第五章噪声污染监测.ppt

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1、第五章噪声污染监测,第五章 噪声污染监测,第五章噪声污染监测,立体交通噪声污染,第五章噪声污染监测,1. 什么是噪声？ 噪声是声音的一种。 物理角度：噪声是由声源作无规则和非周期性振动产生的声音。 环境保护角度：噪声是指那些人们不需要的、令人厌恶的或对人类生活和工作有防碍的声音。 噪声不仅有其客观的物理特性，还依赖主观感觉的评定。如在听音乐时，悦耳的歌声不是噪声；而在人们需要休息时，邻居传来的音乐将成为噪声。,第五章噪声污染监测,2. 噪声的特点 一般是声压级较高的，频率特性杂乱无章的声音。,第五章噪声污染监测,噪声污染特点：,1.噪声污染属于物理性污染，它只会造成局部性污染，一般不会造成区域

2、性和全球性污染,2.噪声污染没有残余污染物，噪声源停止运行后，污染就立即消失 3.噪声一般不直接致命或致病，它的危害是慢性的和间接的。,第五章噪声污染监测,噪声公害事件：,1960年11月，日本广岛市一男子因不堪忍受工厂噪声折磨刺杀工厂主。 1961年7月，日本东京青年因不堪忍受客货车的噪声自杀身亡。 1981年，在美国的现代派露天音乐会。,第五章噪声污染监测,噪声,无形的暴力,豚鼠试验,人体试验,噪声公害事件：,把一只豚鼠放在173分贝的强声环境中，几分钟后就死了。解剖后的豚鼠肺和内脏都有出血现象。,华盛顿时间 1991年4月12日上午11点半，美国南部的迈阿密商业机场上的恐怖试验 。,第五

3、章噪声污染监测,1. 交通噪声 2. 工厂噪声 3. 建筑施工噪声 4. 社会生活噪声,环境噪声的来源,第五章噪声污染监测,本章主要内容 第一节 噪声的物理量 频率、波长和声速 声压、声强和声功率 声压级、声强级和声功率级 A声级、等效连续A声级、昼夜等效声级、噪声污染级 第二节 噪声测量 声级计 城市环境噪声监测 工矿企业噪声监测,第五章噪声污染监测,第一节、噪声的物理量,一、 频率、波长和声速 二、声压、声强和声功率 三、声压级、声强级和声功率级 四、噪声的叠加和相减 五、A声级、等效连续A声级、昼夜等效声级、噪声污染级,第五章噪声污染监测,一、声音的频率、波长和声速声音是由物体振动而产生

4、的。 物体振动发出的声音要通过中间介质才能传播出去，送到人耳，使人感到有声的存在。,第五章噪声污染监测,1 频率 声频就是声音的频率特性。一个振荡物体，每秒钟振动的次数为该物体的振动频率，频率的单位为赫兹(Hz)。 一般地说，振动频率在20赫兹到20000赫兹之间的声波，人耳是可以听到的，称为可听声波，声波的振源叫做声源。频率低于20HZ的声音称为次声波，而频率高于20kHZ的声音称为超声波。,第五章噪声污染监测,人耳对低频噪声较容易忍受，而对高频噪声则感觉较敏锐、耐受力差。如果人们长期生活在高频率的高声级环境中，会引起耳朵失听，即噪声性耳聋，而噪声性耳聋是不可逆转的。 低频噪声源主要有：电梯

5、、变压器、中央空调（包括冷却塔）等，一般是指频率在500赫兹以下的声音。 低频噪声对生理的直接影响没有高频噪声那么明显，但是近来国内从事低频噪声研究的专家指出，低频噪声会引起头痛、失眠等神经官能症。 低频噪声不容易衰减。 低频噪声由于可直达人的耳骨，而且会使人的交感神经紧张、心动过速、血压升高、内分泌失调。人被迫接受这种噪声，容易烦恼激动、易怒，甚至失去理智。如果长期受到低频噪声袭扰，容易造成神经衰弱、失眠、头痛等各种神经官能症，甚至影响到孕妇腹中的胎儿。,第五章噪声污染监测,2.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。

