1、环境噪声监测环境噪声监测在我国很多大城市的环境污染投诉中,噪在我国很多大城市的环境污染投诉中,噪声占了声占了60%70%60%70%,已经成为广泛的社会公,已经成为广泛的社会公害。害。超标否?本章内容一、环境噪声的定义、分类及其特征一、环境噪声的定义、分类及其特征二、环境噪声的危害二、环境噪声的危害三、环境噪声的测量、标准与评价指标三、环境噪声的测量、标准与评价指标 四、声级及其计算四、声级及其计算五、环境噪声监测五、环境噪声监测1. 1. 噪声的定义噪声的定义物理中,发声体作无规则振物理中,发声体作无规则振动时发出的声音叫做噪声。动时发出的声音叫做噪声。从环保的角度看,从环保的角度看,噪声指
2、人噪声指人们不需要的声音。们不需要的声音。因此,对噪声的判断不仅仅是根据物理学上的定义,因此,对噪声的判断不仅仅是根据物理学上的定义,而且往往与人们所处的环境和主观感觉反应有关。而且往往与人们所处的环境和主观感觉反应有关。一、环境噪声的定义、分类及其特征环境噪声污染环境噪声污染: :是指所产生的环境噪声超过国家规定的是指所产生的环境噪声超过国家规定的环境噪声排放标准,并干扰他人的正常生活、工作和学习环境噪声排放标准,并干扰他人的正常生活、工作和学习的现象。的现象。静悄悄的环境静悄悄的环境热烈的环境热烈的环境噪声:人为活动产生的噪声和自然界噪声。噪声:人为活动产生的噪声和自然界噪声。风声、雨声、
3、读书声,声声入耳风声、雨声、读书声,声声入耳2. 2. 环境噪声的分类环境噪声的分类按照按照中华人民共和中华人民共和国环境噪声污染防治国环境噪声污染防治法法的规定,环境噪的规定,环境噪声只包括声只包括工业生产、工业生产、建筑施工、交通运输建筑施工、交通运输和社会生活和社会生活中所产生中所产生的干扰周围生活环境的干扰周围生活环境的声音。(的声音。(按噪声来按噪声来源分类源分类)噪声按机理不同分为:噪声按机理不同分为:(1)空气动力噪声)空气动力噪声(2)机械噪声)机械噪声(3)电磁噪声)电磁噪声3. 3. 环境噪声的三个特征环境噪声的三个特征环境噪声属于物理污染,具有暂时性。噪声源停止环境噪声属
4、于物理污染,具有暂时性。噪声源停止发声,噪声过程即时消失,不会留下能量的积累。发声,噪声过程即时消失,不会留下能量的积累。环境噪声在影响范围上具有局限性,在分布上又有环境噪声在影响范围上具有局限性,在分布上又有分散性。分散性。环境噪声是感觉公害。对人的影响程度受当时的行环境噪声是感觉公害。对人的影响程度受当时的行为状态、生理和心理因素有关。为状态、生理和心理因素有关。 对听力的损伤对听力的损伤 对睡眠的干扰对睡眠的干扰 对人体的生理影响对人体的生理影响 对语言交谈和通讯联络的干扰对语言交谈和通讯联络的干扰 特强噪声对仪器设备和建筑结构的危害特强噪声对仪器设备和建筑结构的危害二、环境噪声的危害二
5、、环境噪声的危害例如:当人连续听摩托车声例如:当人连续听摩托车声, 8, 8小时以后听力就会受损小时以后听力就会受损; ; 若若是在摇滚音乐厅是在摇滚音乐厅, , 半小时后半小时后, , 人的听力就会受损。另外,人的听力就会受损。另外,85dB85dB,1010年工龄工人,危险率为年工龄工人,危险率为3%3%,听力损失者为,听力损失者为6%6%;1515年工龄工人,危险率增加到年工龄工人,危险率增加到5%5%,听力损失者为,听力损失者为10%10%。另外,由于噪声的掩蔽效应,往往使人不易察觉一些危险另外,由于噪声的掩蔽效应,往往使人不易察觉一些危险信号,从而容易造成工伤事故。信号,从而容易造成
6、工伤事故。 三、环境噪声的测量、评价指标与标准 (一)噪声测量仪器(一)噪声测量仪器1. 声级计声级计 1、普通声级计、普通声级计 20800赫赫 2、精密声级计、精密声级计 2012500赫赫2. 频谱分析仪频谱分析仪 频谱分析频谱分析 可测定频率与声压级的声音特征曲线可测定频率与声压级的声音特征曲线3. 记录仪记录仪 与(一)与(一),(二)合用(二)合用4. 录音机(全部情况记录下来)录音机(全部情况记录下来)5. 实时分析仪实时分析仪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(二)(二) 噪声的评价指标噪声的评价指标
