聲學(xué)環(huán)境保護(hù)

1、第五章 環(huán)境噪聲及其控制,日本1966年因公害起訴的案件20502起，噪聲就有7640起，占37.3，1977年激增至80000起。 在美國，工業(yè)生產(chǎn)中，由于噪聲造成工作效率降低、意外事故和要求賠償?shù)冉?jīng)濟(jì)損失，1977年估計(jì)為40億美元。有趨勢表明，噪聲將成為公害之首。,噪聲已是現(xiàn)代城市居民每天感受的公害之一。隨著工業(yè)的高度發(fā)展和城市人口的迅猛膨脹，噪聲也越來越強(qiáng)，越來越多。,例如，聽音樂會時，除演員和樂隊(duì)的聲音外，其它都是噪聲；但當(dāng)睡眠時，再悅耳的音樂也是噪聲。,一、噪聲的定義,一般認(rèn)為凡是不需要的，使人厭煩并對人類生活和生產(chǎn)有妨礙的聲音都是噪聲。,它不單獨(dú)取決于聲音的物理性質(zhì)，而且和人類的

2、生活狀態(tài)有關(guān)。,作為環(huán)境噪聲歸納起來，大致可分為四類：,過響聲。如噴氣發(fā)動機(jī)發(fā)出的轟隆聲。 妨礙聲。此種聲音雖不太響，但它妨礙人的交談、思考、學(xué)習(xí)、睡眠和休息。 不愉快聲。如摩擦聲、剎車聲均屬此類。 無影響聲。日常生活中，人們習(xí)以為常的聲音，如戶外風(fēng)吹樹葉的沙沙聲等。,1）它沒有污染物，即噪聲在空中傳播時并未給周圍環(huán)境留下什么毒害性的物質(zhì)； 2）噪聲對環(huán)境的影響不積累、不持久，傳播的距離也有限； 3）噪聲聲源分散，而且一旦聲源停止發(fā)聲，噪聲也就消失;,二、噪聲的特性,1噪聲的公害特性,由于噪聲屬于感覺公害，所以它與其他由有害有毒物質(zhì)引起的公害不同。,因此，噪聲不能集中處理，需要特殊的方法進(jìn)行控

3、制。,它具有聲音的一切聲學(xué)特性和規(guī)律。但是，噪聲對環(huán)境的影響和它的強(qiáng)弱有關(guān)，噪聲愈強(qiáng)，影響愈大。,2噪聲的聲學(xué)特性,簡單地說，噪聲就是聲音。,三、環(huán)境噪聲有關(guān)基本概念,聲壓級,聲強(qiáng)級,聲功率級,A聲級,等效連續(xù)A聲級,晝夜等效聲級, ,1、聲壓,聲波在空氣中以縱波的形式傳播。在傳播過程中，將引起體積元內(nèi)空氣發(fā)生疏密交替變化，其壓強(qiáng)亦隨之變化，這個變化迭加在大氣壓強(qiáng)上，稱為逾量壓強(qiáng)，又叫聲壓。 聲壓的單位是帕斯卡，簡稱帕，記為Pa。,2、聲壓級,式中：Lp對聲壓P的聲壓級，dB; P聲壓； Pa P0基準(zhǔn)聲壓，等于210-5 Pa ，是1000Hz的 聽閾聲音,分貝的求和與多聲源的疊加 如果需疊

4、加的各聲壓級分別是L1 、L2、L3、Ln，,聲壓級的迭加計(jì)算必須遵循對數(shù)運(yùn)算法則,則,由,得,代入上式得,例：,L1=80dB，L2=80dB，求：L1+2=？,解：,2、查表法：,例：L1=100dB，L2=98dB，求：L1+2=？,解：, 聲波的傳播過程，也是能量的傳播過程。聲波在傳播過程中，單位時間內(nèi)通過垂直于傳播方向單位面積的聲功率，稱為聲強(qiáng)，記為I 。,3、 聲強(qiáng),對于小振幅聲波，可以認(rèn)為聲強(qiáng)級與聲壓級數(shù)值相等。因?yàn)槁晧汉苋菀诇y量，因此聲音的強(qiáng)弱常用聲壓級表示。,聲強(qiáng)級,如以人的聽閾聲強(qiáng)值10-12W/m2為基準(zhǔn)，則聲強(qiáng)級定義為,dB,4、 A聲級,其測得值稱為A聲級(LA)，記

