第十六章噪聲公害和微波污染

第十六章噪聲公害和微波污染第1頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三第十六章噪聲公害和微波污染噪聲的概念過響，超過85dBA；妨礙交談；不愉快：高頻聲噪聲的主要特征是感覺公害—通常是由不同振幅和頻率組成的無調(diào)嘈雜聲；有時(shí)，有調(diào)或好聽的音樂聲，在它影響人們的工作和休息，并感到厭煩時(shí)，也是噪聲局限性和分散性的公害—噪聲影響范圍的局限性和聲源分布的分散性—噪聲污染隨發(fā)聲源停止而停止。環(huán)境噪聲源物理特性分類——固體振動(dòng)氣體動(dòng)力噪聲—葉片高速旋轉(zhuǎn)或高速氣流通過葉片，會(huì)使葉片兩側(cè)的空氣發(fā)生壓力突變，激發(fā)聲波。如通風(fēng)機(jī)，排氣口發(fā)出的聲音。一、環(huán)境噪聲概述第2頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三機(jī)械噪聲—物體間的撞擊、摩擦、交變的機(jī)械力作用下的金屬板，旋轉(zhuǎn)機(jī)件電磁性噪聲—由于電機(jī)等的交變力相互作用而產(chǎn)生的噪聲噪聲的時(shí)間特性分類穩(wěn)態(tài)噪聲—強(qiáng)度不隨時(shí)間變化非穩(wěn)態(tài)噪聲—強(qiáng)度隨時(shí)間變化周期性噪聲、無規(guī)則噪聲、脈沖噪聲城市環(huán)境噪聲分類交通噪聲—交通工具是活動(dòng)的噪聲源，對(duì)環(huán)境影響廣泛工廠噪聲—紡織車間90～100dBA，機(jī)械加工80～100dBA施工噪聲—混凝土攪拌機(jī)，灌漿振搗、電鋸、切割社會(huì)噪聲—社會(huì)活動(dòng)和家庭生活噪聲噪聲的危害—影響面最廣的一種環(huán)境污染聽力損失聽力—通過聽力儀測(cè)定ISO的標(biāo)準(zhǔn)500Hz、1000Hz、2000Hz三個(gè)；頻率的平均聽力損失超過25分貝的稱噪聲性耳聾—帶助聽器人趕上帶眼鏡的人。一、環(huán)境噪聲概述第3頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三噪聲對(duì)睡眠的影響睡眠曲線——40分貝連續(xù)噪聲可使可使10%的人受到影響，70分貝即可影響50%；突然的噪聲在60分貝時(shí)可使70%的人驚醒。噪聲對(duì)交談通訊、思考的干擾噪聲對(duì)人體的生理影響大量的心臟病的發(fā)展和惡心與噪聲有密切的聯(lián)系，有心臟病的人不能欣賞搖滾樂——引起潰瘍病噪聲對(duì)心理的影響使人煩惱易怒，甚至失去理智—日本一青年殺死其附近企業(yè)的工廠主噪聲對(duì)兒童和胎兒的影響影響兒童智力發(fā)育——靜能生智；胎兒體重偏輕對(duì)動(dòng)物的影響鳥類羽毛脫落，不產(chǎn)卵，甚至內(nèi)出血死亡美國空軍F-104在俄克拉何馬上空飛行試驗(yàn)，一天8次，高度10000米，飛了3個(gè)月，農(nóng)場(chǎng)10000只雞只剩4000只對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響一、環(huán)境噪聲概述第4頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三1、聲波的產(chǎn)生聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的聲波—媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械振動(dòng)由近及遠(yuǎn)地傳播，就稱聲振動(dòng)的傳播—我們主要研究在空氣中發(fā)生的物體為聲源2、聲速、波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系聲速—聲波在彈性媒質(zhì)中的傳播速度，C表示；大小取決于媒質(zhì)的彈性和密度，與聲源無關(guān)。鋼板中5000m/s、水中1500m/s、空氣中340m/s波長(zhǎng)—從一個(gè)聲源發(fā)出的聲波，其相鄰的兩個(gè)壓縮層之間的距離稱為波長(zhǎng)，用λ表示。聲波行經(jīng)一個(gè)波長(zhǎng)的距離所需要的時(shí)間就是周期T頻率—聲源1秒鐘內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)，f表示；對(duì)正弦波f=1/Tc=λ/Tc=fλ二、聲性質(zhì)和度量概念第5頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三聲波f20～20000Hz之間人耳敏感范圍600Hz～4000Hz之間次聲波<20Hz超聲波>20000Hz3、聲壓、聲強(qiáng)、聲功率聲壓概念—聲波在傳播時(shí)，由于空氣受到壓縮，使在原來大氣壓強(qiáng)的基礎(chǔ)上又疊加了一個(gè)壓強(qiáng)，這個(gè)疊加的壓強(qiáng)稱為聲壓；P表示，單位牛頓/米2、達(dá)因/厘米2瞬時(shí)聲壓—是指某瞬時(shí)媒質(zhì)中壓強(qiáng)相對(duì)無聲波時(shí)內(nèi)部壓強(qiáng)的改變量。