噪声,电磁辐射,放射性与其他污染防治技术

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1、第十二章,噪声,电磁辐射,放射性与其他污染防治技术,噪声的基本概念,物理学:是声波的频率和强弱变化毫无规律,杂乱无章的声音. 心理学: 人们不需要,使人烦躁的声音 种类: 空气动力性;机械性;电磁性;电声性 噪声污染的特点: 相对性 局部性 时间性 慢性和间接性,噪声对人体的危害,听力损失 干扰语言交流 烦恼 睡眠干扰 对工作效率的影响 对儿童和胎儿的影响 对视力,动物和物质结构的影响,噪声的危害,1、噪声对听力的损伤 长期在强噪声环境下工作，会使内耳听觉组织受到损伤，造成耳聋；慢性的噪声性耳聋 听力损失用500Hz、1000Hz和2000Hz三个频率上听力损失的平均值来表示。 听力正常（听力

2、损失在15dB以内)；接近正常（听力损失1525dB)；轻度耳聋（听力损失2540dB)；中度耳聋（听力损失4065dB)；重度耳聋（听力损失65dB以上）。 噪声级在80dB以内，才能保证人们长期工作不发生耳聋。在90dB以下，只能保证80的人工作40年后不会耳聋；85dB仍会有10的人产生噪声性耳聋。 强噪声性耳聋，或爆震性耳聋,噪声的危害,2、噪声对睡眠的干扰 40dB的连续噪声可使10的人睡眠受到影响；70dB的连续噪声可使50的人受到影响； 40dB的突发性噪声可使10的人惊醒，到60dB时，可使70的人惊醒。,3、噪声能诱发疾病 长期暴露在强噪声环境下，会引起人体的紧张反应，使肾上

3、腺素分泌增加，引起心率加快，血压升高； 噪声会引起消化系统的疾病，引起消化不良，诱发胃肠粘膜溃疡； 会引起疲劳、头晕及记忆力衰退，诱发神经衰弱症。,噪声的危害,4、噪声影响语言交谈和通讯联络的干扰 当人们交谈距离为1米时，平均声级为65dB； 当环境噪声级高于语言声级10dB时，谈话声音会被环境噪声完全掩盖； 当噪声级超过90dB时，即使大喊大叫也难以进行正常交谈。,噪声的危害,噪声的危害,5、特强噪声会对仪器设备和建筑结构造成危害 当噪声级超过135dB时，电子仪器的连接部位会出现错动，微调元件发生偏移，使仪器发生故障而失效； 当超过150dB时，仪器的元件可能失效或损坏； 当噪声超过140

4、dB时，轻型建筑物会遭受损伤。,噪声的测量,噪声的物理量度 声强与声强级 声压与声压级 声功率与声功率级 噪声的评价 噪声的测量,噪声的物理量度,（一）声压、声压级、声能量、声强和声功率 1、声压p 当有声波存在时，在媒质中产生的压强的增量。 单位：Pa或br；1Pa10 br。 当声频为1000Hz时，人耳可听声压范围为210-520Pa。 有效声压pe：一段时间内声压的均方根值。由于人耳无法感受声压的起伏，只能感受一个稳定的有效声压。 媒质的声阻抗率Zsp/uc，u为质点速度，c为声速。 声压级,（一）声压、声能量、声强和声功率,2、声能量 由于声扰动，声波在媒质中传播，产生动能和形变的势

5、能。动能和势能之和即为声能量。单位：J 声场：空间中存在声波的区域。 声能密度D：声场中单位体积媒质所含有的声能量，单位：J/m3。 对于自由空间的平面声波：DW/cSI/cp2/c2,（一）声压、声能量、声强和声功率,3、声强I 单位时间内，通过和声波射线垂直的单位面积内的声能量称为声强，即在传播方向上通过单位面积上的声功率。单位：W/m2。 对于自由空间的平面声波和球面波：IW/Spup2/c 声强与离开声源的距离有关：对于自由空间的点声源：I球W/（4r2）对于放在具有反射的地面上的点声源：I球W/（2r2）,（一）声压、声能量、声强和声功率,4、声功率W 声功率就是指声源在单位时间内辐

