環(huán)境監(jiān)測-第7章-噪聲污染監(jiān)測

環(huán)境監(jiān)測第七章

噪聲污染監(jiān)測劉璇化學(xué)工程與現(xiàn)代材料學(xué)院噪聲污染特點：噪聲污染屬于物理污染〔或稱能量污染〕；不致命，且與聲源同時產(chǎn)生同時消失；聲源分布很廣，較難集中處理；能夠直接感覺到干擾，受到抱怨和控告最多。噪聲污染和水污染、空氣污染、固體廢物污染被稱為“世界四大危害〞。2023/12/25第一節(jié)聲音和噪聲第二節(jié)

聲音的物理特性和量度第三節(jié)噪聲測量儀器第四節(jié)

噪聲標(biāo)準(zhǔn)第五節(jié)噪聲監(jiān)測第一節(jié)聲音和噪聲一、聲音二、噪聲一、聲音聲音的本質(zhì)是波動。受作用的空氣發(fā)生振動時，當(dāng)振動頻率在20～20000Hz范圍時，作用于人耳鼓膜而產(chǎn)生的感覺稱為聲音。聲源可以是固體、也可以是流體〔液體和氣體〕的振動。聲音的傳媒介質(zhì)有空氣、水和固體，它們分別稱為空氣聲、水聲和固體聲等。二、噪聲1.定義：一切不希望存在的干擾聲〔人們生活和工作所不需要的聲音〕叫噪聲。2.危害：損傷聽力干擾人們的睡眠和工作誘發(fā)疾病干擾語言交流強(qiáng)噪聲還會影響設(shè)備正常運轉(zhuǎn)和損環(huán)建筑結(jié)構(gòu)3.噪聲的來源①交通噪聲。如：汽車、火車和飛機(jī)等所產(chǎn)生的噪聲；②工廠噪聲。如：鼓風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)、織布機(jī)等所產(chǎn)生的噪聲；③建筑施工噪聲。如：打樁機(jī)、挖土機(jī)和混凝土攪拌機(jī)等發(fā)出的聲音；④社會生活噪聲。如：高音喇叭、收錄機(jī)等發(fā)出的聲音。第二節(jié)聲音的物理特性和量度一、聲音的發(fā)生、頻率、波長和聲速二、聲功率、聲強(qiáng)和聲壓三、分貝、聲功率級、聲強(qiáng)級和聲壓級四、噪音的疊加和相減五、噪聲的物理量和主觀聽覺的關(guān)系聲音的發(fā)生：空氣中振動頻率在20～20000Hz之間。1.頻率：聲源在一秒鐘內(nèi)振動的次數(shù)叫頻率，記作f，單位為Hz2.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間的距離稱作波長，記為λ，單位為m。3.聲速：單位時間內(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。頻率、波長和聲速三者的關(guān)系是：一、聲音的發(fā)生、頻率、波長和聲速環(huán)境監(jiān)測技術(shù)二、聲功率、聲強(qiáng)和聲壓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。在噪聲監(jiān)測中，聲功率是指聲源總聲功率，單位為W。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/s2。3.聲壓〔p〕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。環(huán)境監(jiān)測技術(shù)三、分貝、聲功率級、聲強(qiáng)級和聲壓級1.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(zhǔn)量〔或參考量〕，A1是被量度量。被量度量和基準(zhǔn)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(biāo)度時，所得到的是比值，它代表被量度量比基準(zhǔn)量高出多少“級〞。

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(zhǔn)聲功率，為10～12W。2.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4.聲壓級聲壓級常用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，該值是正常青年人耳朵剛能聽到的1000Hz純音的聲壓值。環(huán)境監(jiān)測技術(shù)四、噪音的疊加和相減噪音的疊加：兩個及兩個以上的獨立聲源作用于某一點，產(chǎn)生的噪聲疊加。噪聲的相減：噪聲測量中遇到的如何扣除背景噪聲的問題，這就是噪聲的相減問題。環(huán)境監(jiān)測技術(shù)1.噪聲的疊加

聲能量是可以代數(shù)相加的：

兩個聲源的聲功率分別為W1和W2，W總=W1+W2。

兩個聲源在聲強(qiáng)分別為I1和I2，I總=I1+I2。但

聲壓不能直接相加：例1：兩聲源作用于某點的聲壓級分別為Lp1=96dB，Lp2=93dB，求Lp總。兩噪聲源的疊加曲線解：∵Lp1-Lp2=3dB，查曲線得ΔLp=1.8dB∴Lp總＝96dB+1.8dB＝97.8dB