7、1.1.响度和响度级响度和响度级2.2.计权声级计权声级3.3.等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级 1. 响度和响度级响度和响度级(1)响度)响度(N) 响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念,响度响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念,响度的单位叫的单位叫“宋宋”,1 1宋的定义为声压级为宋的定义为声压级为40dB40dB,频率为,频率为1000Hz1000Hz,且来自听者正前方的平面波形的强度。如果另,且来自听者正前方的平面波形的强度。如果另一个声音听起来比这个大一个声音听起来比这个大n n倍,则声音的响度为倍,则声音的响度为n n宋。宋。 (
8、2)响度级)响度级(LN) 定义定义1000Hz1000Hz纯音声压级的分贝值为响度级的数值,任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,当调节何其他频率的声音,当调节1000Hz1000Hz纯音的强度使之与这纯音的强度使之与这声音一样响时,则这声音一样响时,则这1000Hz1000Hz纯音的声压级分贝值就定为纯音的声压级分贝值就定为这一声音的响度级值。响度级的单位叫这一声音的响度级值。响度级的单位叫“方方”。(3)等响曲线:人耳听觉范围内一系列响度相等的声压级)等响曲线:人耳听觉范围内一系列响度相等的声压级与频率关系曲线与频率关系曲线L Lp pf fL LN N效果效果82dB
9、82dB20Hz20Hz2020方方感觉响度一样,但感觉响度一样,但L Lp p不同,当然不同,当然f f也不也不同,但同,但L LN N一样一样35dB35dB100Hz100Hz2020方方20dB20dB1000Hz1000Hz2020方方30dB30dB10000Hz10000Hz2020方方(4)响度与响度级的关系响度与响度级的关系 它们的关系可用下列数学式表示;它们的关系可用下列数学式表示; N = 2(N = 2(L LN N - 400)/10) - 400)/10) 或或 L LN N = 40 + = 40 + 33lgN 33lgN 响度级的合成不能直接相加,而响度可以相
10、响度级的合成不能直接相加,而响度可以相加加. . 为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量,有关人员在噪声测量仪器评价量,有关人员在噪声测量仪器声级计中声级计中设计了一种特殊滤波器,叫设计了一种特殊滤波器,叫计权网络计权网络。通过计权。通过计权网络测得的声压级,网络测得的声压级,已不再是客观物理量的声压已不再是客观物理量的声压级,而叫计权声压级或计权声级,简称声级级,而叫计权声压级或计权声级,简称声级。通。通用的有用的有A A、B B、C C和和D D计权声级。计权声级。 2. 2. 计权声级:计权声级:计权声级:AACAB滤波器滤波器声级计声级计传声
11、器传声器 前置放大前置放大器器计权网络计权网络输出放大输出放大器器检波器检波器指示器指示器输输出出 (1 1)A A 计权声级是模拟人耳对计权声级是模拟人耳对 55dB 55dB 以下以下低强度噪声的低强度噪声的频率特性;频率特性;人们发现人们发现A A声级声级( (L LA A) )用来作噪声度量标准,能较好地反用来作噪声度量标准,能较好地反映出映出人们对噪声吵闹的主观感觉人们对噪声吵闹的主观感觉。因此,。因此,A A声级几乎成为一切噪声评声级几乎成为一切噪声评价的基本值。对价的基本值。对稳定、连续的噪声稳定、连续的噪声可以直接用可以直接用A A声级评价。声级评价。 (2 2)B B 计权声