6、射出来的总声能量。单位：W。 对于自由空间的点声源：W球4r2p2/c 对于放在具有反射的地面上的点声源：W半球2r2p2/c,（二）声波的测量单位,1、级的概念 1个量的级是这个量与同类基准值之比的对数，用L表示。 表达式： r10时，级的单位为贝（耳），级表示的量与功率成正比。工程上常用分贝表示级，是贝的十分之一，符号为dB。 re时，级的单位为奈培（Np）。1Np8.686dB,主要声学量的级和基准,（二）声波的测量单位,2、声压级Lp Lp20lg（p/p0） Lp为声压级，单位dB；p为有效声压，Pa；基准声压p02105 Pa。 对于听阈Lp0；对于痛阈Lp120dB。,某些环境下

7、的声压和声压级,（二）声波的测量单位,3、声强级LI LI10lg（I/I0） LI为声强级，单位dB；I为声强，瓦/米2；基准声强I011012瓦/米2 。 LI=10lg(I/I0)=10lg(p2/ p02 )+10lg p02/(I0 c)= LP+10lg400/ c当在1atm，38.9时，空气的c 400Pas/m， LI Lp在一般情况下，空气中的声波LI与 Lp 的值相差0.2dB，故LILp,（二）声波的测量单位,4、声功率级LW LW10lg（W/W0） LW为声功率级，单位dB；W为声功率，瓦；基准声功率W011012瓦。 LW=10lg(W/W0)=10lg(IS/

8、W0 )=10lg I/10-12+10lgS=LI+10lgSLP+10lgS 对于球面声波，距离声源半径微r，则有： LW= LP+10lg4r2 LP+20lgr11 对于半球面声波，距离声源半径微r，则有： LW= LP+10lg2r2 LP+20lgr8,（三）噪声级的合成,1、噪声级合成是按照能量的叠加规律进行叠加的。 2、声强级：声强与能量成正比。总声强等于各声强之和。 假设有n个噪声源同时存在，声强与声强级分别为I1、 I2、 In和L1、 L2、 Ln。则： L110lg I1/I0， L210lg I2/I0 ， Ln10lg In/I0 。 I1/I010 0.1L1，

9、I2/I010 0.1L2， In/I010 0.1Ln 。 所以，总声强级L10lg （I1/I0 I2/I0 In/I0 ）10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ）,（三）噪声级的合成,3、声压级：能量与声压的平方成正比。总声压的平方等于各声压排放之和。 假设有n个噪声源同时存在，声压与声压级分别为p1、 p2、 pn和L1、 L2、 Ln。则： Lp120lg p1/p0， Lp220lg p2/p0， ，Lpn20lg pn/p0 。 （p1/p0）210 0.1Lp1， （p1/p0）2 10 0.1Lp2， ， （p1/p0）210 0.1Lpn 。 所以

10、，总声压级Lp10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ）,（三）噪声级的合成,4、n个相同噪声级合成的总噪声级 L10lg（ 10 0.1L110 0.1L2 10 0.1Ln ）10lg（n 10 0.1L1 ）L110lgn 当n2时， LL110lg2 L13 即表示两个相同的声压级相加，能量增加一倍，声级增加3dB。,（三）噪声级的合成,5、不同噪声级的合成 假设存在两个噪声源，声压级分别为L1、L2，且L1L2 ，则有： LL110lg（ 10 0.1L110 0.1L2） L1 10lg 10 0.1L1 10 0.1L2）/ 10 0.1L1 10lg 1

11、+ 10 0.1(L1-L2 ) 设噪声合成的附加值L 10lg 1+ 10 0.1(L1-L2 )，则 LL1 L 其中L可查表，根据表可知，当L1-L26dB时， L1dB，所以当两个声源中的一个噪声级超出另一个噪声级68dB，则较弱的噪声可以忽略不计。,噪声的频谱,（一）噪声分析的基本知识 声音的频率就是声源振动的频率； 人耳听到的声音有的低沉，有的尖锐主要是声音的音调的高低引起的，而音调是人耳对声源振动频率的主观感受。 声音可按频率分为：次声（20000Hz）； 噪声控制主要研究可听声，可听声可分为：低频声（2000Hz）。 人们在生活中听到的声音是不同频率、强度的纯音复合而成的。,噪