5、作dB(A)。A聲級能較好的反映出人們對噪聲吵鬧的主觀感受，它幾乎成為一切噪聲評價(jià)的基本值,因此，根據(jù)聽覺特性，在聲學(xué)測量儀器中，設(shè)置有“A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)”，使接收到的噪聲信號通過時，依頻率的不同得到不同的衰減或放大，使該噪聲的顯示值與人耳的聽覺感受相一致。,環(huán)境噪聲的度量，不僅與噪聲的物理量有關(guān)，還與人對聲音的主觀聽覺有關(guān)；人耳對聲音的感覺不僅和聲壓級大小有關(guān)，而且也和頻率的高低有關(guān)。, 在聲場內(nèi)的一定點(diǎn)位上，將某一段時間內(nèi)連續(xù)暴露的不同A聲級變化，用能量平均的方法以A聲級表示該段時間內(nèi)的噪聲大小。這個聲級稱為等效連續(xù)A聲級，簡稱等效聲級，單位為dB(A)。 某一段時間的穩(wěn)態(tài)噪聲，其A聲級值就是等

6、效連續(xù)A聲級值。,5、等效連續(xù)A聲級, 晝夜等效聲級是考慮了噪聲在夜間對人影響更為嚴(yán)重，將夜間噪聲另增加10dB加權(quán)處理后，用能量平均的方法得出24小時A聲級的平均值(Ln)，單位為dB(A)。,6、晝夜等效聲級,L表示在取樣時間內(nèi)90%的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲平均底值。,7、統(tǒng)計(jì)噪聲級,統(tǒng)計(jì)噪聲級是指某點(diǎn)噪聲級有較大波動時，用于描述該點(diǎn)噪聲隨時間變化狀況的統(tǒng)計(jì)物理量。一般用L、表示。,L 表示在取樣時間內(nèi)10%的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲平均峰值。,L表示在取樣時間內(nèi)50%的時間超過的噪聲級，相當(dāng)于噪聲平均中值。,40分貝是正常的環(huán)境聲音，一般被認(rèn)為是噪聲的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。在此以上便是有害

7、的噪聲。歸納起來、噪聲的危害主要表現(xiàn)為以下幾方面：,四、噪聲的危害,1干擾睡眠 噪聲會影響人的睡眠質(zhì)量和數(shù)量，老年人和病人對噪聲干擾更敏感。 久而久之，就會引起失眠、耳鳴多夢、疲勞無力、記憶力衰退、在醫(yī)學(xué)上稱為神經(jīng)衰弱癥候群。在高噪聲環(huán)境下，這種病的發(fā)病率可達(dá)5060以上。,噪聲可以使人造成暫時性的或持久性的聽力損傷(即耳聾)。一般說來，85分貝以下的噪聲不至于危害聽覺，而超過85分貝則可能發(fā)生危險(xiǎn)。,2損傷聽力,表5-1 工作40年后噪聲性耳聾發(fā)病率(),噪聲的危害，關(guān)鍵在于它的長期作用。,一些實(shí)驗(yàn)表明，噪聲會引起人體緊張的反應(yīng)，刺激腎上素的分泌，因而引起心率改變和血壓升高。 可以說，20世

8、紀(jì)生活中的噪聲，是心臟病惡化和發(fā)病率增加的一個重要原因。 噪聲會使人的唾液、胃液分泌減少，胃酸降低，從而易患胃潰瘍和十二指腸潰瘍。一些研究指出，某些吵鬧的工業(yè)企業(yè)里，潰瘍癥的發(fā)病率比安靜環(huán)境的高5倍。 噪聲對人的內(nèi)分泌機(jī)能也會產(chǎn)生影響。 近年還有人指出，噪聲是刺激癌癥的病因之一。,3對人體的生理影響,在噪聲環(huán)境下，兒童的智力發(fā)育緩慢。有人做過調(diào)查，吵鬧環(huán)境下兒童智力發(fā)育比安靜環(huán)境中的低20。 噪聲對胎兒也會產(chǎn)生有害影響。,4對兒童和胎兒的影響,強(qiáng)噪聲會使鳥類羽毛脫落，不下蛋，甚至內(nèi)出血，最終死亡。 如60年代初期，美國F104噴氣機(jī)作超聲速飛行試驗(yàn)，地點(diǎn)是俄克拉荷馬市上空，飛行高度為10000