掌握了兩個聲源的疊加，就可以推廣到多聲源的疊加，只需逐次兩兩疊加即可，而與疊加次序無關(guān)。例2：有8個聲源作用于一點，聲壓級分別為：70、75、82、90、93、95、100dB，求Lp總。解：它們合成的總聲壓級可以任意次序查圖1的曲線兩兩疊加而得。任選兩種疊加次序如下：2.噪聲的相減例3：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2中可查得相應(yīng)ΔLp＝2.2dB，因此該機(jī)器的實際噪聲噪級Lp2=Lp-ΔLp=101.8dB。背景噪聲修正曲線Lp－Lp1/dBΔLp/dB小結(jié)：1、兩個聲壓級相等時，合成L=Lp1+3dB2、兩個聲壓級不等時，最大不超過多出3dB?！睱p1>Lp2，Lp≤Lp1+3〕3、兩個聲壓級不等時，相差≥10dB以上時，增值很小，可以忽略不計，仍等于L1例4:Lp1=90dB，Lp2=75dB，合成Lp=90dB4、多聲源疊加時，逐次兩兩疊加，與次序無關(guān)。五、噪聲的物理量和主觀聽覺的關(guān)系①響度響度是人耳判別聲音由輕到響的強(qiáng)度等級概念，響度的單位叫“宋〞〔sone〕，1宋的定義為聲壓級為40dB，頻率為1000Hz，且來自聽者正前方的平面波形的強(qiáng)度。②響度級1000Hz純音聲壓級的分貝值為響度級的數(shù)值，任何其他頻率的聲音，當(dāng)調(diào)節(jié)1000Hz純音的強(qiáng)度使之與這聲音一樣響時，那么這1000Hz純音的聲壓級分貝值就定為這一聲音的響度級值。響度級的單位叫“方〞〔phon〕。1.響度和響度級等響曲線(又稱ISO等響曲線)③響度與響度級的關(guān)系根據(jù)大量實驗得到，響度級每改變10方，響度加倍或減半?；蝽懚燃壍暮铣刹荒苤苯酉嗉?，而響度可以相加。

2.計權(quán)聲級

A計權(quán)聲級是模擬人耳對55dB以下低強(qiáng)度噪聲的頻率特性。

B計權(quán)聲級是模擬55～85dB的中等強(qiáng)度噪聲的頻率特性。

C計權(quán)聲級是模擬高強(qiáng)度噪聲的頻率特性。

D計權(quán)聲級是對噪聲參量的模擬，專用于飛機(jī)噪聲的測量。A、B、C、D計權(quán)特性曲線3.等效連續(xù)聲級、噪聲污染級和晝夜等效聲級①等效連續(xù)聲級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，那么可用下面近似公式計算：其中：L10，L50，L90為累積百分聲級測定時間內(nèi)，10％的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲的平均峰值測量時間內(nèi)，50％的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲的平均值測量時間內(nèi)，90％的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲的背景值②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)。噪聲污染級是綜合能量平均和變動特性〔用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示〕兩者的影響而給出的對噪聲的評價量。評價非穩(wěn)態(tài)噪聲對人們情緒影響的一種方法，適用于評價航空或道路交通噪聲污染。③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〞。它反映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。美國環(huán)保局已引用第三節(jié)噪聲測量儀器一、聲級計二、其他噪聲測量儀器一、聲級計聲級計，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)測量中最常用的根本儀器，是一種主觀性的電子儀器。噪聲測量儀器測量的內(nèi)容主要是噪聲的強(qiáng)度，即聲場中的聲壓；其次是測量噪聲的特征，即聲壓的各種頻率組成成分。測量儀器主要有：聲級計、聲級頻譜儀、錄音機(jī)和實時分析儀等。1.聲級計的工作原理聲級計工作方框圖2.聲級計的分類按精度：1級2級按體積大?。号_式聲級計便攜式聲級計袖珍式聲級計按指示方式：模擬指示聲級計〔電表、聲級燈〕數(shù)字指示聲級計。兩種級別聲級計的性能指標(biāo)具有同樣的中心值，僅是容許誤差不同，而且隨著級別增大，容許誤差放寬。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二、其他噪聲測量儀器1.聲級頻譜儀2.錄音機(jī)3.記錄儀4.實時分析儀第四節(jié)

噪聲標(biāo)準(zhǔn)

