性為“快”響應(yīng)，采樣時間間隔不大于1s。白天以20min的等效A聲級表征該點的晝間噪聲值，夜間以8h的平均等效A聲級表征該點的夜間噪聲值。測量期間，各施工機械應(yīng)處于正常運行狀態(tài)，并應(yīng)包括不斷進入或離開場地的車輛。

在測量報告中應(yīng)包括以下內(nèi)容：建筑施工場地及邊界線示意圖；敏感建筑物的方位、距離及相應(yīng)邊界線處測點；各測點的等效連續(xù)A聲級Leq5機場周圍飛機噪聲監(jiān)測方法

在規(guī)定的測量條件下（無雪、無雨、地面上10m高處風(fēng)速不大于5m/s，30％≤相對濕度≤90％，傳聲器離地面1.2m）用Ⅱ型聲級計或機場噪聲監(jiān)測系統(tǒng)進行測量。機場周圍飛機噪聲測量方法（GB9661-88）包括精密測量和簡易測量。精密測量是通過聲級計將飛機噪聲信號送到測量錄音機記錄在磁帶上，然后在實驗室按原速回放錄音信號并對信號進行頻譜分析。簡易測量是只需經(jīng)頻率計權(quán)的測量

噪聲對人的影響與聲源的物理特性、暴露時間和個體差異等因素有關(guān)。噪聲標準制定的主要考慮因素是保護聽力、噪聲對人體健康的影響、人們對噪聲的主觀煩惱度和目前的經(jīng)濟、技術(shù)條件等方面，對不同的場所和時間分別加以限制。

環(huán)境噪聲標準制定的依據(jù)是環(huán)境基本噪聲，各國大多參考ISO推薦的基數(shù)。5.1.4噪聲標準

環(huán)境噪聲標準制定的依據(jù)是環(huán)境基本噪聲。各國大多參考ISO推薦的基數(shù)（如睡眠為30dB），根據(jù)不同時間、不同地區(qū)和室內(nèi)噪聲受室外噪聲影響的修正值以及本國具體情況來制定。

一天不同時間對基數(shù)的修正單位：dB時間修正值白天0晚上-5夜間-10至-15地區(qū)修正值農(nóng)村、醫(yī)院、休養(yǎng)區(qū)0市郊、交通量很少的地區(qū)+5城市居住區(qū)+10居住、工商業(yè)、交通混合區(qū)+15城市中心（商業(yè)區(qū)）+20工業(yè)區(qū)（重工業(yè)）+25

不同地區(qū)對基數(shù)的修正值單位：dB

室內(nèi)噪聲受室外噪聲影響的修正值單位：dB

窗戶狀況修正值開窗-10關(guān)閉的單層窗-15關(guān)閉的雙層窗或不能開的窗-20類別晝間夜間0504015545260503655547055

城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值單位：等效聲級Leq/dB(A)選自《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準》

GB3096—93

類別晝間夜間0504015545260503655547055

適用于療養(yǎng)區(qū)、高級別墅區(qū)、高級賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域，位于城郊和鄉(xiāng)村的這一類區(qū)域分別按嚴于0類標準5dB執(zhí)行。

城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值單位：等效聲級Leq/dB(A)類別晝間夜間0504015545260503655547055

適用于以居住、文教機關(guān)為主的區(qū)域，鄉(xiāng)村居住環(huán)境可參照執(zhí)行該類標準。表5.6

城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值單位：等效聲級Leq/dB(A)類別晝間夜間0504015545260503655547055

適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)。

表5.7

城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值單位：等效聲級Leq/dB(A)類別晝間夜間0504015545260503655547055適用于工業(yè)區(qū)。

表5.8

城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值單位：等效聲級Leq/dB(A)類別晝間夜間0504015545260503655547055

適用于城市中的道路交通干線道路的兩側(cè)區(qū)域，穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域，穿越城區(qū)的鐵路主、次干線兩側(cè)區(qū)域的背景噪聲(指不通過列車時的噪聲水平)限值也執(zhí)行該類標準。

城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準值單位：等效聲級Leq/dB(A)我國工業(yè)企業(yè)噪聲標準每個工作日接觸噪聲時間/h允許標準/dB(A)885488291194最高不得超過115