6、 3.声速 一秒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。 波长、频率和声速三者的关系：,第五章噪声污染监测,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。单位为瓦（W）。 在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。 多声源噪声总声功率,二、声功率、声强和声压,第五章噪声污染监测,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/m2。,第五章噪声污染监测,3. 声压 声音在空气中能够传播出去，是由于振动物体通过振动造成周围空气的局部压强变化，这个压强变化使周围空气产生局部的密度变化，局部密度变

7、化又造成较远部位空气压强的变化，如此下去，就把这个压强变化向更远的部位传递出去，这样就形成了声音的传播。在声音的传播过程中，空气压强相对于大气压强的压强变化，称为声压，其单位为帕(Pa)。 人类的听觉领域相当广阔，平均大约2*10-520Pa, 左右。也就是说，我们能听到的一个最强声音的音源，有可能是一个最弱声源的100万倍。,第五章噪声污染监测,声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。 但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值. 对于球面波和平面波，声压与声强的关系是：,第五章噪声污染监测,三、声压级、声功率级和声强级,第五章噪声污染监测,1.声压

8、级 在声音的传播过程中，空气压强相对于大气压强的压强变化，称为声压，其单位为帕(Pa)。 人类的听觉领域相当广阔，平均大约2*10-520Pa, 左右。也就是说，我们能听到的一个最强声音的音源，有可能是一个最弱声源的100万倍。 为了方便表达起见，一般以被测声压与基准声压(一般取2*10-5Pa）之比的对数来表达，即用声压级来表达声音的大小。声压级的单位为分贝,dB。,dB,第五章噪声污染监测,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210-5Pa，该值是人耳朵刚能听到的1000Hz纯音的最低声压值。,第五章噪声污染监测,

9、声功率级常用Lw(N)表示，定义为： 式中：Lw声功率级（dB）； W声功率（W）； W0基准声功率，为10-12W,2. 声功率级,第五章噪声污染监测,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10-12W/m2。,3. 声强级,第五章噪声污染监测,四、噪声的叠加和相减,1. 噪声的叠加 声能量是可以代数相加的，设两个声源的声功率分别为W1和W2，那么总声功率W总=W1+W2。而两个声源在某点的声强为I1和I2时，叠加后的总声强 I总=I1+I2。 声压不能直接相加,第五章噪声污染监测,两个声源的声压级分别为 Lp1=10lgP1

10、2/P02 Lp2=10lgP22/P02 得到 P12=P0210Lp1/10 P22=P0210Lp2/10,第五章噪声污染监测,如果两个声源的声压级相等，Lp1=Lp2 总声压级: Lp = Lp1+10lg2 = Lp1+3dB 即作用于某一点的两个声源的声压级相等，叠加后的总声压级比一个声源的声压级增加3分贝。,第五章噪声污染监测,两个声源的声压级不相等时，图表法：,两个噪声相加，总声压级不会比其中任一大3dB以上，而两个声压级相差15dB以上时，叠加量可以忽略不计。,第五章噪声污染监测,例 两声源作用于某一点得声压级分别为Lp1=96dB，Lp2=93dB， 由于Lp1-Lp2=3

11、dB，查曲线得Lp=1.8 dB,因此Lp总96+1.897.8 dB。,图7.1 两噪声源的叠加曲线,第五章噪声污染监测,多声源的叠加只需逐次两两叠加即可，与叠加次序无关。 例如，有八个声源作用于一点，声压级分别为70、 70、75、82、90、93、95、100dB，它们合成的总声压级可以任意次序。查图曲线两两叠加而得。任选两种叠加次序如下：,多声源的叠加,第五章噪声污染监测,2.噪声的相减,由于背景噪声的存在，使实际测量的读数增大，因此，噪声测量中经常碰到如何扣除背景噪声的问题，即噪声相减。 例如，测定一台机器的噪声，应先测得机器和背景噪声值，机器停止工作后，测背景噪声值。 利用背景噪声

12、修正曲线，求得该机器噪声的实际大小。,第五章噪声污染监测,2. 噪声的相减,例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104dB，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7-2中可查得相应之Lp2.2 dB 因此该机器的实际噪声噪级Lp2：Lp2=Lp-Lp =101.8 dB。,图7.2 背景噪声修正曲线,第五章噪声污染监测,五、 噪声的评价参数,第五章噪声污染监测,1、A声级-计权声级,环境噪声的度量不仅与噪声的物理量有关，