干擾睡眠和休息的噪聲級閾值白天為50dB，夜間為45dB，我國提出環(huán)境噪聲允許范圍見表1。表1我國環(huán)境噪聲允許范圍單位：dB人的活動最高值理想值體力勞動（保護(hù)聽力）9070腦力勞動（保證語言清晰度）6040睡眠5030環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)是環(huán)境根本噪聲。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，參考表2。表2一天不同時間對基數(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表3不同地區(qū)對基數(shù)的修正值單位：dB

表4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

表5城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值單位：等效聲級Leq/dB(A)選自《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》

GB3096—93

類別晝間夜間0504015545260503655547055

表5城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值單位：等效聲級Leq/dB(A)

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(yán)于0類標(biāo)準(zhǔn)5dB執(zhí)行。類別晝間夜間0504015545260503655547055

表5城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值單位：等效聲級Leq/dB(A)

適用于以居住、文教機(jī)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(biāo)準(zhǔn)。類別晝間夜間0504015545260503655547055

表5城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值單位：等效聲級Leq/dB(A)

適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)。

類別晝間夜間0504015545260503655547055

表5城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值單位：等效聲級Leq/dB(A)適用于工業(yè)區(qū)

類別晝間夜間0504015545260503655547055

表5城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)值單位：等效聲級Leq/dB(A)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(biāo)準(zhǔn)。

我國工業(yè)企業(yè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)每個工作日接觸噪聲時間/h允許標(biāo)準(zhǔn)/dB(A)885488291194最高不得超過115dB表7

現(xiàn)有企業(yè)暫行標(biāo)準(zhǔn)

表6

新建、擴(kuò)建、改建企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)每個工作日接觸噪聲時間/h允許標(biāo)準(zhǔn)/dB(A)890493296199最高不得超過最高不得超過115dB我國機(jī)動車輛允許噪聲標(biāo)準(zhǔn)表8

汽車定置噪聲限值〔GB16170—1996〕單位：dB(A)車輛類型燃料種類車輛出廠日期1998年1月1日前1998年1月1日起轎車汽油8785微型客車、貨車汽油9088輕型客車、貨車、越野車汽油n≤4300r/min9492汽油n>4300r/min9795柴油10098中型客車、貨車、大型客車汽油9795柴油103101重型貨車P≤147kW10199P>147kW105103注：P——按生產(chǎn)廠家規(guī)定的額定功率。表9摩托車和輕便摩托車噪聲限值〔GB116169—1996〕單位：dB(A)車輛類型發(fā)動機(jī)總工作容積車輛出廠日期1998年1月1日前1998年1月1日起加速行駛噪聲定置排氣噪聲加速行駛噪聲定置排氣噪聲輕便摩托車≤5077877685摩托車>50且≤10082928090>1008483表10機(jī)場周圍飛機(jī)噪聲標(biāo)準(zhǔn)單位：dB除一類區(qū)域以外的生活區(qū)適用區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)值一類區(qū)域≤70二類區(qū)域≤75指特殊住宅區(qū)、居住、文教區(qū)

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11。噪聲帶顏色陰影線35dB以下淺綠色小點，低密度36～40dB綠色中點，中密度41～45dB深綠色大點，高密度46～50dB黃色垂直線，低密度51～55dB褐色垂直線，中密度56～60dB橙色垂直線，高密度61～65dB朱紅色叉線，低密度66～70dB洋紅色叉線，中密度71～75dB紫紅色交叉線，高密度76～80dB藍(lán)色寬條垂直線81～85dB深藍(lán)色全黑表11

各噪聲帶顏色和陰影線表示規(guī)定第五節(jié)噪聲監(jiān)測一、城市環(huán)境噪聲監(jiān)測方法二、工業(yè)企業(yè)噪聲監(jiān)測方法三、機(jī)動車輛噪聲測量方法四、機(jī)場周圍飛機(jī)噪聲測量方法一、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

城市環(huán)境噪聲長期監(jiān)測城市環(huán)境中擾民噪聲源的調(diào)查測試

測量儀器精度2型以上的積分式聲級計及環(huán)境噪聲自動監(jiān)測儀器。測量條件無雨、無雪的天氣條件，風(fēng)速為5.5m／s以上時停止測量。

測量時間分為白天（6:00~22:00)和夜間(22:00~6:00）兩部分。1.城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測圖7.8網(wǎng)格測量法示意圖圖7.9定點測量法示意圖網(wǎng)格測量