即單位面積的壓力變化有效聲壓—在一定時(shí)間間隔中，瞬時(shí)聲壓對(duì)時(shí)間取均方根值稱為有效聲壓對(duì)于正弦平面波波的有效值人耳對(duì)1KHz聲音的可聽閾約2×10-5帕—可聽閾使人耳產(chǎn)生疼痛的感覺的聲壓為20帕—痛閾二、聲性質(zhì)和度量概念第6頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三聲強(qiáng)在聲波傳播方向上與該方向垂直的單位面積，單位時(shí)間內(nèi)通過的聲能量，用I表示，單位瓦/米2（每單位面積上沿波傳播方向傳送的平均功率）P-為有效聲壓，ρ為空氣密度，c為空氣中的聲速；聲功率—直接表示聲源發(fā)生能量的大小聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射出的總能量，單位瓦4、聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲功率級(jí)因?yàn)槁曊駝?dòng)的能量范圍及其廣闊，人們通常講話的聲功率只有10-5瓦，而強(qiáng)力火箭的噪聲功率可達(dá)109瓦，兩者相差十幾個(gè)數(shù)量級(jí)。顯然對(duì)如此廣闊范圍的能量如使用絕對(duì)標(biāo)度很不方便。改用對(duì)數(shù)標(biāo)度要更方便；另一方面從聲音的接收來講，人耳有一個(gè)很奇怪的特點(diǎn)，當(dāng)耳朵接收到聲振動(dòng)后，主觀上產(chǎn)生的“響度感覺”并不是正比于強(qiáng)度的絕對(duì)值，而是更近于強(qiáng)度的對(duì)數(shù)成正比。在聲學(xué)中普遍采用對(duì)數(shù)標(biāo)度來度量聲壓、聲強(qiáng)，稱為聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)。二、聲性質(zhì)和度量概念第7頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三聲壓級(jí)——以Lp表示將待測(cè)聲壓有效值P與參考聲壓P0的比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以20.即P為基準(zhǔn)聲壓，2×10-5帕LP=20lgP+94聲強(qiáng)級(jí)能夠引起人耳聽覺的聲強(qiáng)范圍為10-12～1瓦/米2將待測(cè)聲強(qiáng)I與參考聲強(qiáng)I0的比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以10.即I0—參考聲強(qiáng)，一般取10-12瓦/米2，1KHz聲音的可聽閾聲強(qiáng)。聲強(qiáng)級(jí)與聲壓級(jí)在數(shù)值近似相等二、聲性質(zhì)和度量概念第8頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三聲功率級(jí)將待測(cè)聲功率W與參考聲功率W之比值取常用對(duì)數(shù)，再乘以10。以上物理量無量綱，統(tǒng)一用分貝（dB)為單位。噪聲主觀感覺大小舉例噪聲級(jí)的相加分貝相加按能量相加，聲功率或聲強(qiáng)相加，不能聲壓直接相加。設(shè)有兩個(gè)聲壓級(jí)L1分貝和L2分貝相加，求合成的聲壓級(jí)L1+2，計(jì)算步驟如下：1）二、聲性質(zhì)和度量概念第9頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三2）合成聲壓P1+2

能量相加(P1+2)2=P12+P22則有：3）按聲壓級(jí)的定義合成的聲壓級(jí)二、聲性質(zhì)和度量概念第10頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三1、環(huán)境噪聲常用評(píng)價(jià)量響度級(jí)和響度人耳對(duì)聲音的感受不僅和聲壓有關(guān)，而且也和頻率有關(guān)。聲壓級(jí)相同而頻率不相同的聲音聽起來可能是不一樣的人耳對(duì)高頻率的聲音敏感，而對(duì)低頻聲音遲鈍響度級(jí)—模仿人耳這一特性而仿照聲壓級(jí)的概念，引出了一個(gè)與頻率有關(guān)的量度，稱為響度級(jí)，單位為方。——就是選取1000Hz的純音作為基準(zhǔn)聲音，其噪聲聽起來與該純音一樣響，該噪聲的響度級(jí)就等于這個(gè)純音的聲壓級(jí)（分貝值）如某噪聲聽起來與80分貝1000Hz的純音一樣響，該噪聲的響度級(jí)就是80方響度級(jí)是表示噪聲的主管量度，它把聲壓與頻率統(tǒng)一了。等響曲線：利用與基準(zhǔn)聲音比較的方法，就可以得到整個(gè)可聽范圍純音的響度級(jí)，其結(jié)果即等響曲線，它是由大量實(shí)驗(yàn)得來的。等響曲線中每一條曲線相當(dāng)于聲壓級(jí)和頻率不同二響度相同的聲音，也即相當(dāng)于一定響度級(jí)（方）的聲音。