环境监测 第7章——噪声污染监测

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1、 环境监测环境监测 第七章 噪声污染监测刘 璇 化学工程与现代材料学院噪 声 污 染特点： 噪声污染属于物理污染（或称能量污染）； 不致命，且与声源同时产生同时消失； 声源分布很广，较难集中处理； 能够直接感觉到干扰，受到抱怨和控告最多。噪声污染和水污染、空气污染、固体废物污染被称为“世界四大危害”。2017/12/22第一节 声音和噪声第二节 声音的物理特性和量度第三节 噪声测量仪器第四节 噪声标准第五节 噪声监测第一节 声音和噪声一、声音二、噪声一、声音声音的本质是波动。受作用的空气发生振动时，当振动频率在2020000Hz范围时，作用于人耳鼓膜而产生的感觉称为声音。声源可以是固体、也可以

2、是流体（液体和气体）的振动。声音的传媒介质有空气、水和固体，它们分别称为空气声、水声和固体声等。二、噪声1.定义：一切不希望存在的干扰声（人们生活和工作所不需要的声音）叫噪声。2.危害： 损伤听力 干扰人们的睡眠和工作 诱发疾病 干扰语言交流 强噪声还会影响设备正常运转和损环建筑结构 3.噪声的来源交通噪声。如：汽车、火车和飞机等所产生的噪声；工厂噪声。如：鼓风机、汽轮机、织布机等所产生的噪声；建筑施工噪声。如：打桩机、挖土机和混凝土搅拌机等发出的声音；社会生活噪声。如：高音喇叭、收录机等发出的声音。第二节 声音的物理特性和量度一、声音的发生、频率、波长和声速二、声功率、声强和声压三、分贝、声

3、功率级、声强级和声压级四、噪音的叠加和相减五、噪声的物理量和主观听觉的关系声音的发生：空气中振动频率在2020000Hz之间。1.频率：声源在一秒钟内振动的次数叫频率，记作f，单位为Hz2.波长：沿声波传播方向，振动一个周期所传播的距离，或在波形上相位相同的相邻两点间的距离称作波长，记为，单位为m。3.声速：单位时间内声波传播的距离叫声波速度，简称声速，记作c，单位为m/s。频率、波长和声速三者的关系是：一、声音的发生、频率、波长和声速环境监测技术二、声功率、声强和声压1.声功率（W）声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率，单位为W

4、。 2.声强（I）声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量，单位为W/s2。3.声压（p）声压是由于声波的存在而引起的压力增值。声波是空气分子有指向、有节律的运动。声压单位为Pa。环境监测技术三、分贝、声功率级、声强级和声压级1.分贝分贝是指两个相同的物理量（如A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。分贝符号为“dB”，它是无量纲的，是噪声测量中很重要的参量。上式中A0是基准量（或参考量），A1是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，该对数值称为被量度量的“级”，亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少“级”。声功率级常用LW表示，

5、定义为：式中：LW声功率级，dB；W声功率，W；W0基准声功率，为1012W。2.声功率级声强级常用LI表示，定义为：式中：LI声强级，dB；I声强，W/m2；I0基准声强，在空气中取1012W/m2。3.声强级4.声压级声压级常用Lp表示，定义为：式中：Lp声压级，dB；p声压，Pa；p0基准声压。在空气中规定p0为2105Pa，该值是正常青年人耳朵刚能听到的1000Hz纯音的声压值。环境监测技术四、噪音的叠加和相减噪音的叠加：两个及两个以上的独立声源作用于某一点，产生的噪声叠加。噪声的相减：噪声测量中遇到的如何扣除背景噪声的问题，这就是噪声的相减问题。环境监测技术1.噪声的叠加声能量是可以

6、代数相加的：两个声源的声功率分别为W1和W2，W总 = W1+W2。两个声源在声强分别为 I1和 I2，I总 = I1+I2。但 声压 不能直接相加：例1：两声源作用于某点的声压级分别为Lp1=96dB，Lp2=93dB，求Lp总。两噪声源的叠加曲线解：Lp1-Lp2=3dB，查曲线得Lp= 1.8 dBLp总96dB +1.8dB97.8dB掌握了两个声源的叠加，就可以推广到多声源的叠加，只需逐次两两叠加即可，而与叠加次序无关。例2：有8个声源作用于一点，声压级分别为：70、75、82、90、93、95、100dB，求Lp总。解：它们合成的总声压级可以任意次序查图1的曲线两两叠加而 得。任选

7、两种叠加次序如下：2.噪声的相减例3：为测定某车间中一台机器的噪声大小，从声级计上测得声级为104 dB，当机器停止工作，测得背景噪声为100dB，求该机器噪声的实际大小。解：由题可知104dB是指机器噪声和背景噪声之和（Lp），而背景噪声是100 dB （Lp1）。 Lp - Lp1=4 dB，从图2中可查得相应Lp2.2 dB ，因此该机器的实际噪声噪级Lp2=Lp - Lp =101.8 dB。背景噪声修正曲线LpLp1/dBLp/dB小结：1、两个声压级相等时，合成L=Lp1+3dB2、两个声压级不等时，最大不超过多出3dB。（Lp1Lp2，LpLp1+3）3、两个声压级不等时，相差1

8、0dB以上时，增值很小，可以忽略不计，仍等于L1例4: Lp1=90dB，Lp2=75dB，合成Lp=90dB4、多声源叠加时，逐次两两叠加，与次序无关。五、噪声的物理量和主观听觉的关系响度响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，响度的单位叫“宋”（sone），1宋的定义为声压级为40dB，频率为1000Hz，且来自听者正前方的平面波形的强度。响度级1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数值，任何其他频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，则这1000Hz纯音的声压级分贝值就定为这一声音的响度级值。响度级的单位叫“方”（phon）。1.响度和响度级等响曲线(又称ISO