現(xiàn)有企業(yè)暫行標準

新建、擴建、改建企業(yè)標準每個工作日接觸噪聲時間/h允許標準/dB(A)890493296199最高不得超過1155.1.5振動及測量方法

物體圍繞平衡位置往復(fù)運動稱為振動振動是噪聲產(chǎn)生的原因機械設(shè)備產(chǎn)生的噪聲：是以空氣為介質(zhì)向外傳播，稱為空氣聲；聲源直接激發(fā)固體構(gòu)件振動，這種振動以彈性波的形式在建筑物基礎(chǔ)、地板、墻壁中傳播，并在傳播過程中向外輻射噪聲，稱為固體聲

振動測量和噪聲測量有關(guān)，部分儀器可通用1城市區(qū)域環(huán)境振動標準

（一）適用地帶范圍的劃定特殊住宅區(qū)；居民、文教區(qū)；混合區(qū)；商業(yè)中心區(qū)（指商業(yè)集中的繁華地區(qū)）；工業(yè)集中區(qū)；交通干線道路兩側(cè)；鐵路干線兩側(cè)；標準適用的地帶范圍；標準晝夜。（二）監(jiān)測方法測量點的布設(shè)；計算方法適用地帶范圍晝間夜間特殊住宅區(qū)6565居民、文教區(qū)7067混合區(qū)、商業(yè)中心區(qū)7572工業(yè)集中區(qū)7572交通干線道路兩側(cè)7572鐵路干線兩側(cè)8080

城市各類區(qū)域鉛垂向Z振級標準值

單位：dB2城市區(qū)域環(huán)境振動測量方法

（1）名詞術(shù)語振動加速度級VAL；振動級VL；Z振動級VLz；累積百分Z振級VLzn；穩(wěn)態(tài)振動；沖擊振動；無規(guī)振動（2）測量儀器用于測量環(huán)境振動的儀器，其性能必須符合ISO／DP8401—1984有關(guān)條款的規(guī)定。測量系統(tǒng)每年至少送計量部門校準一次

（3）測量量及讀值方法測量量；讀數(shù)方法和評價量（4）測量位置及檢振器的安裝（5）測量條件測量時振源應(yīng)處于正常工作狀態(tài)，應(yīng)避免足以影響環(huán)境振動測量值的其他環(huán)境因素或其他非振動污染源引起的干擾。（6）測量數(shù)據(jù)記錄和處理環(huán)境振動測量按待測振源的類別，選擇對應(yīng)表格逐項記錄。測量交通振動，應(yīng)記錄車流量5.2放射性污染監(jiān)測

5.2.1與放射性相關(guān)的物理量1放射性（1）放射性核衰變在衰變過程中，不穩(wěn)定的原子核能自發(fā)地放出α、β、γ射線，使本身物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為“放射性”①α衰變是不穩(wěn)定重核（一般原子序數(shù)大于82）自發(fā)放出4He核（α粒子）的過程②β衰變是放射性核素放射β粒子（即快速電子）的過程，它是原子核內(nèi)質(zhì)子和中子發(fā)生互變的結(jié)果可分為負β衰變、正β衰變和電子俘獲三種類型

③γ衰變原子核從較高能級躍遷到較低能級或者基態(tài)時所放射的電磁輻射（2）放射性衰變類型①放射性活度（強度）放射性活度系指單位時間內(nèi)發(fā)生核衰變的數(shù)目②半衰期當放射性的核素因衰變而減少到原來的一半時所需的時間稱為半衰期（T1/2）（3）放射性活度和半衰期2照射量和劑量（1）照射量式中：dQ——γ或X射線在空氣中完全被阻止時，引起質(zhì)量為dm的某一體積元的空氣電離所產(chǎn)生的帶電粒子（正的或負的）的總電量值，C；

X——照射量，它的SI單位為C/kg，與它暫時并用的專用單位是倫琴（R），簡稱倫

（2）吸收劑量它是表示在電離輻射與物質(zhì)發(fā)生相互作用時單位質(zhì)量的物質(zhì)吸收電離輻射能量大小的物理量。其定義用下式表示：

式中：D——吸收劑量，SI單位為J/kg，單位的專門名稱為戈瑞，簡稱戈，用符號Gy表示

——電離輻射給予質(zhì)量為dm的物質(zhì)的平均能量

（3）劑量當量劑量當量（H）定義為：在生物機體組織內(nèi)所考慮的一個體積單元上吸收劑量、品質(zhì)因數(shù)和所有修正因素的乘積，即H=DQN

式中：D——吸收劑量，Gy；

Q——品質(zhì)因素，其值決定于導(dǎo)致電離粒子的初始動能、種類及照射類型等

N——所有其他修正因素的乘積5.2.2放射性檢測儀器

放射性檢測儀器種類多，需根據(jù)監(jiān)測目的、試樣形態(tài)、射線類型、強度及能量等因素進行選擇。最常用的檢測器有三類，即電離型檢測器、閃爍檢測器和半導(dǎo)體檢測器電離型檢測器