12、级是模拟计权声级是模拟 55dB 55dB 到到 85dB 85dB 的中等强度的中等强度噪声噪声的频率特性;的频率特性; (3 3)C C 计权声级是模拟计权声级是模拟高强度噪声高强度噪声的频率特性;的频率特性; (4 4)D D 计权声级是对噪声参量的模拟,专用于计权声级是对噪声参量的模拟,专用于飞机噪声飞机噪声的测量。的测量。 3.3.等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级(一)等效连续声级(一)等效连续声级L Leqeq( (L LAeq,TAeq,T):):起伏的或不连续的噪声起伏的或不连续的噪声 1 1、定义:用噪声能量按时间平均方法来评价噪声
13、对人影响、定义:用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响; ;用一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的用一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的A A声级宋表声级宋表示该段时间内的噪声的大小。示该段时间内的噪声的大小。 2 2、计算公式、计算公式 L LAeq,TAeq,T = 10 lg = 10 lg 1/T 1/T 0 0 10 100.10.1L L dtdt L LPAPA 某时刻某时刻t t的瞬时的瞬时A A声级声级dB); dB); T T 规定的测量时间规定的测量时间(s)(s)。 TPA(二)噪声污染级(二)噪声污染级LNP1、定义:在、定义:在LAeq上加一项表示上加一项表
14、示noise变化幅度的量。变化幅度的量。 许多非稳态噪声的实践表明,许多非稳态噪声的实践表明,涨落的噪声所引起人的烦恼程度涨落的噪声所引起人的烦恼程度比等能量的稳态噪声要大比等能量的稳态噪声要大,并且与噪声暴露的变化率和平均强度,并且与噪声暴露的变化率和平均强度有关。经实验证明,在等效连续声级的基础上加上一项表示噪声有关。经实验证明,在等效连续声级的基础上加上一项表示噪声变化幅度的量,更能反映实际污染程度。用这种噪声污染级评价变化幅度的量,更能反映实际污染程度。用这种噪声污染级评价航空或道路的交通噪声航空或道路的交通噪声比较恰当。比较恰当。 2、公式:、公式: LNPLAeq+2.56 为测量
15、过程中瞬时声级的标准偏差为测量过程中瞬时声级的标准偏差3、意义:涨落的、意义:涨落的noise对人们烦恼度对人们烦恼度(三)昼夜等效声级(三)昼夜等效声级Ldn定义:它是表示社会噪声昼夜间的变化情况。定义:它是表示社会噪声昼夜间的变化情况。公式公式(Ld 昼昼 6:0022:00;Ln 夜夜 22:006:00)环境噪声质量标准环境噪声排放标准环境噪声方法标准等。(三) 噪声标准四、声级及其运算l声能量声能量(E):声波传到原先静止的媒质中,一方面是媒):声波传到原先静止的媒质中,一方面是媒质质点在平衡位置附近来回振动(获得动能),同时,使质质点在平衡位置附近来回振动(获得动能),同时,使媒质
16、中产生了压缩和膨胀(产生形变势能),两种能量之媒质中产生了压缩和膨胀(产生形变势能),两种能量之和为媒质得到的声能量,记为和为媒质得到的声能量,记为D,单位:焦耳(,单位:焦耳(J/m3)。)。l声功率声功率(W):声源在单位时间内辐射出的总声能量称为):声源在单位时间内辐射出的总声能量称为声功率,记为声功率,记为W,单位:瓦(,单位:瓦(W)。)。l声强声强(I):在自由声场中,单位时间在垂直于波的传播):在自由声场中,单位时间在垂直于波的传播方向上单位面积所通过的声能量称为瞬时声强,记为方向上单位面积所通过的声能量称为瞬时声强,记为I ,单位:瓦特每平方米(单位:瓦特每平方米(W/m2)。