9、等响曲线)响度与响度级的关系根据大量实验得到，响度级每改变10方，响度加倍或减半。或 响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。 2.计权声级A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性。B计权声级是模拟5585dB的中等强度噪声的频率特性。C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。D计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机噪声的测量。A、B、C、D计权特性曲线3.等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级等效连续声级一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响的问题，即等效连续声级，符号“Leq”或“LAeq,T”。式中：LpA某时刻t的瞬时A声级，dB；T 规定的测量时间，s。如果数据符

10、合正态分布，其累积分布在正态概率纸上为一直线，则可用下面近似公式计算：其中： L10，L50，L90为累积百分声级测定时间内，10的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均峰值测量时间内，50的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均值测量时间内，90的时间超过的噪声级，相当于噪声的背景值噪声污染级噪声污染级（LNP）：式中：K常数，对交通和飞机噪声取值2.56 ；测定过程中瞬时声级的标准偏差。式中：LpAi 测得第i个瞬时A声级； 所测声级的算术平均值；n 测得总数。噪声污染级是综合能量平均和变动特性（用标准偏差表示）两者的影响而给出的对噪声的评价量。 评价非稳态噪声对人们情绪影响的一种方法，适用于评价

11、航空或道路交通噪声污染。昼夜等效声级考虑到夜间噪声具有更大的烦扰程度，故提出一个新的评价指标昼夜等效声级（也称日夜平均声级），符号“Ldn”。它反映社会噪声昼夜间的变化情况，表达式为：式中：Ld白天的等效声级，时间是从600至2200，共16个小时；Ln夜间的等效声级，时间是从2200至第二天的600，共8个小时。美国环保局已引用第三节 噪声测量仪器一、声级计二、其他噪声测量仪器一、声级计声级计，又叫噪声计，是一种按照一定的频率计权和时间计权测量声音的声压级和声级的仪器，是声学测量中最常用的基本仪器，是一种主观性的电子仪器。 噪声测量仪器测量的内容主要是噪声的强度，即声场中的声压；其次是测量噪

12、声的特征，即声压的各种频率组成成分。测量仪器主要有：声级计、声级频谱仪、录音机和实时分析仪等。 1.声级计的工作原理声级计工作方框图2.声级计的分类按精度：1级2级按体积大小：台式声级计便携式声级计袖珍式声级计按指示方式：模拟指示声级计（电表、 声级灯）数字指示声级计。两种级别声级计的性能指标具有同样的中心值，仅是容许误差不同，而且随着级别增大，容许误差放宽。AWA5633D型声级计AWA6270A噪声频谱分析仪AWA6270噪声频谱分析仪AWA6218C噪声统计分析仪 各种声级计实物照片二、其他噪声测量仪器1.声级频谱仪2.录音机3.记录仪4.实时分析仪第四节 噪声标准干扰睡眠和休息的噪声级

13、阈值白天为50dB，夜间为45dB，我国提出环境噪声允许范围见表1。表1 我国环境噪声允许范围 单位：dB人的活动最高值理想值体力劳动（保护听力）9070脑力劳动（保证语言清晰度）6040睡眠5030环境噪声标准制定的依据是环境基本噪声。各国大多参考ISO推荐的基数（如睡眠为30dB），根据不同时间、不同地区和室内噪声受室外噪声影响的修正值以及本国具体情况来制定，参考表2。 表2 一天不同时间对基数的修正 单位：dB时间修正值白天0晚上-5夜间-10至-15地区修正值农村、医院、休养区0市郊、交通量很少的地区+5城市居住区+10居住、工商业、交通混合区+15城市中心（商业区）+20工业区（重工

14、业）+25表3 不同地区对基数的修正值 单位：dB 表4 室内噪声受室外噪声影响的修正值 单位：dB 窗户状况修正值开窗-10关闭的单层窗-15关闭的双层窗或不能开的窗-20类 别昼 间夜 间0504015545260503655547055表5 城市区域环境噪声标准值 单位：等效声级Leq /dB(A)选自城市区域环境噪声标准 GB309693 类 别昼 间夜 间0504015545260503655547055表5 城市区域环境噪声标准值 单位：等效声级Leq /dB(A)适用于疗养区、高级别 墅区、高级宾馆区等特别需 要安静的区域，位于城郊和 乡村的这一类区域分别按严 于0类标准5dB执

15、行。 类 别昼 间夜 间0504015545260503655547055表5 城市区域环境噪声标准值 单位：等效声级Leq /dB(A)适用于以居住、文教 机关为主的区域，乡村居 住环境可参照执行该类标 准。 类 别昼 间夜 间0504015545260503655547055表5 城市区域环境噪声标准值 单位：等效声级Leq /dB(A)适用于居住、商业、工 业混杂区。 类 别昼 间夜 间0504015545260503655547055表5 城市区域环境噪声标准值 单位：等效声级Leq /dB(A)适用于工业区 类 别昼 间夜 间0504015545260503655547055表5 城市区域环境噪声标准值 单位：等效声级Leq /dB(A)适用于城市中的道路交通干 线道路的两侧区域，穿越城区的 内河航道两侧区域，穿越城区的 铁路主、次干线两侧区域的背景 噪声(指不通过列车时的噪声水平 )限值也执行该类标准。 我国工业企业噪声标准 每个工作日接触噪声时间/ h允许标准/ dB(A)885488291194最高不得超过115dB表7 现有企 业暂行标准 表6 新建、扩建、 改建企业标准每个工作日接触噪声时间/ h允许标准 / dB(A)890493296199最高不得超过最高不得超过115dB我国机动车辆允许噪声标准表8 汽车定置噪声限值（GB161701996） 单位：d