9、米，每天飛越8次，共飛行6個月。結(jié)果，在飛機(jī)轟隆聲的作用下，一個農(nóng)場的10000只雞被轟聲殺死 。,5對動物的影響,50年代曾有報(bào)道，一架以每小時1100千米的速度(亞音速)飛行的飛機(jī)，作60米的低空飛行時，噪聲使地面一幢樓房遭受破壞。 在美國統(tǒng)計(jì)的3000 件噴氣飛機(jī)使建筑物受損害的事件中，抹灰開裂的43，損壞的32，墻開裂的15，瓦損壞的6。 此外，由于飛機(jī)噪聲造成的經(jīng)濟(jì)損失，1968年約為40185億美元，1978年約為60277億美元。,6對建筑物的損害,五、噪聲的控制標(biāo)準(zhǔn),目前，具體的噪聲標(biāo)準(zhǔn)主要分為三類：,1聽力保護(hù)標(biāo)準(zhǔn),2機(jī)動車輛噪聲標(biāo)準(zhǔn),3環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn),1聽力保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)， 此即指

10、工廠中的噪聲標(biāo)準(zhǔn)。,表52 我國工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),目前大多數(shù)國家聽力保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)定為90分貝(A)，它能夠保護(hù)80的人；有些國家定為85分貝(A)，它能夠使90的人得到保護(hù)。,由于城市噪聲的70來源于交通噪聲，如果車輛噪聲得以控制，則城市噪聲就能大大降低。,2機(jī)動車輛噪聲標(biāo)準(zhǔn),表53 我國機(jī)動車輛噪聲試行標(biāo)準(zhǔn),環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)的制訂通常從噪聲引起煩惱的角度來考慮環(huán)境噪聲的標(biāo)準(zhǔn)。對休息睡眠與交談思考的干擾是日常生活中最易引起煩惱的因素，因此環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)的制訂，主要是以對睡眠和交談思考的干擾程度為依據(jù)的。,3環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn),表5-4 我國城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)單位：等效聲級,前述物體振動即產(chǎn)生噪聲，這振動

11、的物體就是噪聲源。根據(jù)物體振動的物理特性，噪聲可分為兩大類：,六、噪聲的來源,機(jī)械振動噪聲,氣體動力噪聲,如機(jī)床齒輪、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的噪聲,如超聲速噴氣機(jī)的轟隆聲、儲氣罐排氣、鼓風(fēng)機(jī)氣流、內(nèi)燃機(jī)燃燒等噪聲,城市環(huán)境噪聲,交通噪聲,工廠噪聲,生活噪聲,城市環(huán)境噪聲的70來自交通噪聲，而且汽車、火車、飛機(jī)等交通運(yùn)輸工具都是活動的噪聲源，其影響面廣。,工廠噪聲來自生產(chǎn)過程和市政施工中機(jī)械振動、摩擦、撞擊以及氣流擾動等而產(chǎn)生的聲音。工廠噪聲是造成職業(yè)性耳聾、甚至年青人脫發(fā)禿頂?shù)闹饕颉?即指街道和建筑物內(nèi)部各種生活設(shè)施、人群活動等產(chǎn)生的聲音。生活噪聲一般在80分貝以下，對人沒有直接生理危害，但都能干擾人們談話、工作、學(xué)習(xí)和休息，使人心煩意亂。,中國城市聲環(huán)境 質(zhì)量變化分析,1999年度城市聲環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀,1999年重點(diǎn)城市區(qū)域環(huán)境噪聲等效聲級比較,1999年度重點(diǎn)城市道路交通噪聲等效聲級比較,國家標(biāo)準(zhǔn),19901999重點(diǎn)城市道路交通噪聲平均等效聲級變化,第四節(jié) 環(huán)境噪聲污染防治措施,噪聲控制原理：噪聲的傳播一般分為三個階段,噪聲源,接受者,傳播途