12、声评价,（一）人耳的听觉特性与A声级 1、人耳的听觉特性 不同频率的声音，即使声压级相同，人耳感觉的响亮程度不同，如同样60dB， 100Hz 和1000Hz的两种声音，1000Hz的声音人耳听起来响一些，而要100Hz的声音听起来与1000Hz，60dB的声音一样响，声压级要达到67dB； 人耳对10005000Hz的声音最敏感。 人耳的听觉系统具有滤波的功能“酒会效应”，即人耳能在有其他噪声存在的环境下听出某些频率的声音。,（一）人耳的听觉特性与A声级,2、响度 响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，是描述声音大小 的主观感觉量。 不仅取决于声音的强度(如声压级)，还与它的频率及波形有

13、关。 响度 的单位是宋(sone)，符号是“N”。 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行波的强度。如果另一个声音听起来比这个大n倍，即声音的响度为n宋。,（一）人耳的听觉特性与A声级,2、响度级 响度级是用来定量地确定声音的轻或响的程度的参数； 响度级是建立在两个声音的主观比较上的。定义1000Hz纯音声压级的分贝值为响 度级的数值，任何其它频率的声音，当调节1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，该1000Hz纯音的声压级分贝数定义为这一声音的响度级。 响度级的单位是方(phon)，符号是“LN”。 响度与响度级的关系：声压级每增加10方，响度值加倍

14、 N2(LN-40)/10 或 LN4033.3lgN 等响曲线：对各频率进行试听分析，达到同样响度级时，频率与声压级的关系曲线。,（一）人耳的听觉特性与A声级,3、A声级 由等响曲线可以看出，人耳能听到的最小的声音与频率有关，频率低，人耳的灵敏度差；频率高，人耳灵敏度好。 如果有一台机器发出的噪声，含有从低到高频声，其噪声一进人耳就失真了，或被滤去了一部分低频成分，也可以说被人耳计权了。 由于人耳的听觉无法测定声音的频率成分和相应的强度，只能利用测量仪器声级计来测定，为了模拟人耳的听觉特性，在声级计中安装了一个滤波器使它对频率的判别与人耳相似，这个滤波器称为A计权网络，该声级计称为A声级计。

15、 当声音信号进入A网络，中、低频声音按比例衰减通过，1000Hz声音无衰减通过。通过A声级计测定的声压级称为A声级，记做dBA或dB（A）。,（一）人耳的听觉特性与A声级,4、B、C、D声级 A、B和C计权声级的主要差别在于对低频成分的衰减程 度，A衰减最多，B其次，C最少。 A计权声级是模拟人耳 对55分贝以下低强度噪声的频率特性；B计权声级是模拟55分贝到85分贝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计权声级表征人耳主观听觉较好，故实 际中较常采用A计权声级。,（二）等效连续声级(Leq),A计权声级能较好

16、评价连续稳态 噪声，但对一个起伏的或不连续的噪声，A计权声级就不合适 了。 用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响，即等效连续声级，符号“Leq”。它是用一个相同时问内声能与之相等的连续稳定的A声级来表示该段时间内噪 声的大小。 数学表达式：,（二）等效连续声级(Leq),如果测量是在同样的采样时间间隔，则表达式变为：昼夜等效声级Ldn注：昼间为07:0022:00，共16小时；夜间为22:007:00，共8小时，考虑夜间噪声对人们的影响更大，对夜间的噪声A声级加10dB进行修正。,（三）累计百分数声级Ln,连续等效声级反映了噪声对人体的影响，但是未能反映噪声的起伏程度；因而采用累计百分数声级来评价噪声。 累计百分数声级Ln表示在测量时间内高于Ln声级所占的时间为n。例如L1070dB，表示声级高于70dB的时间占10，其余90的时间内噪声级均低于70dB。 通常， L90表示本底噪声， L50表示中值噪声级， L10表示噪声峰值。 累计百分数声级一般只用于有较好正态分布的噪声评价，当符合正态分布时，其与等效声级的关系为： LeqL50(L10L90)2/60,