17、)。l级的概念级的概念l对被量度量与基准量的比值求对数,这个对数值称为被量对被量度量与基准量的比值求对数,这个对数值称为被量度量的度量的“级级”;l如果所取的对数以如果所取的对数以1010为底,则级的单位为贝尔(为底,则级的单位为贝尔(B B);由);由于贝尔的单位过大,故常将于贝尔的单位过大,故常将1 1贝尔分为贝尔分为1010档,每一档的单档,每一档的单位称为分贝(位称为分贝(dBdB)。)。l如果所取对数以如果所取对数以e e为底,则级的单位称为奈培(为底,则级的单位称为奈培(NpNp)。)。l1Np=8.686dB1Np=8.686dB(1 1)声压级()声压级(L Lp p) 待测声
18、压的有效值待测声压的有效值P Pe e与参考声压与参考声压P Po o的比值取以的比值取以1010为为底的对数,再乘以底的对数,再乘以2020,单位,单位dBdB。P P0 0基准声压,其值为基准声压,其值为2 21010-5 -5 Pa, Pa, 是是1000Hz1000Hz声音的听声音的听阈声压。阈声压。0202lg20lg10PPPPLP(2 2)声强级()声强级(L LI I) 待测声强待测声强I I与参考声强与参考声强I Io o的比值取常用对数再的比值取常用对数再乘以乘以1010,单位,单位dB.dB.LI10lg(I/Io)空气中空气中 Io 10-12 W/m2(3 3)声功率
19、级)声功率级 以听阈声功率以听阈声功率1010-12-12瓦为基准,则声功率级定义瓦为基准,则声功率级定义为为 0lg10WWLW空气中空气中 Wo 10-12 W对于给定的声源,其声功率是不变的对于给定的声源,其声功率是不变的 级的相加:级的相加: 公式推导如下:公式推导如下:LpT 10lg( 10 0.1 Lpi )ni=1在噪声测量过程中,对测量产生干扰的其他外界在噪声测量过程中,对测量产生干扰的其他外界噪声称为背景噪声或本底噪声。噪声称为背景噪声或本底噪声。 L LpBpB为本底噪声的声压级,为本底噪声的声压级,L LpSpS为待测声压级。为待测声压级。LpT10lg(10 0.1
20、LpB + 10 0.1 LpS)LpS10lg(10 0.1 LpT - 10 0.1 LpB)计算题计算题1 1:已知某房地产工地有:已知某房地产工地有6 6台挖掘机,单独台挖掘机,单独施工时在某测点的声压级分别为施工时在某测点的声压级分别为68dB68dB、74dB74dB、68dB68dB、77dB77dB、80dB80dB、71dB,71dB,求求6 6台挖掘机同时施工台挖掘机同时施工时在此测点产生的总声压级。时在此测点产生的总声压级。区域声环境监测区域声环境监测道路交通声环境监测道路交通声环境监测功能区声环境监测功能区声环境监测五、噪声监测(1 1)城市区域环境噪声监测目的:目的:
21、评价整个城市环境噪声总体水平,分析城评价整个城市环境噪声总体水平,分析城市声环境质量状况的年度变化规律和变化趋势。市声环境质量状况的年度变化规律和变化趋势。布点:布点:将整个城市建成区分成若干个等大的将整个城市建成区分成若干个等大的正方形网格(如正方形网格(如1000m1000m* *1000m1000m),),对于未连成片的建成区,正方形网格可以对于未连成片的建成区,正方形网格可以不衔接。网格中水面面积或无法监测的区域面积为不衔接。网格中水面面积或无法监测的区域面积为100%100%及及非建成区面积大于非建成区面积大于50%50%,为无效网格。,为无效网格。测量点设在每个测量点设在每个网格中
22、心网格中心,若中心点的位置不宜测量(如,若中心点的位置不宜测量(如水面、污沟、禁区、马路行车道等),可移到旁边能够测水面、污沟、禁区、马路行车道等),可移到旁边能够测量的位置。量的位置。整个城市建成区有效网格数不应少于整个城市建成区有效网格数不应少于100100个。个。n网格测量法网格测量法(2)(2)道路交通声环境监测城市交通噪声监测城市交通噪声监测车行道人行道距路面20cm处距离路口50m路段不足路段不足100m设在路段中间设在路段中间(3)功能区噪声监测n定点测量法定点测量法工业企业噪声监测工业企业噪声监测 测点选择的原则是:测点选择的原则是: (1) (1)若车间内各处若车间内各处A