最下面的是聽閾曲線，最上面的痛閾曲線；聽閾和痛閾之間是正常人耳可以聽到的聲音。三、環(huán)境噪聲的評(píng)價(jià)量第11頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三響度：響度級(jí)是個(gè)相對(duì)量，是不能用算術(shù)相加減的，為了計(jì)算絕對(duì)值和百分比，就引出了響度，單位為宋。40方為1宋，50方為2宋，60方為4宋；響度級(jí)每增加10方，響度增加1倍。A聲級(jí)定義：在聲學(xué)測(cè)量?jī)x器中，設(shè)置有計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)“A”，它是模仿人耳40方等響曲線設(shè)計(jì)的。使接受的聲音通過時(shí)，對(duì)于人耳不敏感的低頻聲音有較大的衰減，中頻衰減次之，高頻不衰減甚至稍有增大。其讀數(shù)記為分貝A或dBA。A聲級(jí)較能反應(yīng)出人們對(duì)噪聲吵鬧的主管感覺。國內(nèi)外常用A聲級(jí)評(píng)價(jià)工廠噪聲和城市環(huán)境噪聲，其幾乎成為一切噪聲評(píng)價(jià)的基本值。統(tǒng)計(jì)聲級(jí)測(cè)量中每隔一定時(shí)間讀取一聲級(jí)分貝值?？稍谝欢〞r(shí)間內(nèi)讀取一定量的分貝值，將其從大到小排列，第10%的那個(gè)分貝值L10為峰值；第50%的那個(gè)分貝值為中值，第90%的那個(gè)分貝值L90為本底值?！Ｓ脕斫y(tǒng)計(jì)交通噪聲。三、環(huán)境噪聲的評(píng)價(jià)量第12頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三連續(xù)等效A聲級(jí)Leq表示(EquivalentContinousSoundLevel)式中：Li為等間隔時(shí)間讀取的聲級(jí)值；

n—讀取聲級(jí)Li的總個(gè)數(shù)；晝夜等效聲級(jí)Ldn表示。是美國環(huán)保局（EPA）提出的，為了反映同樣的噪聲晚上比白天影響更大的因素而提出；公式Ld—白天（6∶00—22∶00）Ln—夜間（22∶00—6∶00）三、環(huán)境噪聲的評(píng)價(jià)量第13頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三1、噪聲控制技術(shù)控制途徑—聲源、傳播途徑、接受者常用辦法：吸聲、隔聲、消聲、阻尼、耳塞吸聲—利用吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)來吸收聲能吸聲材料或結(jié)構(gòu)：多孔吸聲材料，棉、毛、麻等纖維物質(zhì)薄板吸聲結(jié)構(gòu)—不穿孔的薄板，后面留有一定的空腔空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)微孔板吸聲結(jié)構(gòu)隔聲—最有效的控制措施之一利用屏蔽物將聲音擋住隔離開來?！獋髀晸p失消聲利用消聲器來降低空氣聲的傳播；阻性消聲器，抗性消聲器，抗阻復(fù)合式消聲器。阻尼和隔振阻尼—減低機(jī)械振動(dòng)—減低噪聲隔振—防止機(jī)器與其它結(jié)構(gòu)的剛性連接。四、環(huán)境噪聲的控制簡(jiǎn)介第14頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三隔聲障板當(dāng)前環(huán)境噪聲控制中廣泛使用的一種措施。個(gè)人防護(hù)最有效、最經(jīng)濟(jì)的辦法，耳塞、耳罩平均隔聲20dBA低頻中頻高頻聲影區(qū)隔聲障板聲源四、環(huán)境噪聲的控制簡(jiǎn)介第15頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三微波同屬于電磁波；但微波的波長(zhǎng)很短，頻率很高。其波長(zhǎng)范圍1mm～1m；頻率范圍是300kMHz；能量為4×10-4～10-6電子伏特。危害：使癌癥發(fā)病率增高傷害眼睛影響生殖功能影響遺傳損害中樞神經(jīng)引起心血管病。五、微波污染與人體健康第16頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三作業(yè)題：1.證明以分貝為單位的兩個(gè)聲音的聲功率之比值等于它們的功率級(jí)之差2.假使聲壓值加倍，求聲壓級(jí)的增加量。3.設(shè)有四個(gè)噪聲，其聲壓級(jí)分別為94、86、77和69分貝，問疊加后的聲壓級(jí)為多少？第17頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三眨眼入睡熟睡深睡時(shí)間睡眠曲線第18頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三第19頁，共20頁，2023年，2月20日，星期三有聽覺很安靜安靜中度大聲很大聲煩人響聲0102030405060708090100110120130大炮鑿巖機(jī)空氣壓縮機(jī)壓路機(jī)飛機(jī)紡織機(jī)鋼鐵