電離型檢測器是利用射線通過氣體介質(zhì)時，使氣體發(fā)生電離的原理制成的探測器閃爍檢測器

閃爍檢測器是利用射線與物質(zhì)作用發(fā)生閃光的儀器。它具有一個受帶電粒子作用后其內(nèi)部原子或分子被激發(fā)而發(fā)射光子的閃爍體半導(dǎo)體檢測器

半導(dǎo)體檢測器的工作原理與電離型檢測器相似，但其檢測元件是固態(tài)半導(dǎo)體5.2.3

放射性監(jiān)測1對象及內(nèi)容（1）按照監(jiān)測對象分①現(xiàn)場監(jiān)測對放射性物質(zhì)生產(chǎn)或應(yīng)用單位內(nèi)部工作區(qū)域的監(jiān)測。

②個人劑量監(jiān)測對放射性專業(yè)工作人員或公眾進行的內(nèi)照射和外照射的劑量監(jiān)測。

③環(huán)境監(jiān)測對放射性生產(chǎn)和應(yīng)用單位外部環(huán)境（包括空氣、水體、土壤、生物、固體廢物等）的監(jiān)測①α放射性核素即239Pu、226Ra、224Ra、222Rn、210Po、222Th、234U和235U。②β放射性核素即3H、90Sr、89Sr、134Cs、137Cs、131I和60Co（2）按主要測定的放射性核素分③對放射性核素具體測量的內(nèi)容分

放射源強度，半衰期，射線種類及能量；環(huán)境和人體中放射性物質(zhì)含量、放射性強度、空間照射量或電離輻射劑量2放射性監(jiān)測方法定期監(jiān)測：采樣、樣品預(yù)處理、樣品總放射性或放射性核素測定連續(xù)監(jiān)測：在現(xiàn)場安裝放射性自動監(jiān)測儀器，實現(xiàn)采樣、預(yù)處理和測定自動化基本步驟：樣品采集，樣品前處理，選擇適宜方法、儀器測定

（1）樣品采集

①放射性沉降物的采集沉降物包括干沉降物和濕沉降物放射性干沉降物樣品可用水盤法、黏紙法、高罐法采集濕沉降物常用一種能同時對雨水中核素進行濃集的采樣器圖8.9離子交換樹脂濕沉降物采集器示意圖1.漏斗蓋；2.漏斗；3.離子交換柱；4.濾紙漿；5.陽離子交換樹脂；6.陰離子交換樹脂②

放射性氣溶膠的采集放射性氣溶膠包括核爆炸產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物，各種來源于人工放射性物質(zhì)以及氡、釷射氣的衰變子體等天然放射性物質(zhì)。這種樣品的采集常用濾料阻留采樣法，其原理與大氣中顆粒物的采集相同

（2）樣品預(yù)處理預(yù)處理目的：將樣品處理成適于測量的狀態(tài)，將樣品的欲測核素轉(zhuǎn)變成適于測量的形態(tài)并進行濃集，以及去除干擾核素。常用的樣品預(yù)處理方法： 衰變法有機溶劑溶解法 蒸餾法灰化法 溶劑萃取法離子交換法 共沉淀法電化學(xué)法（3）環(huán)境中放射性監(jiān)測①水樣的總α放射性活度的測定水體中常見的輻射α粒子的核素有226Ra、222Rn及其衰變產(chǎn)物。目前公認的水樣總α放射性濃度是0.1Bq/L，當大于此值時，就應(yīng)對放射α粒子的核素進行鑒定和測量，確定主要的放射性核素，判斷水質(zhì)污染情況

②

水樣的總β放射性活度測定水樣總β放射性活度測量步驟基本上與總α放射性活度測定相同，但檢測器用低本底的蓋革計數(shù)管，且以含40K的化合物作標準源③土壤中總α、β放射性活度的測定

土壤中α、β總放射性活度的測量方法是：在采樣點選定的范圍內(nèi)，沿直線每隔一定距離采集一份土壤樣品，共采集4-5份④個人外照射劑量監(jiān)測

個人外照射劑量用佩戴在身體適當部位的個人劑量計測量，這是一種能對放射性輻射進行累積劑量的小型、輕便、容易使用的儀器。常用的個人劑量計有袖珍電離室、膠片劑量