13、还与人对声音的主观听觉有关。人耳对声音的感觉不仅与声压级大小有关，还与频率的高低有关。 因此，根据听觉特性，在声学测量仪器中设置有A计权网络，对各种频率声音通过时，对不同频率的衰减不一样。这样，A网络就接近人的听觉，其测得的值单位称为A声级. 在测量仪器中，对不同频率的客观声压级人为地给予适当的增减，这种修正方法称为频率计权，实现这种频率计权的网络称为计权网络（特殊滤波器）。,第五章噪声污染监测,计权声级 给声级计设计的A.B.C三种计权网络,输出,第五章噪声污染监测,研究表明，不论噪声强度是多少，利用A声级都能较好的反映噪声对人吵闹的主观感觉和人耳听力损伤程度。因此，常用A声级作为噪声测量和

14、评价的基本量。,第五章噪声污染监测,2. 等效连续声级Leq 有时，噪声的声级是变化的，不能简单的使用某一时刻的声级，需要使用在一段时间内使用平均声级来表示能量平均，即Leq。 式中：Li等间隔时间内，第i次读取的A声级，dB； N取样总数。,第五章噪声污染监测,式中：Li等间隔时间内，第i次读取的A声级，dB； N取样总数。 例如，在一小时内，每五分种A声级有变化，如下：,则：这一小时的Leq为：,第五章噪声污染监测,3.累计百分声级（LN）,描述随机起伏噪声(交通噪声),用于评价测量时间段内噪声强度时间统计分布特征的指标。 在一段时间内进行多次随机取样，然后对测得的不同噪声级做统计分析，取

15、它的累计统计概率值来评价该噪声。,第五章噪声污染监测,L10-在测定时间内，有10%时间的噪声超过噪声级，相当于噪声的平均峰值。如L1060dB，就是表示测量时段内有10的时间其噪声超过60dB。 L50-在测定时间内，有50%时间的噪声超过此值，相当于噪声的平均中值。 L90-在测定时间内，有90%时间的噪声超过此值，相当于噪声的平均本底值。 目前大多数声级计都有自动计算并显示功能，不需手工计算。,第五章噪声污染监测,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有关。 经试验证明，在等效连续声级的基础上加上一项表示噪声变化幅度

16、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比较恰当。,4. 噪声污染级,第五章噪声污染监测,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。,第五章噪声污染监测,5. 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”。它是表达社会噪声，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6 :00至 22:00，共16个小时； Ln夜间的等效声级，时间是从

17、22 : 00至 第二天的6 : 00，共8个小时。,研究结果指出，夜间噪声的干扰比白天大10dB。因此，计算一天24小时的等效声级时，夜间要加上10dB的计权，,第五章噪声污染监测,第二节 噪声测量,一、声级计 二、城市环境噪声监测 三、工矿企业噪声监测 四、机动车辆噪声测量 五、建筑工地噪声测量,第五章噪声污染监测,一、声级计 1. 声级计的工作原理,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。 它是一种电子仪器，但又不同于电压表等客观电子仪表。在把声信号转换成电信号时，可以模拟人耳对声波反应速度的时间特性；对高低频有不

18、同灵敏度的频率特性以及不同响度时改变频率特性的强度特性。因此，声级计是一种主观性的电子仪器。,第五章噪声污染监测,计权声级 给声级计设计的A.B.C三种计权网络,输出,第五章噪声污染监测,2. 声级计的分类,按其精度将声级计分为1级和2级。二种级别的声级计的各种性能指标具有同样的中心值，仅仅是容许误差不同，而且随着级别数字的增大，容许误差放宽。 按体积大小可分为台式声级计、便携式声级计和袖珍式声级计. 按其指示方式可分为模拟指示（电表、 声级灯）和数字指示声级计。,第五章噪声污染监测,仪器上有阻尼开关能反映人耳听觉动态特性。 声级计的指示电表有快档和慢档两种响应速度。 快档适用于测量起伏不大的