23、A声级波动小于声级波动小于3 3dBdB,则只需在车间择则只需在车间择1-31-3个测点;个测点; (2) (2)若车间内各处声级波动大于若车间内各处声级波动大于3 3dBdB,则应按声级大小,将则应按声级大小,将车间分成若干区域,任意两区域的声级应大于或等于车间分成若干区域,任意两区域的声级应大于或等于3 3dBdB,而而每个区域内的声级波动必须小于每个区域内的声级波动必须小于3 3dBdB,每个区域取每个区域取1-31-3个测点;个测点; (3) (3)如为稳态噪声则测量如为稳态噪声则测量A A声级,记为声级,记为dBdB(A A););如为不稳态如为不稳态噪声,测量等效连续噪声,测量等效
24、连续A A声级或测量不同声级或测量不同A A声级下的暴露时间,声级下的暴露时间,计算等效连续计算等效连续A A声级。测量时使用慢档,取平均读数;声级。测量时使用慢档,取平均读数; (4) (4)测量时要注意减少环境因素对测量结果的影响,如应注测量时要注意减少环境因素对测量结果的影响,如应注意避免或减少气流、电磁场、温度和湿度等因素对测量结果意避免或减少气流、电磁场、温度和湿度等因素对测量结果的影响。的影响。 测量工业企业厂界噪声应在测量工业企业厂界噪声应在工业企业边界线工业企业边界线1 1m m处进处进行。据初测结果,声级每涨落行。据初测结果,声级每涨落3 3dBdB布一个测点。如与居民布一个
25、测点。如与居民住宅毗邻时,应取该室内中心点的测量数据为准,此时标住宅毗邻时,应取该室内中心点的测量数据为准,此时标准值应比室外标准值低准值应比室外标准值低1010dB(A)dB(A)。如边界设有围墙、房屋如边界设有围墙、房屋等建筑物时,应避免建筑物的屏障作用对测量的影响。等建筑物时,应避免建筑物的屏障作用对测量的影响。 计数特性选择计数特性选择A A声级,动态特性选择慢响应。稳态噪声级,动态特性选择慢响应。稳态噪声,取一次测量结果。非稳态噪声的声级涨落在声,取一次测量结果。非稳态噪声的声级涨落在3 31010dBdB范围,每隔范围,每隔5 5s s连续读取连续读取100100个数据;声级涨落在
26、个数据;声级涨落在1010dBdB以上,以上,连续读取连续读取200200个数据,求取各测点等效声级值。个数据,求取各测点等效声级值。 测量应在测量应在工业企业的正常生产时间内进行工业企业的正常生产时间内进行。工业企业厂界噪声监测工业企业厂界噪声监测 机场周围飞机噪声测量方法机场周围飞机噪声测量方法 测量条件:气候条件为无雨、无雪,地面上测量条件:气候条件为无雨、无雪,地面上10m高高处的风速不大于处的风速不大于5m/s,相对湿度不应超过,相对湿度不应超过90,不应小,不应小于于30。 传声器位置:测量传声器应安装在开阔平坦的地方,传声器位置:测量传声器应安装在开阔平坦的地方,高于地面高于地面
27、1.2 m,离其他反射壁面,离其他反射壁面1 m以上,注意避开高以上,注意避开高压电线和大型变压器。所有测量都应使传声器膜片基本压电线和大型变压器。所有测量都应使传声器膜片基本位于飞机标称飞行航线和测点所确定的平面内,即是掠位于飞机标称飞行航线和测点所确定的平面内,即是掠入射。入射。 在机场的近处应当使用声压型传声器,其频率响在机场的近处应当使用声压型传声器,其频率响应的平直部分要达到应的平直部分要达到10kHz。要求测量的飞机噪声级。要求测量的飞机噪声级最大值至少超过环境背景噪声级最大值至少超过环境背景噪声级20dB,测量结果才被,测量结果才被认为可靠。认为可靠。 测量仪器:精度不低于测量仪器:精度不低于2型的声级计或机场噪声监型的声级计或机场噪声监测系统及其他适当仪器。声级计的性能要符合测系统及其他适当仪器。声级计的性能要符合GB3785的规定。的规定。 机场周围飞机噪声测量记录表机场周围飞机噪声测量记录表注:风速指注:风速指10m高处风速。高处风速。测点编号_ 测点位置_ 环境背景噪声_dB测量日期_年_月_日 监测人员_气象条件:气温_ 湿度_% 风向_ 风速_m/s测量仪器:名称_ 型号_ 备注 :监测时间/时分秒飞机状态/起降飞机型号LAmax/dB持续时间/sLAmax/dBLEPN/dB备注