19、稳定噪声。 如果噪声起伏超过4dB,可用慢档。,第五章噪声污染监测,二、 噪声监测,一、城市环境噪声监测 二、工矿企业噪声监测,第五章噪声污染监测,一、城市环境噪声监测方法,城市环境 噪声监测,城市区域环境噪声监测,城市交通噪声监测,第五章噪声污染监测,测量应在无雨、无雪的天气条件下进行，四级大风以上时停止测量。 声级计可手持或固定在三角架上，传声器离地面高1.2m。 安装调试好后，置于“慢”相应，每隔5s读一个瞬时A声级数值，每一个测量点连续读取100个数据作为该点的噪声分布情况。 测量时间分为白天（6：00-22：00时）和夜间（22：00-6：00）两部分。 白天测量一般选在8-12时或

20、14-18时，夜间一般选在22-5时，随着地区和季节不同，上述时间可由当地人民政府按当地习惯和季节变化划定。 昼间和夜间测定的等效声级分别为昼间等效声级Ld和夜间等效声级Ln。,测量,第五章噪声污染监测,一 城市区域环境噪声监测,1.网格测量法,图7.8 网格测量法示意图,工厂、道路和非建成区面积之和不得大于网格面积的一半； 有效网格总数多于100个；测点在网格中心； 昼夜均测；规定测量时间内，每次每个测点测得10min的等效声级，所有网格平均值代表某一区域或者全市的噪声水平； 测得的等效声级，按照5dB一档分级，用不同的颜色或者阴影线表示每档声级，表示区域或城市的噪声污染分布情况。,第五章噪

21、声污染监测,在测定城市噪声污染分布情况后，可在城市地图上用不同颜色或阴影线表示的噪声带，每一噪声带代表一个噪声等级，每级相差5dB。各等级的颜色和阴影线规定见表。,第五章噪声污染监测,图7.9 定点测量法示意图,2.定点测量法,优化选取一个或多个能代表某个区域或者整个城市环境噪声平均水平的测点，进行24h连续测定； 测量每小时的Leq，Ld（白天等效声级），Ln（夜间等效声级）； 将每小时测得的等效声级按时间排列，得到24h声级变化图，用于表示某一区域或城市环境噪声的时间分布规律。,第五章噪声污染监测,3 城市交通噪声监测,两路口之间，离车行道20cm，离路口50m,第五章噪声污染监测,在规定

22、的测量时间段内，各测点每隔5秒记一个瞬时A声级（慢响应），连续记录200个数据，同时记录车流量（辆/h）。 将200个数据从小到大排列，第20个数为L10 ，第100个数为L50 ，第180个数为L90 。并计算Leq ，因为交通噪声基本符合正态分布，故可用：,目前使用的积分式声级计大多带有计算Leq 的功能，可自动将所测数据从大到小排列后计算显示Leq 的值。,第五章噪声污染监测,二、工业企业噪声监测方法,测点选择的原则是： 若车间内各处A声级波动小于3dB，则只需在车间内选择13个测点； 若车间内各处声级波动大于3dB，则应按声级大小，将车间分成若干区域，这些区域必须包括所有工人为观察或管

23、理生产过程而经常工作、活动的地点和范围。 任意两区域的A声级应大于或等于3dB, 每个区域内的A声级波动必须小于3dB，每个区域取13个测点。,第五章噪声污染监测,在每个区域内确定一个中心点作为操作人员站立的位置，传声器应架放在操作人员的耳朵位置，并指向操作人员的耳朵，测量时人需要离开。 测量应在工矿企业的正常生产时间内进行。,第五章噪声污染监测,由于工矿企业中的风机、电动机等设备的噪声基本属于稳态噪声，因此直接用声级计测量声级即可； 对于非稳态噪声，常用的测量方法：在不同区域内A声级虽然有较明显的变化，但在每一区域内的噪声可以近似看成稳态噪声(A声级变化不大），这时则需要测量每一区域A 声级及该声级下的暴露时间（持续时间），然后计算等效连续声级。 将每一区域A声级从小到大分成数段排列，每段相差5dB ,每段均以中心声级表示，中心声级分别是80（78-82dB）,85（83-87dB）,90,95,100,105,110,115,120,125dB 。,第五章噪声污染监测,第五章噪声污染监测,表7.17 等效连续声级记录表,